一種大厚度高層建筑用結構鋼板及其生產方法技術

本發(fā)明專利技術涉及一種大厚度高層建筑用結構鋼板，同時還涉及了一種該鋼板的生產方法。該鋼板由以下重量百分含量的組分熔煉而成：C：0.16%～0.19%，Si≤0.55%，Mn：1.40%～1.55%，P≤0.012%，S≤0.003%，TAl(總鋁)：0.020%～0.050%，Nb：0.020%～0.030%，V：0.035%～0.050%，Ni：≤0.30%，Cr：≤0.30%，Ti：≤0.05%，余量為Fe及不可避免的雜質。本發(fā)明專利技術鋼板的生產方法包括：冶煉→精煉→連鑄→堆垛→加熱→軋制→堆垛緩冷→探傷→正火處理→成品鋼板。本發(fā)明專利技術鋼板牌號為Q390GJC/Z35，鋼板的交貨狀態(tài)為正火，采用330mm×2400mm斷面規(guī)格連鑄坯成材，成品鋼板的最大厚度為120mm，滿足JB/T4730.3-2005探傷標準中Ⅱ級的要求；本發(fā)明專利技術鋼板具有連鑄坯成材、較大厚度、較高的強度、韌性，以及抗層狀撕裂性能良好等特點，適合于制造高層建筑用結構件。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及以一種大厚度高層建筑用結構鋼板，同時還涉及一種該鋼板的生產方法。
技術介紹
GB/T19879-2005《建筑結構用鋼板》中規(guī)定的鋼板最大厚度100mm，而實際市場需求的建筑結構鋼板厚度已經達到120mm，而且內部質量要達到國際(GB/T2970-2004或JB/T4730-2005)II級探傷標準的要求。就目前的現有技術而言，厚度IOOmm以上建筑用結構鋼板都是采用大鋼錠軋制成材，具有成材率低、成本高、價格高的缺點，影響了該種鋼板的生產和使用。
技術實現思路
針對上述問題，本專利技術的目的在于提供一種大厚度(厚度達到120mm，超出國標范圍)、低成本高層建筑用結構鋼板。該鋼板是由連鑄坯軋制成材，成材率提高13%，具有大厚度、低成本、內部質量達到JB/T4730. 3-2005中II級探傷標準的特點。為了實現上述目的，本專利技術采用的技術方案是一種大厚度高層建筑用結構鋼板(Q390GJC/Z35)，是由以下重量百分含量的組分熔煉而成C 0. 16% O. 19%，Si ( O. 55%，Mn : I. 40% I. 55%, P 彡 O. 012%, S 彡 O. 003%, TAl (總鋁)0. 020% O. 050%, Nb 0. 020% O. 030%, V 0. 035% O. 050%, Ni :彡 O. 30%, Cr S O. 30%, Ti S O. 05%，余量為 Fe 及不可避免的雜質。其中Ceq 0. 40% O. 47%。本專利技術鋼板采用化學成分設計，碳、錳促進珠光體形成、增加珠光體相對含量從而提高強度的作用，同時錳具有固溶強化作用；加入少量的Nb的碳氮化物在加熱過程阻止晶粒長大，為最終鋼板晶粒細小提供基本準備，擴大鋼板控乳窗口，細化晶粒，提聞強朝性；V的碳氮化物在軋后冷卻過程沉淀析出，提高強度；通過后續(xù)合理的熱處理工藝，鋼板具有良好的綜合力學性能。鋼板中各組分及含量在本專利技術中的作用是C 0. 16% O. 19%，碳對鋼的屈服強度、抗拉強度、焊接性能產生顯著影響，碳促進珠光體形成顯著提高鋼板強度，但碳含量過高，又會影響鋼的焊接性能及韌性。同時該含量范圍減少了連鑄凝固過程的包晶反應，提高了鋼坯以至鋼板的表面質量。Si O. 55%，在煉鋼過程中作為還原劑和脫氧劑使用，提高鋼質純凈度，從而提高鋼板內部質量。Mn 1. 40% I. 55%,猛合金成本低廉,促進珠光體形成、增加珠光體相對含量從而提高強度的作用，同時錳具有固溶強化作用和細化晶粒作用，提高強度能增加鋼的韌性、強度和硬度，改善鋼的熱加工性能。錳量過高，易出現中心偏析。P彡O. 012%, S ( O. 003% :在一般情況下，磷和硫都是鋼中有害元素，增加鋼的脆性；磷使焊接性能變壞，降低塑性，使冷彎性能變壞；硫降低鋼的延展性和韌性，在鍛造和軋制時造成裂紋；因此應盡量減少磷和硫在鋼中的含量。Al 0. 020% O. 050%，鋁是煉鋼過程的終脫氧劑，可以將鋼中氧含量和夾雜物降到很低的水 平，提高連鑄坯的純凈度、致密度，提高鋼板的內部質量；同時鋼中殘余少量的招，可細化晶粒，提聞沖擊朝性。Nb 0. 020% O. 030%,鈮的碳氮化物可以在加熱過程阻止晶粒長大，從而為最終鋼板晶粒細小提供基本準備；鈮的加入還可以促進鋼軋制顯微組織的晶粒細化，可同時提高強度和韌性，鈮可在控軋過程中通過抑制奧氏體再結晶，擴大控軋窗口，有效地細化顯微組織，并通過析出強化基體，焊接過程中，鈮原子的偏聚及析出可以阻礙加熱時奧氏體晶粒的粗化，并保證焊接后得到比較細小的熱影響區(qū)組織，改善焊接性能。