一種高屈服強度s890ql結構鋼中厚板及其生產方法
2023-10-06 02:22:24 1
專利名稱：一種高屈服強度s890ql結構鋼中厚板及其生產方法
技術領域：
本發明涉及鋼鐵冶煉技術領域，尤其涉及一種高屈服強度S890QL結構鋼中厚板及其生產方法。
背景技術：
S890QL屬於歐標EN10025中調質狀態交貨的高屈服強度結構鋼，其具有強度高、韌性好、低溫韌性優良、加工性能和焊接性能好等特點。主要應用在工程機械、採礦設備、鋼結構等領域。由於S890QL不但要求較高的強度，而且要求良好的低溫衝擊韌性，生產難度較大，但近年來，其應用範圍擴大，需求量增加。申請號:200910272575.8的發明公開了一種低碳加磷高屈服強度冷軋鋼板及其製造方法。該鋼板中各組分的重量百分比為:C:0.03 0.08，S1: 0.10 0.25，Mn: 0.40 0.70，P: 0.06 0.10，S 彡 0.010，Als:
0.03 0.07，餘量為Fe及不可避免的雜質。本發明的製造方法，包括鐵水脫硫、轉爐複合吹煉、吹氬、連鑄、熱連軋、層流冷卻、卷取、酸洗、冷連軋、罩式退火、平整和精整的步驟。以上技術方案，生產成本高，技術難度大，生產效率低，工人勞動強度大。
發明內容
本發明提供一種強度高、韌性好、低溫韌性優良、加工性能和焊接性能好，並且保性能、保探傷高屈服強度S890QL結構鋼中厚板。本發明採取的技術方案是:一種高屈服強度S890QL結構鋼包含如下質量百分比的化學成分:c:0.10 0 .14%、Si:0.25 0.45%%、Mn:1.35 1.65%、P: ^ 0.008%、S:(0.003%、微合金化元素(V+Nb+Ti+Cr+Ni+B+Cu)..( 3.5%, Als..( 0.045%，其它為 Fe 和殘
留元素。0.3〈碳當量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15] ( 0.82。所述高屈服強度S890QL結構鋼具有85%回火索氏體和15%回火馬氏體。本發明的另一個目的在於提供保性能、保探傷高屈服強度S890QL結構鋼中厚板的生產方法，其包括如下步驟:
a)KR鐵水預處理:到站鐵水必須扒前渣與扒後渣，保證液面渣層厚度< 20mm，鐵水經KR攪拌脫硫後保證鐵水按質量百分比含S ( 0.005%，保證脫硫周期彡21min，脫硫溫降(20 0C ；
b)步驟a)處理後的鐵水進入轉爐冶煉工藝:入爐鐵水按質量百分比含S ( 0.005%、P^0.035%，鐵水溫度> 1270°C，鐵水裝入量誤差按± It來控制，廢鋼嚴格採用優質邊角料，造渣酸鹼度R為2.5-4.0，出鋼C彡0.05%,出鋼按質量百分比含P彡0.010%,S彡0.008%，避免出鋼過程下渣；
c)步驟b)鋼水進入LF精煉工藝:精煉過程中全程吹氬，吹氬強度根據不同環節鋼水表面渣層厚度進行調節，加入精煉渣料，採取大渣量進行造渣，確保白渣保持時間> 15min,離站前加入矽鈣線；d)步驟c)鋼水進入VD精煉工藝:VD真空度為彡60Pa，保壓時間為彡15min，破真空後軟吹2-5min或不吹，軟吹過程中鋼水不得裸露，故軟吹前需要添加覆蓋劑，保證覆蓋劑鋪滿鋼液面，加覆蓋劑時必須關閉氬氣，離站溫度為1550 1580°C ；
e)步驟d)鋼水進入連鑄工藝:澆鋼前保證鑄機設備狀況良好，中包過熱度為5 25°C，鑄機拉速為0.7m/min,比水量為0.80L/ kg,電磁攪拌電流為900A，電磁攪拌頻率為5Hz,電磁攪拌時間為3 0s，電磁攪拌間隔時間為3s，電磁攪拌以30s 3 s 30s循環進行，連鑄澆鋼要求全程保護澆鑄，大包開澆後Imin內必須套保護管，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，保證結晶器液面波動輕微，鑄坯下線後要求堆冷彡48h ；
