[發明專利]一種屈服強度420MPa級橋梁用槽鋼及生產方法

有效

• 申請號: 202010471009.6
• 申請日: 2020-05-28
• 公開（公告）號: CN111500938B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 李廣龍;丁寧;李文斌;劉鶴;嚴玲;劉宏;常宏偉;張銳;王忠強;張鵬
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: C22C38/12
• 分類號: C22C38/12;C22C38/06;C22C38/04;C22C38/02;C22C33/04;B22D11/16;C21D8/00
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 陶新亞

本發明涉及一種屈服強度420MPa級橋梁用槽鋼的生產方法，槽鋼的化學成分按重量百分比為：C 0.120％～0.200％，Si 0.30％～0.50％，Mn 0.90％～1.10％，V 0.040％～0.070％，P≤0.010％，S≤0.005％，N 0.0080％～0.0120％，Als 0.015％～0.030％，余量為Fe及不可避免雜質；生產工藝包括冶煉、連鑄、加熱爐加熱、軋制和冷卻過程。本發明根據槽鋼的力學性能要求進行化學成分、生產工藝設計，使槽鋼滿足用戶使用要求；通過軋制在槽鋼腿部外側直接熱加工出焊接用的坡口，從而省去了后期加工焊接坡口的工序，縮短了施工周期。

技術領域

本發明涉及槽鋼生產技術領域，尤其涉及一種屈服強度420MPa級橋梁用槽鋼及其生產方法。

背景技術

槽鋼是一種復雜斷面型鋼，在鋼結構工程中廣泛應用。槽鋼在使用過程中要求其具有較好的焊接性能及優良的綜合機械性能。一般情況下，槽鋼的形狀要求按照GB/T 706標準的規定進行生產供貨，其中規定槽鋼的厚度最大為14.5mm。但是目前，有些橋梁工程對槽鋼的使用提出了新的需求，如要求槽鋼腿部的厚度為20～50mm，同時對槽鋼的力學性能提出了嚴苛的要求，如要求槽鋼具有優良的強度、塑性和韌性。另外，槽鋼在使用時其腿部通常需要與其他鋼結構進行對焊，而采用常規結構形式的槽鋼只能在施工前預先在其腿部加工一個坡口，用材量大時嚴重影響工程周期。

發明內容

本發明提供了一種屈服強度420MPa級橋梁用槽鋼的生產方法，根據其力學性能要求，進行化學成分、生產工藝設計，使所生產的槽鋼滿足用戶使用要求；另外發揮孔型軋制的優勢，通過軋制在槽鋼腿部外側直接熱加工出焊接用的坡口，從而省去了后期加工焊接坡口的工序，縮短了施工周期。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種屈服強度420MPa級橋梁用槽鋼，所述槽鋼的化學成分按照重量百分比計為：C0.120％～0.200％，Si 0.30％～0.50％，Mn 0.90％～1.10％，V 0.040％～0.070％，P≤0.010％，S≤0.005％，N 0.0080％～0.0120％，Als 0.015％～0.030％，余量為Fe及不可避免雜質；所述槽鋼的腰部厚度為20～50mm，屈服強度為440MPa以上，斷后延伸率為27.0％以上，-20℃沖擊吸收能量為160J以上，-40℃沖擊吸收能量為100J以上。

一種屈服強度420MPa級橋梁用槽鋼的生產方法，所述槽鋼的生產工藝包括冶煉、連鑄、加熱爐加熱、軋制和冷卻過程，生產過程具體如下：

1)冶煉工藝路線為：鐵水預處理-轉爐冶煉-LF精煉-RH精煉-連鑄，在轉爐冶煉或RH精煉過程進行吹氮處理，控制冶煉鋼中的氮含量達到目標范圍，RH處理時間15～20min，控制鋼中[H]≤2.5ppm、[O]≤25ppm；

2)將步驟1)所得鋼水經連鑄制得鑄坯，連鑄時控制中間包過熱度為35～50℃，二冷水比水量為0.35～0.40m³/t，使連鑄坯斷面等軸晶比例小于5.0％；

3)將步驟2)所得鑄坯進行加熱，采用熱裝或冷裝方式，熱裝時控制升溫時間為1～3h，冷裝時控制升溫時間為2～4h，加熱溫度為1160～1200℃，保溫時間60～300min；

4)將經步驟3)加熱后的鑄坯進行軋制，軋制工藝分為粗軋和精軋兩個階段，控制過程參數如下：

a)粗軋，將鑄坯經5～7道次軋制成精軋用坯料，粗軋開軋溫度1100～1140℃；

b)精軋，將所得的坯料進行5～7道次軋制得到槽鋼，終軋溫度860～910℃；通過孔型軋制，在槽鋼腿部外側直接軋制出焊接用的坡口；

5)軋后冷卻，將步驟4)制得的槽鋼進行快速冷卻，返紅溫度為660～700℃，隨后空冷至80℃以下，矯直得到槽鋼成品。