專利名稱：一種可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼s355nl/s355nlz35鋼板及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于中厚板生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/ S355NLZ35鋼板及其生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
在公知的技術(shù)中，傳統(tǒng)的S355NL/S355NLZ35鋼板生產(chǎn)需要進(jìn)行正火處理，這樣使得生產(chǎn)能耗增大，生產(chǎn)成本增高，對企業(yè)發(fā)展和競爭很不利。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述問題，本發(fā)明提供一種節(jié)省成本、生產(chǎn)簡便的可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼 S355NL/S355NLZ35鋼板及其生產(chǎn)方法。一種可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板，包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%) :C :0. 10 0. 18、Si :0. 20 0. 45、Mn :1· 20 1. 45、P 彡 0. 018、 S 彡 0. 005, Als 0. 015 0. 050, V :0. 010 0. 055, Ti :0. 005 0. 025，其它為 Fe 和殘留元素。所述化學(xué)成分的碳當(dāng)量< 0. 43。所述可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板厚度為20_80mm。為達(dá)到上述目的，所述可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板的生產(chǎn)方法， 它包括如下步驟
a.KR鐵水預(yù)處理到站鐵水必須扒前渣與扒后渣，保證液面渣層厚度彡20mm，鐵水經(jīng) KR攪拌脫硫后保證鐵水S彡0. 005%，保證脫硫周期彡2 Imin、脫硫溫降彡20 °C ；
b.轉(zhuǎn)爐冶煉采用100/120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，入爐鐵水中按質(zhì)量百分比含S< 0. 005%、 含P < 0. 080%,鐵水溫度彡1270°C，鐵水裝入量誤差按士 It來控制，過程槍位按前期 1.0-1. 3m、中期1.2-1. 6m、后期1.0-1. Im控制，造渣堿度R按2. 5-4.0控制，出鋼目標(biāo) P彡0. 015%、C彡0. 05%、S彡0. 012%,出鋼過程中向鋼包內(nèi)加硅鋁鋇鈣、錳鐵合金、硅鐵合金和石灰、螢石，出鋼前用擋渣塞擋前渣出鋼，出鋼結(jié)束前采用擋渣錐擋渣，保證渣層厚度 ^ 30mm，轉(zhuǎn)爐出鋼過程中要求全程吹氬；
c.吹氬處理氬站一次性加入鋁線，在氬站要求強(qiáng)吹氬3min，流量200-500NL/min，鋼液面裸眼直徑控制在300 500mm，離氬站溫度不得低于1570°C ；
d.LF精煉精煉過程中全程吹氬，加入渣料，堿度按4. 0-6. 0控制，加入脫氧劑，加熱過程采用電流進(jìn)行加熱，加熱時間按兩次控制，一加熱7-12min、二加熱6-lOmin，二加熱過程中補(bǔ)加脫氧劑，并要求粘渣次數(shù)大于6次。離站前加入硅鈣線，加硅鈣線前必須關(guān)閉氬氣， 不采用真空脫氣的上鋼溫度1565士 15°C，采用真空脫氣的上鋼溫度1610士 15°C ；e.VD精煉VD真空度必須達(dá)到671 以下，保壓時間必須彡15min，破真空后軟吹 2-5min或不吹，軟吹過程中鋼水不得裸露，在線包抽真空時間1. 7min，覆蓋劑保證鋪滿鋼液面，加覆蓋劑前必須關(guān)閉氬氣，上鋼溫度1565士 15°C ；
f.連鑄中包過熱度15士 10°C，拉速0. 7m/min,比水量0. 80L/ kg,電攪:900A、5Hz、 30s-3-30s，連鑄澆鋼要求全程保護(hù)澆鑄，大包開澆后Imin內(nèi)必須套保護(hù)管，鑄坯下線后要求堆冷彡12h ；
g.加熱加熱溫度及加熱時間如下預(yù)熱段溫度900-1000°C，加熱段溫度 1220-U80°C，保溫段溫度 1200-U60°C，加熱速度 7_13min/cm ；
h.控軋控冷開軋溫度1100°C 1150°C，一階段終軋溫度在900°C 1000°C，待溫厚度為成品厚度的2 3倍，二階段開軋溫度彡900°C，二階段保證單道次壓下率彡15%，累計壓下率> 60%,終軋溫度760 860°C，確保冷卻速度控制在1_6°C /S，返紅溫度在650 750°C之間，然后送往矯直機(jī)矯直；
