一種大規格Q420C熱軋等邊角鋼及其生產方法與流程

2023-12-09 20:46:26 4

本發明屬於冶金
技術領域：
，具體涉及一種大規格Q420C熱軋等邊角鋼及其生產方法。
背景技術：
：河鋼唐鋼生產的熱軋角鋼主要用於製造輸變電鐵塔。我國目前使用的電力鐵塔用角鋼強度和質量等級較低，B級較多，而我國北方地區冬季氣候寒冷，一些地區冬季最低氣接近-40℃．這些地區的電力鐵塔有較長時間在低溫下工作。近年來，寒冷地區電力鐵塔建設大規模開展，塔用角鋼長年低溫服役。低溫使得角鋼焊縫的脆性進一步增加，脆性斷裂的傾向加大，直接影響鐵塔的安全。故角鋼的低溫韌性問題越來越受到關注。河鋼唐鋼大型生產線於2012年3月投產，經過兩年多的生產摸索，具備了批量生產Q345B、Q420B角鋼的經驗，2014年共生產大規格18#-25#Q345B、Q420B角鋼3.52萬噸，角鋼質量穩定，為開發大規格耐低溫Q420C角鋼奠定了基礎。技術實現要素：本發明提供了一種大規格Q420C熱軋等邊角鋼及其生產方法，用於極寒地區輸變電鐵塔角鋼的建設。本發明目的之一是提供一種大規格Q420C熱軋等邊角鋼，所述角鋼化學成分及質量分數如下：C：0.15-0.18%，Mn：1.35-1.55%，Si：0.25-0.50%，S≤0.020%，P≤0.025%，V：0.055-0.075%，Als≥0.015%，CEV≤0.44%，餘量為鐵和不可避免的雜質。本發明所述角鋼化學成分及質量分數如下：C：0.15-0.18%，Mn：1.37-1.42%，Si：0.28-0.32%，S≤0.020%，P≤0.025%，V：0.060-0.070%，Als≥0.019%，CEV≤0.44%，餘量為鐵和不可避免的雜質。本發明所述角鋼規格為18#-25#。本發明的另一目的在於提供一種上述大規格Q420C熱軋等邊角鋼的生產方法，具體步驟包括：轉爐冶煉，LF爐外精煉，連鑄，連鑄坯加熱，軋制，矯直，所述轉爐冶煉工序，採用V-N微合金化技術，添加釩氮合金VN16，控制V的質量分數為0.060-0.070%。本發明所述轉爐冶煉工序，控制轉爐出鋼包樣C的質量分數為0.10-0.15%，採用矽錳合金進行錳、矽合金化，控制Mn的質量分數為1.30-1.35%；P的質量分數≤0.020%，Als的質量分數為0.020-0.035%。本發明所述LF爐外精煉工序，控制C的質量分數為0.15-0.18%，Mn：1.38-1.50%，Si：0.28-0.35%，S≤0.020%，P≤0.025%，V：0.060-0.070%，Als：0.020-0.030%，CEV≤0.44%。本發明所述LF爐外精煉工序，第一包Ca/Als≥0.11，連澆爐次Ca/Als：0.06-0.10。本發明所述連鑄工序，使用矩形坯角鋼專用保護渣，專用保護渣化學成分為SiO2：31.13%，CaO：29.25%，MgO：0.64%，Fe2O3：0.58%，Al2O3：4.99%，Na2O：9.74%，F：2.02%，C：13.93%；使用低合金專用覆蓋劑；鋼包採用保護套管＋密封圈＋氬封保護澆鑄；所述連鑄工序，採用結晶器電磁攪拌技術，電流520A，頻率2.5Hz。本發明所述連鑄坯加熱工序，加熱溫度1150-1250℃。本發明所述軋制工序，控制開軋溫度1000-1050℃，終軋溫度790-850℃；所述矯直工序，角鋼最大矯直壓下量≤5毫米，矯直速度為1.0-1.2m/s。