[發明專利]一種690MPa級建筑結構用耐火耐候鋼板及其制造方法

有效

• 申請號: 202010127534.6
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN111172464B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 林田子;侯華興;王剛;楊穎;李新玲;張濤;王光鑫;王若鋼;張哲;紀汶伯
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/02
• 分類號: C22C38/02;C22C38/04;C22C38/08;C22C38/12;C22C38/14;C22C38/16;C21D8/02
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

本發明涉及建筑結構用耐火耐候鋼板技術領域，尤其涉及一種690MPa級建筑結構用耐火耐候鋼板及其制造方法。鋼板由如下重量百分含量的化學元素組成：C：0.05％～0.10％，Si：0.10％～0.40％，Mn：1.20％～1.80％，P≤0.010％，S≤0.003％、Ni：0.7％～1.1％，Cu：0.65％～1.10％，Mo：0.20％～0.60％，Nb：0.07％～0.12％，V：0.05％～0.075％，Ti：0.02％～0.035％，B≤0.0025％，Al0.01％～0.04％，余量為鐵和不可避免的雜質。本發明采用兩相區一次熱處理工藝，獲得了適當比例且穩定的逆轉變奧氏體組織，最終獲得了由回火態馬氏體、納米析出相，和殘余奧氏體組成的復相組織。冶煉、連鑄工藝方案實現低磷低碳控制。產品具有高強韌性、高塑性、低屈強比、優異的耐火性能、耐候性能以及抗層狀撕裂性能。

技術領域

本發明涉及建筑結構用耐火耐候鋼板技術領域，尤其涉及一種690MPa級建筑結構用耐火耐候鋼板及其制造方法。

背景技術

建筑用鋼占鋼鐵產量的50％以上(主要是棒線材)，而我國鋼結構用鋼(鋼板和型鋼)僅占鋼產量的5％-6％，目前國內建筑用鋼的屈服強度一般在460MPa以下，普通鋼結構在建筑行業中較差的抗火抗災和防腐蝕能力面臨著嚴峻考驗。隨著高層建筑和重點工程的發展建設，對建筑結構用鋼高強度、長壽命和安全性等方面的需求越來越迫切，對于建筑鋼的抗震、耐火性、耐候性能提出更高的要求。

為保證建筑結構的安全性和長壽命，要求鋼板必須具有更高的強度、較低的屈強比、良好的低溫韌性和延伸率；而且，在特殊環境服役下的建筑結構還要求必須具有良好的耐火性能和耐候性能，因此，研制兼具高強度、耐火、耐火和良好低溫韌性等綜合技術特征的建筑用抗震結構鋼成為新型綠色建筑行業發展的亟需。

技術特征和指標的復雜性、多樣性顯著增加了690MPa級建筑結構用耐火耐候鋼的研發難度。首先，鋼板強度的增加，使軋制變形抗力增大，道次變形率受到限制，使晶粒細化和控制難度倍增，而鋼板厚度增加將導致厚度截面溫度梯度增加、惡化厚度方向的冷卻和組織均勻性；其次，鋼板的低屈強比要求也會激化強度—韌性矛盾，進一步增加性能控制難度。

CN1354273A公開了“一種高性能耐火耐候建筑用鋼及其生產方法”，其焊接性能較差，且鋼板需進行正火+回火處理，工藝路線復雜，成本較高，同時鋼板的強度級別較低。CN201110247615.0公開了“一種耐火抗震建筑用鋼”，該發明僅限于屈服強度235～460MPa鋼種，鋼中P、S含量較多，對后續焊接性能有一定的影響，此外，該鋼種也不具有良好的耐候性能。CN103695773A公開了“屈服強度為690MPa級耐火耐候抗震建筑用鋼及其生產方法”，該鋼種合金添加有W、Zr，成分高，成本大；為了提高強度，Mn含量相對較高，因此其焊接性能收到一定影響，測試為-20℃的沖擊功，因此在更低更嚴苛溫度下，其沖擊韌性有待進一步考證。

發明內容

為了克服現有技術的不足，提供一種690MPa級建筑結構用耐火耐候鋼板及其制造方法，按照本發明鋼的化學成分及生產工藝要求生產的產品具有高強韌性、高塑性、低屈強比、優異的耐火性能、耐候性能(明顯優于Q690D鋼)以及抗層狀撕裂性能。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種690MPa級建筑結構用耐火耐候鋼板，由如下重量百分含量的化學元素組成：

C：0.05％～0.10％，Si：0.10％～0.40％，Mn：1.20％～1.80％，P≤0.010％，S≤0.003％、Ni：0.7％～1.1％，Cu：0.65％～1.10％，Mo：0.20％～0.60％，Nb：0.07％～0.12％，V：0.05％～0.075％，Ti：0.02％～0.035％，B≤0.0025％，Al0.01％～0.04％，余量為鐵和不可避免的雜質。

一種690MPa級建筑結構用耐火耐候鋼板的制造方法，包括鐵水預處理、轉爐冶煉、爐外精煉、連鑄、軋制、冷卻與矯直，具體包括：