[發明專利]一種具有低溫韌性的含稀土H型鋼及其生產方法

無效

• 申請號: 201310211805.6
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103276310A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 皮亞明
• 申請（專利權）人: 內蒙古包鋼鋼聯股份有限公司
• 主分類號: C22C38/50
• 分類號: C22C38/50;C22C33/04;C21D8/00;B21B1/088
• 代理公司: 北京世譽鑫誠專利代理事務所(普通合伙) 11368
• 代理人: 郭官厚

一、所屬技術領域：

本發明屬于黑色金屬冶煉及金屬壓力加工領域，涉及一種具有低溫韌性的含稀土H型鋼及其生產方法。

二、背景技術：

H型鋼是一種經濟斷面型鋼，廣泛應用于橋梁、高層建筑、起重設備、結構支架和基礎樁等領域，與工字鋼相比具有截面模量大、重量輕等優點。由于其腿內外側平行，可以方便拼裝組合，在承受相同載荷的條件下，H型鋼比工字鋼節約10％～15％的鋼材。南極洲擁有豐富的礦產資源和能源儲備，但那里的最低氣溫在-80℃左右，這就對H型鋼的低溫韌性提出嚴格的要求。傳統的H型鋼無論從強度，低溫韌性，還是焊接性能均已不能滿足該地區的使用要求，為此，國內外相繼開發了低溫條件下使用的優質H型鋼。

經檢索，中國發明專利“一種具有良好低溫沖擊韌性的加硼H型鋼及其制備方法”(專利申請號：200810014488.8)，由于該H型鋼只是在C、Mn鋼的基礎上添加微量的Nb、B，因此其使用的低溫極限溫度為-40℃，且韌性不是很高。中國發明專利“一種高韌性-110℃低溫鋼及其制造方法”(專利申請號：200810046958.9)，由于該低溫鋼添加了3.2％～3.8％的貴重金屬Ni，因此其使用的低溫極限溫度為-110℃，低溫韌性很高，但生產成本也很高。中國發明專利“一種低溫韌性1.5Ni鋼及其制造方法”(專利申請號：200810033529.8)，該低溫鋼添加了1.2％～1.6％的金屬Ni，由于采用調質處理，因此其使用的低溫極限溫度為-80℃，低溫韌性也很高，但調質工藝不適合H型鋼生產，淬火過程中H型鋼會因截面應力分布嚴重不均而造成大的變形甚至開裂。

三、發明內容：

本發明的目的是提供一種生產成本低、強度高、低溫韌性好、焊接性能優良、且能在-80℃的低溫環境下使用的含稀土H型鋼及其生產方法。

本發明的目的是這樣實現的：

將重量百分比90％的高爐鐵水與10％的優質廢鋼作為原料。

以下述工藝流程進行生產：首先對上述高爐鐵水進行預處理，然后與上述優質廢鋼一同加入頂底復吹轉爐進行冶煉，再將冶煉好的鋼水裝入鋼水包進入LF爐工位進行精煉，精煉完成后進入VD工位進行真空脫氣處理，再進行大方坯連鑄，并將連鑄坯切割，然后對鑄坯進行加熱，對加熱好的鑄坯進行軋制，對H型鋼進行帶溫矯直，冷床冷卻后實施鋸切，并進行探傷檢測，合格者即為H型鋼成品。

其工藝流程簡述為：鐵水預處理→頂底復吹轉爐冶煉→LF爐精煉→VD真空處理→方坯連鑄→切割→鑄坯加熱→高壓水除磷→BD1開坯→BD2中軋→高壓水除磷→CCS萬能軋制→矯直→冷卻→鋸切→探傷。

連鑄坯的生產過程如下所述：

1、將高爐鐵水經預處理，使得鐵水中的含S量(重量百分比)降低到0.010％以下。

2、將預處理后的鐵水兌入頂底復吹轉爐，加入(重量百分比)10％優質廢鋼，采用單渣工藝冶煉，控制終渣堿度和終點目標，出鋼過程中進行脫氧合金化，終脫氧采用有鋁脫氧工藝，出鋼過程必須擋渣或扒渣，出鋼過程中合金加完以后加入白灰塊。

3、在LF爐進行精練，精煉全過程按要求正常吹Ar，采用從低級數到高級數逐漸提高升溫速度的方式加熱提溫；根據轉爐鋼水成分及溫度進行造渣脫硫、成分調整及升溫操作；采用造白渣操作。

4、LF爐精煉結束后保持底部軟吹Ar，按預定加入量喂入稀土絲。

5、進行VD真空處理：真空度≤0.10KPa，深真空時間≥13分鐘。

6、喂入定長硅鈣絲，喂絲后進行8-10分鐘吹Ar；將經過VD真空處理后的鋼水進行方坯連鑄，采用低拉速的恒速控制和電磁攪拌工藝；控制鋼水過熱度；鑄坯經過矯直后進行火焰切割。

對鑄坯進行化學成分化驗，鑄坯的化學成分應符合下述要求(重量百分比％)：C0.07-0.12；Si0.10-0.30；Mn1.10-1.40；P≤0.015；S≤0.005；Cr0.10-0.30；Ni0.90-1.20；V0.05-0.20；Ti0.01-0.03；Al0.01-0.04；稀土元素RE0.0005-0.010；Cu＜0.10；余量為基體Fe和無法檢測的微量雜質元素。

所述稀土元素RE為Ce、La的混合稀土金屬，它們的重量百分比分別為：Ce67％、La33％。

加入稀土元素能夠起到改善非金屬夾雜物形態、強化晶界和細化晶粒等作用，從而取得細晶強化和提高沖擊韌性的效果。

將成分化驗合格及硫印不大于2.0級的連鑄坯進行軋制，軋制過程如下：