i.堆冷堆垛緩冷溫度不低于250°C，堆冷時間>12小時； j.正火溫度為900°C 士20°C。由于本發(fā)明通過KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、吹氬處理、LF精煉、VD精煉、連鑄、加熱、控軋控冷、堆冷、正火工藝，適當(dāng)調(diào)整C、Mn、Nb合金元素的含量和比例，并嚴(yán)格控制鋼中 P、S等影響鋼板塑韌性的有害元素含量，同時嚴(yán)格控制軋鋼的加熱制度，軋制過程采用降低終軋溫度、軋后提高冷卻速度和軋后鋼板堆垛緩冷的方式，從而保證了可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板的各項性能指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。在冶煉過程中，嚴(yán)格控制鋼中P (磷)、S(硫)等有害元素，保證鋼水的純凈度基本達(dá)到潔凈鋼水平。在后續(xù)軋制加熱過程中， 為防止鋼坯內(nèi)部晶粒粗大，適當(dāng)降低加熱溫度，避免鋼坯內(nèi)部原始奧氏體晶粒過分長大，為鋼坯在軋制過程中晶粒的細(xì)化奠定堅實基礎(chǔ)。在軋制過程中，通過采用國內(nèi)先進(jìn)的TMCP軋制技術(shù)和鋼板堆垛緩冷技術(shù)，能夠保證可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板性能需求。與傳統(tǒng)的S355NL/S355NU35鋼板碳當(dāng)量不變的情況下，在低合金元素加入量的情況下，通過TMCP軋制和鋼板堆垛緩冷及正火方式，確保了鋼板性能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，大大降低了生產(chǎn)成本。
具體實施例方式本發(fā)明所述的節(jié)省成本、生產(chǎn)簡便的可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%) =C :0. 10 0. 18、Si :0. 20 0. 45、Mn 1. 20 1. 45,P 彡 0. 018,S 彡 0. 005,Als :0. 015 0. 050,V :0. 010 0. 055,Ti :0. 005 0. 025，其它為！^和殘留元素。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取的生產(chǎn)方法包括KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、吹氬處理、LF精煉、VD精煉、連鑄、加熱、控軋控冷、堆冷、正火。在所述KR鐵水預(yù)處理中，到站鐵水必須扒前渣與扒后渣，保證液面渣層厚度< 20mm，鐵水經(jīng)KR攪拌脫硫后保證鐵水 S ( 0. 005%，保證脫硫周期彡21min、脫硫溫降彡20°C ；在所述轉(zhuǎn)爐冶煉中，采用100/120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，入爐鐵水中按質(zhì)量百分比含S彡0. 005%、P彡0. 080%，鐵水溫度彡1270°C, 鐵水裝入量誤差按士 It來控制，廢鋼嚴(yán)格采用優(yōu)質(zhì)邊角料，過程槍位按前期1. 0-1. 3m、 中期1.2-1. 6m、后期1.0-1. Im控制，造渣堿度R按2. 5-4. 0控制，出鋼目標(biāo)P彡0.015%、C彡0. 05%、S^O. 012%，出鋼過程中向鋼包內(nèi)硅鋁鋇鈣、錳鐵合金、硅鐵合金和石灰、螢石， 出鋼前用擋渣塞擋前渣出鋼，出鋼結(jié)束前采用擋渣錐擋渣，保證渣層厚度< 30mm，轉(zhuǎn)爐出鋼過程中要求全程吹氬；在所述吹氬處理中，氬站一次性加入鋁線，在氬站要求強(qiáng)吹氬3min， 流量200-500NL/min，鋼液面裸眼直徑控制在300 500mm，離氬站溫度不得低于1570°C ； 在所述LF精煉中，精煉過程中全程吹氬，吹氬強(qiáng)度根據(jù)不同環(huán)節(jié)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，加入精煉渣料，堿度按4. 0-6. 0控制，精煉脫氧劑以電石、鋁粒、硅鐵粉為主，加入量根據(jù)鋼水中氧含量及造白渣情況適量加入，加熱過程根據(jù)節(jié)奏富余和溫度情況選擇適當(dāng)電流進(jìn)行加熱，加熱時間按兩次控制，一加熱7-12min、二加熱6-lOmin，二加熱過程中要求根據(jù)造渣情況， 補(bǔ)加脫氧劑，并要求粘渣次數(shù)大于6次。離站前加入硅鈣線，加硅鈣線前必須關(guān)閉氬氣， 上鋼溫度1565士 15°C (不采用真空脫氣)/1610士 15°C (采用真空脫氣)；在所述VD精煉中，VD真空度必須達(dá)到671 以下，保壓時間必須彡15min，破真空后軟吹2-5min或不吹， 軟吹過程中鋼水不得裸露，正常在線包抽真空時間(抽真空前鋼水溫度一目標(biāo)離站溫度) /1. 