但鈮的碳氮化物在連鑄凝固過程析出，提高連鑄坯的裂紋敏感性，增加連鑄坯的表面裂紋，必須通過連鑄生產過程的二次冷卻工藝配合不同冷卻區(qū)段的冷卻強度匹配加以避免。V 0. 035% O. 050%,釩V的碳氮化物在軋后冷卻過程沉淀析出，提高強度；釩與碳形成的碳化物，在高溫高壓下可提高抗氫腐蝕能力。釩的碳氮化物在連鑄凝固過程析出，提高連鑄坯的裂紋敏感性，增加連鑄坯的表面裂紋，必須通過連鑄生產過程的二次冷卻工藝配合不同冷卻區(qū)段的冷卻強度匹配加以避免，釩的裂紋敏感性稍低于鈮。Ti :鈦是良好的脫氧劑，鋼中加Ti可與C、N元素形成Ti的碳化物、氮化物或碳氮化物，這些化合物具有好的晶粒細化效果；Ti的碳化物、氮化物或碳氮化物可以在連鑄坯加熱過程阻止晶粒長大；Ti還可以固氮，從而提高鋼板抗時效性能。對于本專利技術Q390GJC/Z35，不必有意添加Ti，鋼中的Ti屬于原料帶入最后去除不掉的殘余含量，一般不超過O.005%。Ni :鎳溶于奧氏體，抑制奧氏體再結晶，細化奧氏體晶粒，提高鋼板低溫韌性。對于本專利技術Q390GJC/Z35，不必有意添加Ni，鋼中的Ni屬于原料帶入不可去除的殘余含量，一般不超過O. 30%οCr :鉻提高鋼板淬透性，提高鋼板高溫性能和回火穩(wěn)定性，對于本專利技術Q390GJC/Z35，不必有意添加Cr，鋼中的Cr屬于原料帶入最后去除不掉的殘余含量，一般不超過O.005%。鋼板交貨狀態(tài)為正火，采用330mmX2400mm斷面規(guī)格連鑄坯成材，成品最大厚度為120mm，滿足JB/T4730. 3-2005探傷標準中II級的要求。本專利技術還采用了一種大厚度高層建筑用結構鋼板的生產方法，包括如下步驟(I)冶煉按重量百分含量取各組分制成鋼水，先將鋼水送入電爐冶煉，出鋼時避免見渣，然后送入LF爐精煉并調整成分，精煉總時間> 50min，白渣保持時間> 25min，確保造渣良好，石灰用量彡15kg/t，過程及扒渣彡O. 015%，當溫度達到或超過1560±10°C時，將鋼水轉入真空脫氣爐(VD爐)真空處理；(2)連鑄將冶煉后的鋼水在330mmX 2400mm斷面規(guī)格連鑄機上澆鑄，二冷總比水量為O. 35kg/t，采用從上到下逐步遞減的方式，水量分配在從連鑄機二冷區(qū)第I扇形段到第16扇形段上，采用輕壓下，在鋼水凝固末端即固相率O. 75 O. 85的位置對連鑄坯實施O. 7 O. 8mm的附加壓下量，在連鑄機第4扇形段進口和出口各安裝一對攪拌輥，對連鑄坯進行輥式電磁攪拌，攪拌電流450A 480A，頻率5HZ 6HZ，得到連鑄坯；(3)堆垛將從鑄機下線的高溫連鑄坯快速堆垛，垛高I. 5 3m，堆垛需整齊，堆垛時間> 48h，然后利用火焰進行表面清理；(4)加熱將清理后的鑄坯裝入連續(xù)加熱爐，鋼坯在加熱段加熱溫度< 1260°C，其中加熱I段溫度不低于1000°c，加熱II段溫度不低于1200°C，均熱段溫度1200 1260°C不允許某段燒咀全關，總加熱時間> 10min/cm ；(5)軋制采用II型控軋，第I階段為奧氏體再結晶階段，軋制溫度為980 1180°C，單道次壓下率6% 15%，軋制鋼板厚度為180mm，第II階段為奧氏體非再結晶階段，開軋溫度850 900°C，終軋溫度820 880°C，累計壓下率不少于33. 33% ；(6)堆垛緩冷將軋制后的鋼板及時下線堆垛冷卻，鋼板表面溫度> 450°C，堆垛總時間彡72h ；(7)探傷將堆垛后的鋼板按照JB/T4730. 3-2005探傷標準中II級的要求進行逐塊探傷； (8本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種大厚度高層建筑用結構鋼板，其特征在于，所述的鋼板是由以下重量百分比的組分熔煉而成：C：0.16%～0.19%，Si≤0.55%，Mn：1.40%～1.55%，P≤0.012%，S≤0.003%，TAl(總鋁)：0.020%～0.050%，Nb：0.020%～0.030%，V：0.035%～0.050%，Ni：≤0.30%，Cr：≤0.30%，Ti：≤0.05%，余量為Fe及不可避免的雜質。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：韋明，趙文忠，李紅文，王亞琪，劉丹，胡麗周，
申請(專利權)人：舞陽鋼鐵有限責任公司，河北鋼鐵集團有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：