專利名稱：：一種q460級低合金高強度角鋼及生產工藝的制作方法
技術領域：
：本發明型涉及一種低合金高強度鋼及生產工藝，特別是屈服強度460Mpa級低合金高強度角鋼及生產工藝，屬鋼鐵冶煉
技術領域：
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背景技術：
：近年來，隨著經濟快速發展，各行業對電力需求日益增加，由此帶來輸變電鐵塔及變電站鋼結構用材的高峰。國家電網公司把鐵塔強度升級作為一項推動輸變電工程科技進步、降低成本的重要舉措，明確提出在今后推廣應用鐵塔高強鋼時要采用Q420B以上級別角鋼。對此，相關鋼鐵企業不斷研究探討開發符合要求的低合金高強度鋼，在滿足電網發展的需求同時也可為鋼鐵企業創造了良好的經濟效益。目前，低合金高強度鋼常規冶煉技術是釩微合金化，按照這種常規技術冶煉的低合金高強度鋼其沖擊韌性難以達到較高指標，當將其用于電網輸變電鐵塔制造時，為保證強度和沖擊韌性要求，需增加用材的厚度尺寸，使得鐵塔自重增加，成本增加。因此，對于制造電網鐵塔的低合金高強度鋼亟需解決的問題是在保證強度要求的同時，提高沖擊韌性。
發明內容本發明旨在解決已有技術之缺陷而提供一種用于輸變電鐵塔具有高強度、高沖擊韌性的Q460級低合金高強度角鋼及生產工藝。本發明所稱問題是由以下技術方案解決的一種Q460級低合金高強度角鋼，特別之處是，化學成分配比如下C0.130.19%，Mn1301.50%,Si0.300.50%，S、P《0.040%，V%0.0500.090，余量Fe，Ceq《0.46%。上述Q460級低合金高強度角鋼，力學性能指標如下屈服強度Rel:>450Mpa抗拉強度Rm:560720Mpa斷后伸長率A:》23%:沖擊韌性AKV:》34J180°冷彎厚度a《16mm時d=2a;厚度a為16-35mm時d=3a。上述Q460級低合金高強度角鋼生產工藝，它包括煉鋼、連鑄、軋制工序，所述煉鋼工序中采用80VN合金配V微合金化方式生產，合金加入順序為Si-Mn、80VN合金，在出鋼1/3時開始加入80VN合金，并在后續工序中吹氮氣。上述Q460級低合金高強度角鋼生產工藝，所述連鑄工序釆用結晶器喂鋁絲工藝，喂入4)3mm鋁-稀土包芯線，連鑄坯拉速為1.19-1.24m/miii，喂絲速度為69m/min。上述Q460級低合金高強度角鋼生產工藝，所述軋制工序中連鑄坯加熱溫度均勻，陰陽面溫度差不大于5(TC，加熱段溫度不超過125(TC，開軋溫度小于115(TC。本發明產品460級低合金高強度角鋼的主要化學成分設計中給出了碳當量的要求，從而保證了角鋼的可焊接性。本發明生產工藝以VN微合金化方式生產，并配合結晶器喂絲工藝，通過控軋控冷工藝獲得具有高強度、高沖擊韌性的角鋼。其采用合理的VN配比，降低微合金化成本；采用結晶器喂鋁絲工藝，既能解決連鑄堵塞大包及中間包水口問題，又使鋼水保持一定量的鋁含量，保證鋼水夾雜物變性、減少鋼中氧含量、細化鑄坯晶粒，從而保證鋼材的沖擊性能。本發明產品用于輸變電鐵塔制造，在保證強度和沖擊韌性要求的前提下，可降低桿塔的厚度和尺寸，節省鋼材用量，降低鐵塔自重。具體實施例方式本發明主要特點體現在如下三個方面..1.成分配比中突破《GB/T1591-1994低合金高強度結構鋼》及《YBT4163-2007鐵塔用熱軋角鋼》標準，給出了碳當量的要求，從而保證角鋼的可焊接性要求。2.煉鋼工序采用VN微合金化方式生產。一般來講，N在鋼中是有害的元素，在鋼鐵材料的冶金生產過程中，除非采用極高成本的精煉脫除方式，否則很難將其去除干凈。普通鋼鐵結構材料，氮元素在晶界等組織缺陷處聚集會產生時效現象，使鋼材的強度上升，韌性下降。V微合金化元素的固N作用，可以清除氮元素引起的時效現象，同時在釩鋼中增氮可以促進釩的強化作用，使V的析出物愈加彌散，起到細化晶粒的作用。在鋼鐵材料中，V與N有一個理想的化學配比，即l:3.64。