f)步驟e)鋼坯進入推鋼式加熱爐/均熱爐加熱工藝:預熱段溫度900 1(KKTC，力口熱段溫度1220 1240°C，保溫段溫度1180 1200°C，加熱速度10 13min/cm ；
g)步驟f)鋼坯進入兩階段軋制工藝:一階段採取「低速、大壓下」工藝，一階段開軋溫度為1100°C 1150°C，一階段終軋溫度為950°C 1000°C，待溫厚度為成品厚度的2.2
2.5倍，二階段開軋溫度為< 920°C，二階段保證單道次壓下率彡15%，累計壓下率彡60%,終軋溫度為810 8700C ；
h)步驟g)鋼板進入ACC層流冷卻工藝:為獲得優良的綜合力學性能，根據板厚不同，軋後採用不同的層流冷卻模型，通過調整冷卻集管組數，確保冷卻速度為16 30°C /Ss，返紅溫度為450 550°C，然後送往矯直機矯直；
i)步驟h)矯直後鋼板進入堆冷工藝:鋼板矯直後及時下線堆冷，堆冷溫度>350°C,堆冷時間彡36h ；
j)步驟i)鋼板進入調質工藝:淬火溫度870 930°C，保溫時間為1.8 2.5min/mm,回火溫度為620 680°C，保溫 時間為4.0 4.5min/mm ；
k)步驟j)鋼板經過精整、外檢即成為合格S890QL結構鋼板。本發明的有益效果是:步驟c) d)保證了鋼質的潔淨度，加覆蓋劑時必須關閉氬氣，保證了鋼水不會翻滾而把覆蓋劑捲入鋼液面以下從而汙染鋼水，覆蓋劑融化後鋪滿鋼液面，保證了鋼液的溫度不會降低過多；步驟e)澆鋼過程中合理控制塞棒吹氬量，可保證不堵塞鋼澆口 ；步驟g)—階段採取「低速、大壓下」工藝，使高溫奧氏體充分再結晶，為二階段軋制晶粒細化創造良好的條件，為二階段累計變形量及細化晶粒、位錯強化奠定基礎，二階段確保變形滲透使奧氏體內部晶粒被壓扁拉長，增大晶界有效面積並有效形成大量變形帶，為奧氏體相變提供更多的形核點，達到細化奧氏體晶粒的目的；步驟i)通過緩冷，以避免內部應力來不及釋放產生內裂，同時進一步促使鋼板內部有害氣體溢出，充分保證鋼板內部質量。本發明生產出的厚度在IOOmm(含)以下保性能、保探傷高屈服強度S890QL結構鋼板，其屈服強度控制在860 950MPa，抗拉強度控制在930 1050MPa ;伸長率控制在12% 20% ；V型_20°C縱向衝擊功控制在180 300J。S890QL屬於歐標EN10025中調質狀態交貨的高屈服強度結構鋼，其具有強度高、韌性好、低溫韌性優良、加工性能和焊接性能好等特點。
具體實施例方式實施例1:本發明採取的技術方案是:一種高屈服強度S890QL結構鋼包含如下質量百分比的化學成分:c:0.10 0.14%、Si:0.25 0.45%%、Mn:1.35 1.65%、P: ^ 0.008%、S:(0.003%、微合金化元素(V+Nb+Ti+Cr+Ni+B+Cu)..( 3.5%, Als..( 0.045%，其它為 Fe 和殘
留元素。0.3〈碳當量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15] ( 0.82。所述高屈服強度S890QL結構鋼具有85%回火索氏體和15%回火馬氏體。本發明的另一個目的在於提供保性能、保探傷高屈服強度S890QL結構鋼中厚板的生產方法，其包括如下步驟:
a)KR鐵水預處理:到站鐵水必須扒前渣與扒後渣，保證液面渣層厚度< 20mm，鐵水經KR攪拌脫硫後保證鐵水按質量百分比含S ( 0.005%，保證脫硫周期彡21min，脫硫溫降15。。；