7min，覆蓋劑，保證鋪滿鋼液面，加覆蓋劑前必須關(guān)閉氬氣，上鋼溫度1565士 15°C ；在所述連鑄中，澆鋼前保證鑄機(jī)設(shè)備狀況良好，中包過熱度15士 10°C，拉速0. 7m/min,比水量 0. 80L/kg,電攪900A、5Hz、30s-3-30s，連鑄澆鋼要求全程保護(hù)澆鑄，大包開澆后Imin內(nèi)必須套保護(hù)管，中包澆注過程中必須保證鋼液面不見紅，澆鋼過程中合理控制塞棒吹氬量，保證結(jié)晶器液面波動輕微，鑄坯下線后要求堆冷> 12h ；在所述加熱中，加熱溫度及加熱時間如下預(yù)熱段溫度900-1000°C，加熱段溫度1220-U80°C，保溫段溫度1200-U60°C，加熱速度7-13min/Cm ；在所述控軋控冷中，結(jié)合煉鋼化學(xué)成分，為防止混晶和晶粒粗大，嚴(yán)格堅持 “高溫、低速、大壓下”的軋制要求，開軋溫度1100°C 1150°C，一階段終軋溫度在90(TC 1000°C，待溫厚度為成品厚度的2 3倍，為精軋階段累計變形量及細(xì)化晶粒、位錯強(qiáng)化奠定基礎(chǔ)。二階段開軋溫度< 900°C，二階段保證單道次壓下率> 15%，累計壓下率>60%，確保變形滲透使奧氏體內(nèi)部晶粒被壓扁拉長，增大晶界有效面積并有效形成大量變形帶，為奧氏體相變提供更多的形核點，達(dá)到細(xì)化奧氏體晶粒的目的，終軋溫度760 860°C ；由于軋后緩冷易使晶粒長大，并且組織中的C、Mn等合金固溶量有限，因此要控制適當(dāng)?shù)睦鋮s速度，為了獲得優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，根據(jù)板厚的不同，軋后采用不同的層流冷卻，通過調(diào)整冷卻集管組數(shù)，確保冷卻速度控制在1-6°C /S，返紅溫度在650 750°C之間，然后送往矯直機(jī)矯直；在所述堆冷中，堆垛緩冷溫度不低于250°C，堆冷時間> 12小時；在所述正火中，溫度為 900°C 士20°C。實施例1
通過KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、吹氬處理、LF精煉、VD精煉、連鑄、加熱、控軋控冷、堆冷、正火工藝，獲得一種可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板，它包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%) :C :0. 16, Si :0. 35,Mn :1. 40,P :0. 015, S :0. 003, Als :0. 025、
V:0. 025、Ti :0. 020，其它為Fe和殘留元素。實施例2
通過KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、吹氬處理、LF精煉、VD精煉、連鑄、加熱、控軋控冷、堆冷、正火工藝，獲得一種可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板，它包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%) :C :0. 12, Si :0. 43,Mn :1. 20,P :0. 017, S :0. OOUAls :0. 040、
V:0. 015、Ti :0. 025，其它為Fe和殘留元素。
機(jī)械力學(xué)性能分析
成份及機(jī)械力學(xué)性能按Em0025-1執(zhí)行，機(jī)械力學(xué)性能具體見下表1
表1 可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板機(jī)械力學(xué)性能
權(quán)利要求
1.一種可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板，其特征在于包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%) :C :0. 10 0· 18,Si :0. 20 0. 45,Mn 1. 20 1. 45、P 彡 0. 018、 S 彡 0. 005, Als 0. 015 0. 050, V :0. 010 0. 055, Ti :0. 005 0. 025，其它為 Fe 和殘留元素。
2.如權(quán)利要求1所述的可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板，其特征在于所述化學(xué)成分的碳當(dāng)量< 0. 43。
3.如權(quán)利要求1所述的可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板，其特征在于所述可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板厚度為20_80mm。