本發明所述熱軋等邊角鋼規格參考國家標準GB/T706。採用上述技術方案產生的有益效果在於：本發明生產的18#-25#大規格Q420C熱軋等邊角鋼化學成分設計合理，力學性能和衝擊性能較好的滿足了國家標準GB/T1591的要求。現有工藝生產的Q420C熱軋角鋼，產品質量等級滿足D級要求，甚至達到E級要求。本發明生產工藝簡單、生產過程穩定性高。附圖說明圖1為實施例3中220×24mmQ420C等邊角鋼衝擊功溫度曲線圖。具體實施方式下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。實施例1本大規格Q420C熱軋角鋼（化學成分見表1，性能見表2）的生產方法採用下述工藝步驟，其中成分配比均為質量分數。轉爐吹煉終點：C：0.07%，Mn：0.08%，P：0.012%；出鋼溫度1658℃。轉爐出鋼加入矽錳合金（Mn：68%，Si：18%）19.2kg/噸鋼，釩氮合金VN16（V：78%）0.88kg/噸鋼。脫氧劑鋼砂鋁（Al：78-82%）1.2kg/噸鋼。出鋼後鋼包溫度為：1600℃；化學成分：C：0.14%，Mn：1.32%，S：0.020%，P：0.015%，Si：0.29%，V：0.065%，Als：0.030%。LF精煉進站加入石灰、螢石等渣料進行強攪拌化渣，使用碳化矽脫氧劑脫渣中氧，採用電極加熱進行溫度補償，脫氧、脫硫合格後，使用鋁線配齊鋼中鋁，採用中碳錳鐵配足錳。鋼水成分、溫度合格後進行Ca處理，Ca/Als合格後，鋼水進行軟吹。出站鋼包溫度為：1610℃；化學成分：C：0.17%，Mn：1.42%，S：0.006%，P：0.015%，Si：0.29%，V：0.065%，Als：0.030%，Ca：0.0035%。連鑄工序：大包採用氬封保護套管，採用整體式中間包進行保護澆注，連鑄坯斷面250×360mm；澆注過程中，連鑄第一包開澆初期中間包液面加入低合金專用覆蓋劑，以黑渣面操作為準，以減少鋼水的二次氧化；澆注過程中每隔10min進行中間包鋼水測溫一次，中間包鋼水溫度為1553℃、1556℃、1558℃、1555℃、1554℃。使用矩形坯角鋼專用保護渣，使用低合金專用覆蓋劑；鋼包採用保護套管＋密封圈＋氬封保護澆鑄；專用保護渣化學成分為SiO2：31.13%，CaO：29.25%，MgO：0.64%，Fe2O3：0.58%，Al2O3：4.99%，Na2O：9.74%，F：2.02%，C：13.93%。採用結晶器電磁攪拌技術，電流520A，頻率2.5Hz。連鑄坯加熱：加熱溫度1230℃；軋制：開軋溫度1040℃，終軋溫度845℃；軋制180×16mm等邊角鋼，矯直：矯直速度1.2m/s，最大矯直壓下量4毫米。實施例2本大規格Q420C熱軋角鋼（化學成分見表1，性能見表2）的生產方法採用下述工藝步驟，其中成分配比均為質量分數。轉爐吹煉終點：C：0.08%，Mn：0.08%，P：0.010%；出鋼溫度1632℃。轉爐出鋼加入矽錳合金（Mn：68%，Si：18%）19.7kg/噸鋼，釩氮合金VN16（V：78%）0.90kg/噸鋼。脫氧劑鋼砂鋁（Al：78-82%）1.2kg/噸鋼。出鋼後鋼包溫度為：1570℃；化學成分：C：0.14%，Mn：1.35%，S：0.020%，P0.012%，Si：0.30%，V：0.067%，Als：0.031%。