b)步驟a)處理後的鐵水進入轉爐冶煉工藝:入爐鐵水按質量百分比含S彡0.005%、P^0.035%，鐵水溫度1270°C，鐵水裝入量誤差按±lt來控制，廢鋼嚴格採用優質邊角料，造渣酸鹼度R為2.5，出鋼按質量百分比含C彡0.05%,出鋼P彡0.010%，S彡0.008%，避免出鋼過程下渣；
c)步驟b)鋼水進入LF精煉工藝:精煉過程中全程吹氬，吹氬強度根據不同環節鋼水表面渣層厚度進行調節，加入精煉渣料，採取大渣量進行造渣，確保白渣保持時間15min，離站前加入矽鈣線；
d)步驟c)鋼水進入VD精煉工藝:VD真空度為50Pa，保壓時間為彡15min，破真空後軟吹2-5min或不吹，軟吹過程中鋼水不得裸露，故軟吹前需要添加覆蓋劑，保證覆蓋劑鋪滿鋼液面，加覆蓋劑時必須關閉氬氣，離站溫度為1550°C ；
e)步驟d)鋼水進入連鑄工藝:澆鋼前保證鑄機設備狀況良好，中包過熱度為5°C，鑄機拉速為0.7m/min,比水量為0.80L/ kg,電磁攪拌電流為900A，電磁攪拌頻率為5Hz，電磁攪拌時間為3 0s，電磁攪拌間隔時間為3s，電磁攪拌以30s 3 s 30s循環進行，連鑄澆鋼要求全程保護澆鑄，大包開澆後Imin內必須套保護管，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，保證結晶器液面波動輕微，鑄坯下線後要求堆冷彡48h ；
f)步驟e)鋼坯進入推鋼式加熱爐/均熱爐加熱工藝:預熱段溫度90(TC，加熱段溫度1220°C，保溫段溫度1180°C，加熱速度lOmin/cm ；
g)步驟f)鋼坯進入兩階段軋制工藝:一階段採取「低速、大壓下」工藝，一階段開軋溫度為1100°C，一階段終軋溫度為950°C，待溫厚度為成品厚度的2.2倍，二階段開軋溫度為900°C，二階段保證單道次壓下率彡15%，累計壓下率彡60%，終軋溫度為810°C ；
h)步驟g)鋼板進入ACC層流冷卻工藝:為獲得優良的綜合力學性能，根據板厚不同，軋後採用不同的層流冷卻模型，通過調整冷卻集管組數，確保冷卻速度為16°C /S，返紅溫度為450°C，然後送往矯直機矯直；
i)步驟h)矯直後鋼板進入堆冷工藝:鋼板矯直後及時下線堆冷，堆冷溫度350°C，堆冷時間36h ；
j)步驟i)鋼板進入調質工藝:淬火溫度870°C，保溫時間為1.8min/mm,回火溫度為620°C,保溫時間為 4.0min/mm ；k)步驟j)鋼板經過精整、外檢即成為合格S890QL結構鋼板。機械力學性能分析
成份及機械力學性能按EN 10025:2004-6執行，機械性能具體見下表。S890QL鋼板機械力學性能
權利要求
1.一種高屈服強度S890QL結構鋼，其特徵在於:包含如下質量百分比的化學成分:C:·0.10 0.14%、Si:0.25 0.45%%、Mn:1.35 1.65%、P:≤0.008%、S:≤0.003%、微合金化元素(V+Nb+Ti+Cr+Ni+B+Cu):≤3.5%, Als:≤0.045%，其它為 Fe 和殘留元素。
2.如權利要求1所述的一種高屈服強度S890QL結構鋼，其特徵在於:0.3〈碳當量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15] ≤0.82。
3.如權利要求1所述的一種高屈服強度S890QL結構鋼，其特徵在於:具有85%回火索氏體和15%回火馬氏體。
