[發明專利]一種屈服強度500MPa級高耐候性熱軋H型鋼軋后冷卻方法

有效

• 申請號: 201210111691.3
• 申請日: 2012-04-17
• 公開（公告）號: CN102644034A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 汪開忠;孫維;吳結才;程鼎;張衛斌;奚鐵
• 申請（專利權）人: 馬鋼（集團）控股有限公司;馬鞍山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/48
• 分類號: C22C38/48;C21D8/00;B21B1/088
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 張小虹

技術領域

本發明涉及低合金鋼領域，具體涉及一種屈服強度500MPa級高耐候性熱軋H型鋼軋后冷卻方法。

背景技術

熱軋H型鋼是一種經濟斷面型材，具有優良的力學性能和優越的使用性能，可廣泛應用于建筑業，交通運輸，電力、水利、能源、化工及制造業等領域。其中，耐候H型鋼主要用在高速火車車箱、橋梁等的制造上，在減重、延長使用壽命、提速、增加貨運量和降低物流成本方面都起著重要的作用。特別是隨著國民經濟的快速發展，鐵路運輸行業向高速化、重載化、長壽化方向邁進，迫切需要高耐候性性、高強度、高韌性的熱軋H型鋼。由于高耐候性性H型鋼在要求高的耐候性的同時，還要求高的強度、優良的低溫沖擊韌性和焊接性能，因此對冶金工藝過程和設備控制水平要求很高。

目前我國的H型鋼生產企業已開發出屈服強度345MPa、420MPa等級別的耐候H型鋼，為保證鋼的強度等指標達到標準要求，都是采用添加較高合金元素Nb、V、Mn的熱軋方法生產，其軋制工藝為：鑄坯加熱爐加熱→開坯機軋制→萬能軋機軋制。如屈服強度為420MPa級的Q420NQR1熱軋H型鋼V含量高達0.10～0.14wt％，Mn含量高達1.40～1.60wt％，導致生產成本提高；且由于其組織為鐵素體+珠光體，組織的均勻性較差，導致其耐候性較差，與普通Q345B鋼相比，相對腐蝕速率只能達到50～55％；同時由于合金元素含量較高，焊接性能惡化。如采用該方法生產500MPa級耐候H型鋼，其合金元素含量將更高，導致生產成本很高，焊接性能惡化，且其耐候性和Q420NQR1熱軋H型鋼的相當。另外，為得到較好的沖擊韌性，要求很低的終軋溫度，既增大了軋機的負荷和能耗，又降低了生產效率。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種能大幅度降低合金元素用量，滿足高耐候性性能要求的屈服強度500MPa級高耐候性熱軋H型鋼軋后冷卻方法；本發明進一步的目的在于提供生產工藝更加簡易、節能、高效，生產成本低，生產效率高的低合金高強度屈服強度500MPa級高耐候性熱軋H型鋼軋后冷卻方法。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

所述屈服強度500MPa級高耐候性熱軋H型鋼的軋后冷卻方法，屈服強度500MPa級高耐候性熱軋H型鋼，按質量百分比(wt％)計，成分為：C：0.06～0.12，Si：0.30～0.60，Mn：0.80～1.20，P：0.010～0.030，S：0.001～0.015，Cu：0.20～0.35，Cr：0.20～0.40，Ni：0.15～0.30，Nb：0.040～0.060，Als：0.003～0.030，其余為鐵和殘余的微量雜質；

該H型鋼軋制工藝為：鑄坯加熱爐加熱→開坯機軋制→萬能軋機軋制→軋后兩段式快速冷卻；具體為：

鑄坯將加熱爐加熱至1200～1250℃；開坯機軋制階段開軋溫度1100～1150℃，終軋溫度980～1020℃；萬能軋機的開軋溫度900～950℃，終軋溫度860～900℃；軋后立即采用兩段式快速冷卻，第一段快速冷卻工藝參數為：H型鋼翼緣及腹板的開始冷卻時溫度850～895℃，冷卻結束時溫度650～700℃，冷卻速度75～150℃/s；第一段快速冷卻后，立即進行第二段快速冷卻，第二段快速冷卻工藝參數為：H型鋼翼緣及腹板開始冷卻時溫度為650～700℃，冷卻結束時溫度為500～600℃，冷卻速度為20～45℃/s；對鑄坯進行兩段式快速冷卻時，對H型鋼翼緣及腹板采用噴常溫水冷卻的冷卻方式，冷卻水通過噴嘴噴到H型鋼翼緣及腹板上；實際操作時，根據H型鋼規格，在H型鋼翼緣及腹板外側設置一組或多組噴嘴，使用水泵來控制從噴嘴噴出的冷卻水壓力及流量，進而控制兩段式快速冷卻時的冷卻速度。

所述屈服強度500MPa級高耐候性熱軋H型鋼軋后冷卻方法，采用的技術方案，具有以下優點：

首先，所述屈服強度500MPa級高耐候性熱軋H型鋼軋后冷卻方法，通過在H型鋼熱軋后采用兩段式快速冷卻方法，能在較短時間內將具有較高溫度的H型鋼冷卻到適當的溫度；該冷卻方法利用細晶強化、析出強化和相變強化機制，得到表層為單相貝氏體、內部為復相組織具有細小晶粒的H型鋼組織狀態，明顯減少了合金元素的添加量，可顯著降低生產成本；

其次，所述屈服強度500MPa級高耐候性熱軋H型鋼軋后冷卻方法制造的H型鋼，表層為均勻單相貝氏體組織，可顯著提高其耐候性；

再其次，所述屈服強度500MPa級高耐候性熱軋H型鋼軋后冷卻方法制造的H型鋼，由于合金元素含量較低，改善了鋼的焊接性能；