LF精煉進站加入石灰、螢石等渣料進行強攪拌化渣，使用碳化矽脫氧劑脫渣中氧，採用電極加熱進行溫度補償，脫氧、脫硫合格後，使用鋁線配齊鋼中鋁，採用中碳錳鐵配足錳。鋼水成分、溫度合格後進行Ca處理，Ca/Als合格後，鋼水進行軟吹。出站鋼包溫度為：1595℃；化學成分：C：0.16%，Mn：1.41%，S：0.007%，P：0.012%，Si：0.30%，V：0.067%，Als：0.025%，Ca：0.0021%。連鑄工序：大包採用氬封保護套管，採用整體式中間包進行保護澆注，連鑄坯斷面250×360mm；澆注過程中，連鑄第一包開澆初期中間包液面加入低合金專用覆蓋劑，以黑渣面操作為準，以減少鋼水的二次氧化；澆注過程中每隔10min進行中間包鋼水測溫一次，中間包鋼水溫度為1549℃、1552℃、1555℃、1553℃、1550℃。使用矩形坯角鋼專用保護渣，使用低合金專用覆蓋劑；鋼包採用保護套管＋密封圈＋氬封保護澆鑄；專用保護渣化學成分為SiO2：31.13%，CaO：29.25%，MgO：0.64%，Fe2O3：0.58%，Al2O3：4.99%，Na2O：9.74%，F：2.02%，C：13.93%。採用結晶器電磁攪拌技術，電流520A，頻率2.5Hz。連鑄坯加熱：加熱溫度1235℃；軋制：開軋溫度1043℃，終軋溫度846℃；軋制200×20mm等邊角鋼，矯直：矯直速度1.2m/s，最大矯直壓下量4毫米。實施例3本大規格Q420C熱軋角鋼（化學成分見表1，性能見表2）的生產方法採用下述工藝步驟，其中成分配比均為質量分數。轉爐吹煉終點：C：0.06%，Mn：0.06%，P：0.012%；出鋼溫度1635℃。轉爐出鋼加入矽錳合金（Mn：68%，Si：18%）19.5kg/噸鋼，釩氮合金VN16（V：78%）0.88kg/噸鋼。脫氧劑鋼砂鋁（Al：78-82%）1.2kg/噸鋼。出鋼後鋼包溫度為：1584℃；化學成分：C：0.13%，Mn：1.32%，S:0.025%，P:0.015%，Si:0.30%，V:0.065%，Als:0.029%。LF精煉進站加入石灰、螢石等渣料進行強攪拌化渣，使用碳化矽脫氧劑脫渣中氧，採用電極加熱進行溫度補償，脫氧、脫硫合格後，使用鋁線配齊鋼中鋁，採用中碳錳鐵配足錳。鋼水成分、溫度合格後進行Ca處理，Ca/Als合格後，鋼水進行軟吹。出站鋼包溫度為：1590℃；化學成分：C：0.17%，Mn：1.42%，S：0.006%，P：0.015%，Si：0.30%，V：0.065%，Als：0.024%，Ca：0.0020%。連鑄工序：大包採用氬封保護套管，採用整體式中間包進行保護澆注，連鑄坯斷面250×360mm；澆注過程中，連鑄第一包開澆初期中間包液面加入低合金專用覆蓋劑，以黑渣面操作為準，以減少鋼水的二次氧化；澆注過程中每隔10min進行中間包鋼水測溫一次，中間包鋼水溫度為1550℃、1553℃、1552℃、1550℃、1548℃。使用矩形坯角鋼專用保護渣，使用低合金專用覆蓋劑；鋼包採用保護套管＋密封圈＋氬封保護澆鑄；專用保護渣化學成分為SiO2：31.13%，CaO：29.25%，MgO：0.64%，Fe2O3：0.58%，Al2O3：4.99%，Na2O：9.74%，F：2.02%，C：13.93%。採用結晶器電磁攪拌技術，電流520A，頻率2.5Hz。