4.一種生產如權利要求1所述高屈服強度S890QL結構鋼中厚板的方法，其特徵在於:包括如下步驟， a)KR鐵水預處理:到站鐵水必須扒前渣與扒後渣，保證液面渣層厚度≤20mm，鐵水經KR攬祥脫硫後保證鐵水S^0.005%，保證脫硫周期 1270°C，鐵水裝入量誤差按± It來控制，廢鋼嚴格採用優質邊角料，造渣酸鹼度R為·2.5-4.0,出鋼C≤0.05%,出鋼P≤0.010%, S≤0.008%，避免出鋼過程下渣； c)步驟b)鋼水進入LF精煉工藝:精煉過程中全程吹氬，吹氬強度根據不同環節鋼水表面渣層厚度進行調節，加入精煉渣料，採取大渣量進行造渣，確保白渣保持時間≥15min,離站前加入矽鈣線； d)步驟c)鋼水進入VD精煉工藝:VD真空度為≤60Pa，保壓時間為≥15min，破真空後軟吹2-5min或不吹，軟吹過程中鋼水不得裸露，故軟吹前需要添加覆蓋劑，保證覆蓋劑鋪滿鋼液面，加覆蓋劑時必 須關閉氬氣，離站溫度為1550 1580°C ； e)步驟d)鋼水進入連鑄工藝:澆鋼前保證鑄機設備狀況良好，中包過熱度為5 ·25°C，鑄機拉速為0.7m/min,比水量為0.80L/ kg,電磁攪拌電流為900A，電磁攪拌頻率為·5Hz，電磁攪拌時間為3 O s ,電磁攪拌間隔時間為3s，電磁攪拌以30s 3 s 30s循環進行，連鑄澆鋼要求全程保護澆鑄，大包開澆後Imin內必須套保護管，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，保證結晶器液面波動輕微，鑄坯下線後要求堆冷彡48h ； f)步驟e)鋼坯進入推鋼式加熱爐/均熱爐加熱工藝:預熱段溫度900 1(KKTC，力口熱段溫度1220 1240°C，保溫段溫度1180 1200°C，加熱速度10 13min/cm ； g)步驟f)鋼坯進入兩階段軋制工藝:一階段採取「低速、大壓下」工藝，一階段開軋溫度為1100°C 1150°C，一階段終軋溫度為950°C 1000°C，待溫厚度為成品厚度的2.2 ·2.5倍，二階段開軋溫度為≤920°C，二階段保證單道次壓下率彡15%，累計壓下率≥60%,終軋溫度為810 8700C ； h)步驟g)鋼板進入ACC層流冷卻工藝:為獲得優良的綜合力學性能，根據板厚不同，軋後採用不同的層流冷卻模型，通過調整冷卻集管組數，確保冷卻速度為16 30°C /S，返紅溫度為450 550°C，然後送往矯直機矯直； i)步驟h)矯直後鋼板進入堆冷工藝:鋼板矯直後及時下線堆冷，堆冷溫度≥350°C,堆冷時間≥36h ； j)步驟i)鋼板進入調質工藝:淬火溫度870 930°C，保溫時間為1.8 2.5min/mm,回火溫度為620 680°C，保溫時間為4.0 4.5min/mm ；k)步驟j)鋼板經過 精整、外檢即成為合格S890QL結構鋼板。
全文摘要
本發明公開了一種厚度在100mm(含)以下的保性能、保探傷高屈服強度S890QL結構鋼板包含如下質量百分比的化學成分(單位，wt%)C0.10～0.14、Si0.25～0.45、Mn1.35～1.65、P≤0.008、S≤0.003、微合金化元素(V+Nb+Ti+Cr+Ni+B+Cu)≤3.5、Als≤0.045，其它為Fe和殘留元素。0.3<碳當量[Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15]≤0.82。本發明的另一個目的在於提供厚度在100mm(含)以下的保性能、保探傷高屈服強度S890QL結構鋼板的生產方法，本發明生產出的厚度在100mm(含)以下保性能、保探傷高屈服強度S890QL結構鋼板，其屈服強度控制在860～950MPa，抗拉強度控制在930～1050MPa；伸長率控制在12%～20%；V型-20℃縱向衝擊功控制在180～300J。S890QL具有強度高、韌性好、低溫韌性優良、加工性能和焊接性能好等特點。
文檔編號C21C5/28GK103160728SQ20131008341
公開日2013年6月19日 申請日期2013年3月16日 優先權日2013年3月16日
發明者袁永旗, 朱書成, 許少普, 高照海, 李忠波, 唐鄭磊, 於颯, 李亮, 楊陽, 張強, 朱先興 申請人:南陽漢冶特鋼有限公司