一种高强度高低温冲击韧性热轧工字型钢及其加工方法

摘要

本发明涉及一种高强度高低温冲击韧性热轧工字型钢及其加工方法，所述的热轧工字型钢钢坯组成按重量百分比计为C：0.10～0.16%、Si：0.15～0.30%、Mn：0.60～0.80%、Cr：0.50～0.65%、V：0.010～0.025%、B：0.0015～0.0030%，S<0.015%、P<0.020%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述的热轧工字型钢钢坯通过加热、轧制、轧后控冷、精整工序制得断面几何尺寸为I160×88×6×9.9～I220×110×7.5×12.3的热轧工字型钢，其屈服强度ReL:370～410MPa，抗拉强度Rm:550～600MPa，断后伸长率A：≥25.0%，-20℃冲击吸收能量AkV：100～120J。本发明采用在炼钢环节冶炼时加入适量硼铁和铬铁，提高钢的淬透性；加入微合金钒铁,发挥V的析出强化和细化晶粒作用。本发明方法具有生产成本低、效率高、操作性及推广性强等优点。

主权项

一种高强度高低温冲击韧性热轧工字型钢的加工方法，所述热轧工字型钢钢坯组成按重量百分比计为C：0.10~0.16%、Si：0.15~0.30%、Mn：0.60~0.80%、Cr：0.50~0.65%、V：0.010~0.025%、B：0.0015~0.0030%，S<0.015%、P<0.020%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述热轧工字型钢的钢坯通过加热、轧制、轧后控冷、精整工序制得断面几何尺寸为I160×88×6×9.9~I220×110×7.5×12.3的热轧工字型钢；其特征在于具体包括下列工序步骤：A、钢水冶炼：将铁水、废钢及生铁加入LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量为0.04~0.07wt%，出钢温度小于1670℃；出钢前向钢包底部加入石灰和精炼渣进行渣洗，石灰的加入量为：3.0kg/t钢，精炼渣的加入量为：1.0kg/t钢；出钢时采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为50~70NL/min；所述铁水化学成分C 3.8‑4.5wt%、Si 0.25‑0.70wt%、Mn 0.20‑0.45wt%、P 0.070‑0.130wt%、S≤0.012wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述废钢化学成分C 0.15‑0.25wt%、Si 0.20‑0.40wt%、Mn 0.35‑0.60wt%、P 0.025‑0.040wt%、S 0.020‑0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述生铁化学成分C 3.5‑4.4wt%、Si 0.45‑0.70wt%、Mn 0.35‑0.65wt%、P 0.075‑0.100wt%、S 0.015‑0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；B、脱氧合金化：将钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列物质：按8.5~12.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.9wt%，Si 17.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.2~1.5kg/t钢的量，加入Si含量为73.5wt%的硅铁；按8.5~11.5kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr 57.6wt%，C 7.6wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.1~0.3kg/t钢的量，加入下列质量比的钒铁：V 77.5 wt%，C 3.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.25kg/t钢的量，加入下列质量比的硼铁：B 16.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工序；C、钢水LF炉精炼：将钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用30~50NL/min小氩量吹氩2分钟，然后下电极采用档位5~7档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣况较稀，补加石灰3.0~5.0kg/t钢，然后加入电石1.0kg/t钢调渣，控制渣碱度为4.5~6.5；之后将钢水温度加热至1605~1615℃后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线：Si 56.5wt%、Ca 29.5wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为3.0m/s，喂线量150m；喂线结束采用流量为30~40NL/min的小氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间为12分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；D、钢水浇铸：在中间包温度为1535~1550℃，拉速为1.4~1.6m/min，二冷比水量为1.1~1.3L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为300A、运行频率为3Hz的条件下，采用R12m直弧形连续矫直大方坯铸机将钢水浇铸成断面230mm×230mm的大方坯；E、钢坯加热：将钢坯冷却至室温后送入加热炉加热，加热炉四面受热，均热段炉温1260~1320℃，钢坯开轧温度1180~1230℃；F、钢坯轧制：将加热后的钢坯送入两辊BD开坯轧机进行往复轧制，将230×230mm方坯轧制成近终断面，两辊BD开坯轧机轧后轧件腹板温度1050℃，翼缘端部温度1070℃；之后将轧件送入万能轧机进行连续轧制，将近终断面钢坯轧制成I160×88×6×9.9、I180×94×6.5×10.7、I200×100×7×11.4、I220×110×7.5×12.3热轧工字钢，轧后工字钢腹板温度830~900℃，腿端部温度950~1020℃；G、轧后控冷：将工字型钢送入冷却装置，对工字钢腿部、腰部进行冷却，冷却水水压为0.6~0.8MPa，压缩空气压力为1.0~1.5MPa，冷却水量为200~350m³/h，冷却过程中确保工字钢断面温度均匀，冷却后断面温度降至680~750℃；H、钢材精整：将工字型钢送入120米齿条式步进冷床进行长尺冷却，自然冷却至60℃以下；之后将长尺工字型钢通过10辊矫直机进行在线连续矫直，然后进行定尺锯切、收集、堆垛、自动打捆、标识及入库，即获得高强度高低温冲击韧性热轧工字型钢。