連鑄坯加熱：加熱溫度1240℃；軋制：開軋溫度1045℃，終軋溫度848℃；軋制220×24mm等邊角鋼，矯直：矯直速度1.2m/s，最大矯直壓下量3毫米。實施例4本大規格Q420C熱軋角鋼（化學成分見表1，性能見表2）的生產方法採用下述工藝步驟，其中成分配比均為質量分數。轉爐吹煉終點：C：0.09%，Mn：0.08%，P：0.011%；出鋼溫度1620℃。轉爐出鋼加入矽錳合金（Mn：68%，Si：18%）20.1kg/噸鋼，釩氮合金VN16（V：78%）0.90kg/噸鋼。脫氧劑鋼砂鋁（Al：78-82%）1.2kg/噸鋼。出鋼後鋼包溫度為：1565℃；化學成分：C：0.15%，Mn：1.35%，S：0.020%，P：0.014%，Si：0.31%，V：0.066%，Als：0.032%。LF精煉進站加入石灰、螢石等渣料進行強攪拌化渣，使用碳化矽脫氧劑脫渣中氧，採用電極加熱進行溫度補償，脫氧、脫硫合格後，使用鋁線配齊鋼中鋁，採用中碳錳鐵配足錳。鋼水成分、溫度合格後進行Ca處理，Ca/Als合格後，鋼水進行軟吹。出站鋼包溫度為：1589℃；化學成分：C：0.17%，Mn：1.42%，S：0.005%，P：0.014%，Si：0.31%，V：0.066%，Als：0.025%，Ca：0.0020%。連鑄工序：大包採用氬封保護套管，採用整體式中間包進行保護澆注，連鑄坯斷面250×360mm；澆注過程中，連鑄第一包開澆初期中間包液面加入低合金專用覆蓋劑，以黑渣面操作為準，以減少鋼水的二次氧化；澆注過程中每隔10min進行中間包鋼水測溫一次，中間包鋼水溫度為1548℃、1549℃、1552℃、1551℃、1547℃。使用矩形坯角鋼專用保護渣，使用低合金專用覆蓋劑；鋼包採用保護套管＋密封圈＋氬封保護澆鑄；專用保護渣化學成分為SiO2：31.13%，CaO：29.25%，MgO：0.64%，Fe2O3：0.58%，Al2O3：4.99%，Na2O：9.74%，F：2.02%，C：13.93%。採用結晶器電磁攪拌技術，電流520A，頻率2.5Hz。連鑄坯加熱：加熱溫度1248℃；軋制：開軋溫度1050℃，終軋溫度850℃；軋制250×28mm等邊角鋼，矯直：矯直速度1.0m/s，最大矯直壓下量3毫米。實施例5本大規格Q420C熱軋角鋼（化學成分見表1，性能見表2）的生產方法採用下述工藝步驟，其中成分配比均為質量分數。轉爐吹煉終點：C：0.06%，Mn：0.06%，P：0.011%；出鋼溫度1625℃。轉爐出鋼加入矽錳合金（Mn：68%，Si：18%）19.5kg/噸鋼，釩氮合金VN16（V：78%）0.9kg/噸鋼。脫氧劑鋼砂鋁（Al：78-82%）1.2kg/噸鋼。出鋼後鋼包溫度為：1570℃；化學成分：C：0.13%，Mn：1.32%，S：0.023%，P：0.014%，Si：0.29%，V：0.066%，Als：0.029%。LF精煉進站加入石灰、螢石等渣料進行強攪拌化渣，使用碳化矽脫氧劑脫渣中氧，採用電極加熱進行溫度補償，脫氧、脫硫合格後，使用鋁線配齊鋼中鋁，採用中碳錳鐵配足錳。鋼水成分、溫度合格後進行Ca處理，Ca/Als合格後，鋼水進行軟吹。出站鋼包溫度為：1592℃；化學成分：C：0.15%，Mn：1.40%，S：0.006%，P：0.015%，Si：0.29%，V：0.066%，Als：0.024%，Ca：0.0019%。