一种微合金化低合金结构钢热送热装生产方法与流程

1.本发明属于微合金钢生产技术领域，尤其是涉及一种微合金化低合金结构钢热送热装生产方法。

背景技术：

2.微合金化低合金结构钢作为一种应用广泛的结构钢，其产量与需求量巨大。目前，国内钢厂面临节能限产的迫切要求，简化生产流程、提高生产效率、降低生产成本成了钢厂生产过程中面临的非常严峻的问题。目前国内低合金钢的生产过程中热送热装和铸坯再加热工艺的制定较为粗放，也因此造成产品出现热裂纹等质量问题。研究发现，组织演变是热送热装过程中热裂纹形成的关键因素。由于微合金元素对组织演变的影响，热送热装法生产的微合金化低合金钢的热裂发生率明显高于c-mn钢。热送热装工艺不当导致的钢板热裂纹微观形貌如图1所示。
3.热送热装可以将钢铁生产的整个流程更加紧密的连接起来，具有很多传统生产技术所不具备的优势。从生产流程的复杂程度看，相较于传统生产流程，热送热装能够有效减少生产过程中的工艺环节，显著提升生产效率。从节能降本的角度看，一方面，热送热装可以有效利用连铸坯的显热，达到良好的节能效果；另一方面，热送热装可以在很大程度上减少加热炉中的再加热温度和时间，氧化铁皮的产生量也由此降低，脱碳层和氧化圆点层厚度也可以得到有效控制。