4.如權(quán)利要求1所述的可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NU35鋼板的生產(chǎn)方法，其特征在于包括如下步驟a.KR鐵水預(yù)處理到站鐵水必須扒前渣與扒后渣，保證液面渣層厚度彡20mm，鐵水經(jīng) KR攪拌脫硫后保證鐵水S彡0. 005%，保證脫硫周期彡2 Imin、脫硫溫降彡20 °C ；b.轉(zhuǎn)爐冶煉采用100/120噸頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，入爐鐵水中按質(zhì)量百分比含S< 0. 005%、 含P < 0. 080%,鐵水溫度彡1270°C，鐵水裝入量誤差按士 It來控制，過程槍位按前期 1.0-1. 3m、中期1.2-1. 6m、后期1.0-1. Im控制，造渣堿度R按2. 5-4.0控制，出鋼目標(biāo) P彡0. 015%、C彡0. 05%、S彡0. 012%,出鋼過程中向鋼包內(nèi)加硅鋁鋇鈣、錳鐵合金、硅鐵合金和石灰、螢石，出鋼前用擋渣塞擋前渣出鋼，出鋼結(jié)束前采用擋渣錐擋渣，保證渣層厚度 ^ 30mm，轉(zhuǎn)爐出鋼過程中要求全程吹氬；c.吹氬處理氬站一次性加入鋁線，在氬站要求強(qiáng)吹氬3min，流量200-500NL/min，鋼液面裸眼直徑控制在300 500mm，離氬站溫度不得低于1570°C ；d.LF精煉精煉過程中全程吹氬，加入渣料，堿度按4. 0-6. 0控制，加入脫氧劑，加熱過程采用電流進(jìn)行加熱，加熱時間按兩次控制，一加熱7-12min、二加熱6-lOmin，二加熱過程中補(bǔ)加脫氧劑，并要求粘渣次數(shù)大于6次，離站前加入硅鈣線，加硅鈣線前必須關(guān)閉氬氣， 不采用真空脫氣的上鋼溫度1565士 15°C，采用真空脫氣的上鋼溫度1610士 15°C ；e.VD精煉VD真空度必須達(dá)到671 以下，保壓時間必須彡15min，破真空后軟吹 2-5min或不吹，軟吹過程中鋼水不得裸露，在線包抽真空時間1. 7min，覆蓋劑保證鋪滿鋼液面，加覆蓋劑前必須關(guān)閉氬氣，上鋼溫度1565士 15°C ；f.連鑄中包過熱度15士10°C，拉速0. 7m/min,比水量0. 80L/ kg,電攪:900A、5Hz、 30s-3-30s，連鑄澆鋼要求全程保護(hù)澆鑄，大包開澆后Imin內(nèi)必須套保護(hù)管，鑄坯下線后要求堆冷彡12h ；g.加熱加熱溫度及加熱時間如下預(yù)熱段溫度900-1000°C，加熱段溫度 1220-U80°C，保溫段溫度 1200-U60°C，加熱速度 7_13min/cm ；h.控軋控冷開軋溫度1100°C 1150°C，一階段終軋溫度在900°C 1000°C，待溫厚度為成品厚度的2 3倍，二階段開軋溫度彡900°C，二階段保證單道次壓下率彡15%，累計壓下率> 60%，終軋溫度760 860°C，確保冷卻速度控制在1_6°C /S，返紅溫度在650 750°C之間，然后送往矯直機(jī)矯直；i.堆冷堆垛緩冷溫度不低于250°C，堆冷時間>12小時；j.正火溫度為900°C 士20°C。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板，所述鋼板包含如下質(zhì)量百分比的化學(xué)成分(單位，wt%)C0.10～0.18、Si0.20～0.45、Mn1.20～1.45、P≤0.018、S≤0.005、Als0.015～0.050、V0.010～0.055、Ti0.005～0.025，其它為Fe和殘留元素。通過KR鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、吹氬處理、LF精煉、VD精煉、連鑄、加熱、控軋控冷、堆冷、正火工藝，適當(dāng)調(diào)整C、Mn、Nb合金元素的含量和比例，并嚴(yán)格控制鋼中P、S等影響鋼板塑韌性的有害元素含量，同時嚴(yán)格控制軋鋼的加熱制度，軋制過程采用降低終軋溫度、軋后提高冷卻速度和軋后鋼板堆垛緩冷的方式，從而保證了可焊接細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼S355NL/S355NLZ35鋼板的各項性能指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。
文檔編號B21B45/02GK102345055SQ20111017667
公開日2012年2月8日 申請日期2011年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月28日
發(fā)明者于颯, 劉慶波, 崔冠軍, 張強(qiáng), 張立新, 朱書成, 李亮亮, 李忠波, 袁永旗, 許少普, 賈濤, 趙迪, 高照海 申請人:南陽漢冶特鋼有限公司