連鑄工序：大包採用氬封保護套管，採用整體式中間包進行保護澆注，連鑄坯斷面250×360mm；澆注過程中，連鑄第一包開澆初期中間包液面加入低合金專用覆蓋劑，以黑渣面操作為準，以減少鋼水的二次氧化；澆注過程中每隔10min進行中間包鋼水測溫一次，中間包鋼水溫度為1550℃、1552℃、1553℃、1551℃、1549℃。鋼包採用保護套管＋密封圈＋氬封保護澆鑄。採用結晶器電磁攪拌技術，電流520A，頻率2.5Hz。連鑄坯加熱：加熱溫度1250℃；軋制：開軋溫度1045℃，終軋溫度840℃；軋制200×14mm等邊角鋼，矯直：矯直速度1.2m/s，最大矯直壓下量4毫米。實施例6本大規格Q420C熱軋角鋼（化學成分見表1，性能見表2）的生產方法採用下述工藝步驟，其中成分配比均為質量分數。轉爐吹煉終點：C：0.10%，Mn：0.08%，P：0.010%；出鋼溫度1628℃。轉爐出鋼加入矽錳合金（Mn：68%，Si：18%）19.2kg/噸鋼，釩氮合金VN16（V：78%）0.84kg/噸鋼。脫氧劑鋼砂鋁（Al：78-82%）1.2kg/噸鋼。出鋼後鋼包溫度為：1575℃；化學成分：C：0.15%，Mn：1.32%，S：0.021%，P：0.013%，Si：0.29%，V：0.062%，Als：0.031%。LF精煉進站加入石灰、螢石等渣料進行強攪拌化渣，使用碳化矽脫氧劑脫渣中氧，採用電極加熱進行溫度補償，脫氧、脫硫合格後，使用鋁線配齊鋼中鋁，採用中碳錳鐵配足錳。鋼水成分、溫度合格後進行Ca處理，Ca/Als合格後，鋼水進行軟吹。出站鋼包溫度為：1588℃；化學成分：C：0.18%，Mn：1.37%，S：0.005%，P：0.014%，Si：0.29%，V：0.062%，Als：0.028%，Ca：0.0020%。連鑄工序：大包採用氬封保護套管，採用整體式中間包進行保護澆注，連鑄坯斷面250×360mm；澆注過程中，連鑄第一包開澆初期中間包液面加入低合金專用覆蓋劑，以黑渣面操作為準，以減少鋼水的二次氧化；澆注過程中每隔10min進行中間包鋼水測溫一次，中間包鋼水溫度為1548℃、1549℃、1552℃、1550℃、1547℃。使用矩形坯角鋼專用保護渣，鋼包採用保護套管＋密封圈＋氬封保護澆鑄；專用保護渣化學成分為SiO2：31.13%，CaO：29.25%，MgO：0.64%，Fe2O3：0.58%，Al2O3：4.99%，Na2O：9.74%，F：2.02%，C：13.93%。採用結晶器電磁攪拌技術，電流520A，頻率2.5Hz。連鑄坯加熱：加熱溫度1248℃；軋制：開軋溫度1046℃，終軋溫度846℃；軋制200×18mm等邊角鋼，矯直：矯直速度1.2m/s，最大矯直壓下量5毫米。表1各實施例的角鋼的化學成分及質量分數（wt%）實施例CMnSPSiVCEVAls10.171.420.0060.0150.290.0650.430.02420.161.410.0070.0120.300.0670.420.02130.171.420.0060.0150.300.0650.430.019540.171.420.0050.0140.310.0660.420.01950.151.400.0060.0150.290.0660.400.01960.181.370.0050.0140.290.0620.430.024表2各實施例的角鋼性能檢測結果。當前第1頁1&nbsp2&nbsp3&nbsp