技术实现要素：

4.为解决微合金化低合金结构钢热送热装过程易产生热裂纹及产品性能下降等问题，本发明提供一种微合金化低合金结构钢热送热装生产方法。
5.为实现上述发明目的，本发明具体采用如下技术方案：一种微合金化低合金结构钢热送热装生产方法，其特征在于所述微合金化低合金结构钢按重量百分比化学成分为：0.15-0.30%c，0.50-1.50%mn，0.20-0.60%si， ni+cr+mo≤0.30%，ti≤0.10%，nb≤0.060%，0.03-0.050%al，s≤0.005%，p≤0.010%，余量为fe和杂质；所述微合金化低合金结构钢经铁水脱硫、转炉、lf+rh、连铸、热送热装、加热炉加热、轧制工艺流程生产，其中，连铸坯下线检查后在400-900 ℃热装至加热炉；加热炉均热温度为1110-1150 ℃，均热时间为k*h，其中h为铸坯厚度，单位cm，k为均热段加热系数，单位min/cm ；当连铸坯在400-650 ℃热装，k的取值范围为1.40-1.60；当连铸坯在大于650 ℃热装，k的取值范围为1.19-1.39。
6.优选地，所述微合金化低合金结构钢的n元素含量≤70 ppm，ti元素含量与n元素含量的比值范围为3.4-5.0。
7.本发明对热送热装生产工艺和加热炉再加热工艺进行研究，从钢板成分调控入手，通过微合金化元素种类及含量的优化，减小碳氮化物数量、尺寸及控制晶粒尺寸的均匀性，并通过热送热装及再加热工艺优化，避免钢板热裂纹的产生，同时保证钢板具有高强度
及优异的韧性和塑性。本发明采用合理的ti、nb元素的含量配比，对钢板生产过程中的热送热装及再加热生产过程进行调控，通过减少混晶及细化晶粒，达到控制微裂纹的目的，能有效降低轧后钢板中热裂纹的发生率，优化钢板的性能。
8.现有技术中，连铸坯冷却到ac3和 ac1两相区的温度范围内热装，一部分奥氏体发生向铁素体的转变，未完全发生相变的原始奥氏体晶粒仍保持粗大状态，热装至加热炉再加热后的铸坯为混晶组织，经轧制后钢板组织仍为严重的混晶组织，降低了钢板的塑性及韧性。同时，两相区热装膜状铁素体沿原始奥氏体晶界最先析出，该温度热装在组织应力和热应力的作用下裂纹易在膜状铁素体和奥氏体晶界处以及铁素体晶内的析出物处萌生。
9.在本发明一优选实施例中，微合金化低合金结构钢采用nb微合金化，nb含量为0.010-0.050%，不加ti，连铸坯在400-650 ℃或800-900 ℃温度热送热装，避开650-800 ℃两相区热装，可以有效减少混晶组织的产生。
10.在本发明另一优选实施例中，微合金化低合金结构钢采用ti、nb微合金化，ti含量为0.010-0.030 %，nb含量为0.010-0.030 %，采用ti、nb微合金化原始奥氏体组织明显细于采用nb微合金化钢，混晶较nb微合金化钢轻，可以在400-900 ℃温度热送热装。
11.在本发明另一优选实施例中，微合金化低合金结构钢采用ti微合金化，ti含量为0.010-0.040 %，不加nb，采用ti微合金化原始奥氏体组织细于采用nb微合金化钢，可以在400-900 ℃温度热送热装。
12.本发明采用热送热装，并对再加热工艺进行优化，经过热送热装后，再加热温度和时间明显低于冷装钢，缩短了生产周期、提高了钢产量及厂房利用率，具有冷送装不具有的明显优势，能有效提高生产效率，增加企业的经济效益。
附图说明
13.以下结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
14.图1为采用现有技术生产的钢板热裂纹微观形貌。
15.图2为采用现有现有技术生产的轧后钢板微观组织图。
16.图3为采用本发明方法生产的轧后钢板微观组织图。
具体实施方式
17.以下结合实施例对本发明做近一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释和说明本发明，但本发明不局限于以下实施例。
18.实施例1本实施例提供一种微合金化低合金结构钢热送热装生产方法，微合金化低合金结构钢按重量百分比化学成分为：0.20%c，0.80%mn，0.40%si， ni+cr+mo≤0.30%，0.030%ti，0.040%al， 0.002%s，0.009%p，n 60ppm，余量为fe和杂质。
19.生产工艺规程：经铁水脱硫、转炉、lf+rh、连铸、热送热装、加热炉加热后轧制。
20.其中，连铸坯下线检查后在550 ℃热装至加热炉，加热炉均热温度1130 ℃，均热时间1.4h，h为铸坯厚度，单位为cm，1.4为均热段加热系数，单位为min/cm。
21.实施例2本实施例提供一种微合金化低合金结构钢热送热装生产方法，微合金化低合金结
构钢按重量百分比化学成分为：0.29%c， 1.00%mn，0.35%si， ni+cr+mo≤0.30%，0.020%ti，0.032%al，0.001%s，0.003%p，n 40ppm，余量为fe和杂质。
22.生产工艺规程：经铁水脱硫、转炉、lf+rh、连铸、热送热装、加热炉加热后轧制。
23.其中，连铸坯下线检查后在850 ℃热装至加热炉，加热炉均热温度1120 ℃，均热时间1.2h ，h为铸坯厚度，单位为cm，1.2为均热段加热系数，单位为min/cm。
24.实施例3本实施例提供一种微合金化低合金结构钢热送热装生产方法，微合金化低合金结构钢按重量百分比化学成分为：0.16%c， 1.30%mn，0.60%si， ni+cr+mo≤0.30%，0.025%ti，0.020%nb，0.030%al，s0.001%，p0.008%，n 48ppm，余量为fe和杂质。
25.生产工艺规程：经铁水脱硫、转炉、lf+rh、连铸、热送热装、加热炉加热后轧制。
26.其中，连铸坯下线检查后在450 ℃热装至加热炉，加热炉均热温度1140 ℃，均热时间1.45h ，h为铸坯厚度，单位为cm，1.45为均热段加热系数，单位为min/cm。
27.实施例4本实施例提供一种微合金化低合金结构钢热送热装生产方法，微合金化低合金结构钢按重量百分比化学成分为：0.25%c， 1.20%mn，0.45%si， ni+cr+mo≤0.30%，0.015%ti，0.025%nb，0.040%al，0.001%s，0.003%p，n 55ppm，余量为fe和杂质。
28.生产工艺规程：经铁水脱硫、转炉、lf+rh、连铸、热送热装、加热炉加热后轧制。
29.其中，连铸坯下线检查后在900 ℃热装至加热炉，加热炉均热温度1125 ℃，均热时间1.3h ，h为铸坯厚度，单位为cm，1.3为均热段加热系数，单位为min/cm。
30.实施例5本实施例提供一种微合金化低合金结构钢热送热装生产方法，微合金化低合金结构钢按重量百分比化学成分为：0.27%c，0.90%mn，0.25%si， ni+cr+mo≤0.30%， 0.035%nb，0.045%al，0.003%s，0.008%p，n 45ppm，余量为fe和杂质；生产工艺规程：经铁水脱硫、转炉、lf+rh、连铸、热送热装、加热炉加热后轧制。
31.其中，连铸坯下线检查后在400 ℃热装，均热温度1145 ℃，均热时间1.5h ，h为铸坯厚度，单位为cm ，1.5为均热段加热系数，单位为min/cm。
32.实施例6本实施案例化学成分为：0.20%c，1.40%mn，0.15%si， ni+cr+mo≤0.30%， nb0.015%，0.025%al，s0.0015%，p0.004%，n35ppm，余量为fe和杂质；生产工艺规程：经铁水脱硫、转炉、lf+rh、连铸、热送热装、加热炉加热后轧制。
33.其中，连铸坯下线检查后在825 ℃热装至加热炉，加热炉均热温度1120 ℃，均热时间1.22h ，h为铸坯厚度，单位为cm，1.22为均热段加热系数，单位为min/cm。
34.如图2、图3所示分别为采用现有技术生产的轧后钢板微观组织图和采用本发明方法生产的轧后钢板微观组织图，可见采用本发明方法生产的混晶组织数量、尺寸减小，晶粒尺寸更均匀，能有效降低热裂纹发生率。经试验对比，采用现有技术生产工艺生产微合金化低合金结构钢，钢板热裂纹发生率为2%，而采用本发明方法，钢板热裂纹发生率降低至1%。

技术特征：

1.一种微合金化低合金结构钢热送热装生产方法，其特征在于所述微合金化低合金结构钢按重量百分比化学成分为：0.15-0.30%c，0.50-1.50%mn，0.20-0.60%si， ni+cr+mo≤0.30%，ti≤0.10%，nb≤0.060%，0.03-0.050%al，s≤0.005%，p≤0.010%，余量为fe和杂质；所述微合金化低合金结构钢经铁水脱硫、转炉、lf+rh、连铸、热送热装、加热炉加热、轧制工艺流程生产，其中，连铸坯下线检查后在400-900 ℃热装至加热炉；加热炉均热温度为1110-1150 ℃，均热时间为k*h，其中h为铸坯厚度，单位cm，k为均热段加热系数，单位min/cm ；当连铸坯在400-650 ℃热装，k的取值范围为1.40-1.60；当连铸坯在大于650 ℃热装，k的取值范围为1.19-1.39。2.如权利要求1所述的微合金化低合金结构钢热送热装生产方法，其特征在于所述微合金化低合金结构钢nb含量为0.010-0.050%，不含ti，连铸坯在400-650 ℃或800-900 ℃热装至加热炉。3.如权利要求1所述的微合金化低合金结构钢热送热装生产方法，其特征在于所述微合金化低合金结构钢的ti含量为0.010-0.030 %，nb含量为0.010-0.030 %，连铸坯在400-900 ℃热装至加热炉。4.如权利要求1所述的微合金化低合金结构钢热送热装生产方法，其特征在于所述微合金化低合金结构钢的ti含量为0.010-0.040 %，不含nb，连铸坯在400-900 ℃热装至加热炉。5.如权利要求1所述的微合金化低合金结构钢热送热装生产方法，其特征在于所述微合金化低合金结构钢的n元素含量≤70 ppm，ti元素含量与n元素含量的比值范围为3.4-5.0。

技术总结

本发明公开一种微合金化低合金结构钢热送热装生产方法，通过对热送热装生产工艺和加热炉再加热工艺进行研究，从钢板成分调控入手，通过微合金化元素种类及含量的优化，减小碳氮化物数量、尺寸及控制晶粒尺寸的均匀性；并通过热装及再加热工艺优化，避免钢板热裂纹的产生，同时保证钢板具有高强度及优异的韧性和塑性。本发明采用合理的Ti、Nb元素的含量配比，对钢板生产过程中的热送热装及再加热生产过程进行调控，能有效降低轧后钢板中热裂纹的发生率，优化钢板的性能。优化钢板的性能。优化钢板的性能。