本發明采用的80VN合金配V微合金化生產，使V、N比基本保持在理想配比范圍。80VN為市售產品，這種合金中釩的質量分數為80%,氮的質量分數為16%和碳的質量分數為4%;利用80VN進行鋼的微合金化處理，充分發揮了鋼中氮的作用，由于80VN合金VN原子比穩定，還有合理的成分設計，再加上V、N的吸收率穩定，可保證V、N比基本保持在理想配比范圍，既細化了晶粒又避免因氮含量多引發的時效。提高了鋼的力學性能，還具有良好的經濟效益。以該方法生產的高強角鋼強度、沖擊韌性明顯高于常規V微合金化的同規格產品。3.在連鑄工序無保護澆注措施時采用結晶器喂鋁絲，既能解決連鑄堵塞大包及中間包水口問題，又使鋼水保持一定量的鋁含量，保證鋼水夾雜物變性、減少鋼中氧含量、細化鑄坯晶粒，從而保證鋼材的沖擊性能。穩定、合適的喂絲速度是該工序的關鍵。喂絲速度由鋼種Als要求量、鋁絲單重(規格)、禱坯拉速、鑄坯斷面決定。上述參數有如下關系V喂-V拉MG/g式中V喂-鋁絲喂入速度，m/min;V拉-拉坯速度，m/min;M-鑄坯單重，t/m;G-根據鋼種含鋁量要求設定的鋁加入量，g/t;g-鋁絲單重，g/m。考慮連鑄機性能及坯型，V控制在1.19-1.24m/min，根據以上公式確定V喂在69m/min。以下提供幾個實施例表1:Q460級低合金高強度角鋼化學成分(wt^)及軋制規格(mm)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本發明主要生產工藝如下轉爐煉鋼工序實施高拉碳、強制脫氧，采用包內脫氧及合金化，Si-Mn合金配Mn，Si以C-Si補齊，用Si-Ba-Ca終脫氧，規定噸鋼加入l~1.2kg。為保證鋼水均勻，充分去除夾雜，出鋼全過程吹氮氣，并保證出完鋼后底吹時間大于3分鐘。采用80VN合金配V，為了充分利用鋼包底部Si-Mn合金的脫氧作用以及鋼包中鋼水的沖擊環流作用，出鋼約1/3時開始加入80VN,噸鋼L21kg，注意穩定出鋼量，可保證V-N合金的加入量，并在后續工序中吹氮氣，以避免N的局部富集。連鑄工序控制中包液面高度，避免下渣，根據連鑄坯斷面確定拉速L19-1.24m/min。連鑄時采用喂絲工藝，喂4)3mm鋁-稀土包芯線，在拉速為U9-1.24m/min時對應的喂絲速度選擇6~9m/min。連鑄坯加熱溫度均勻，陰陽面溫度差不大于50'C，加熱段溫度不超過125(TC，開軋溫度小于U50。C。按照上述方法生產的Q460級低合金高強度角鋼機械性能見表2:表2:各實施例試樣機械性能<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權利要求1.一種Q460級低合金高強度角鋼，其特征在于化學成分配比如下C0.13～0.19％，Mn1.30～1.50％，Si0.30～0.50％，S、P≤0.040％，V％0.050～0.090，余量Fe，Ceq≤0.46％。2.根據權利要求所述的Q460級低合金高強度角鋼，其特征在于，力學性能指標如下屈服強度Rel:〉450Mpa抗拉強度Rm:560720Mpa斷后伸長率A:》23%:沖擊韌性AKV:》34J180°冷彎厚度a《16mm時d=2a;厚度a為16~35mm時d=3a。3.根據權利要求1或2所述的Q460級低合金高強度角鋼生產工藝，它包括煉鋼、連鑄、軋制工序，其特征在于所述煉鋼工序中采用80VN合金配V微合金化方式生產，合金加入順序為Si-Mn、80VN合金，在出鋼1/3時開始加入80VN合金，并在后續工序中吹氮氣。4.根據權利要求3所述的Q460級低合金高強度角鋼生產工藝，其特征在于所述連鑄工序采用結晶器喂鋁絲工藝，喂入<!>3mm鋁-稀土包芯線，連鑄坯拉速為1.19-1.24m/min，喂絲速度為69m/min。5.根據權利要求4所述的Q460級低合金高強度角鋼生產工藝，其特征在于所述軋制工序中連鑄坯加熱溫度均勻，陰陽面溫度差不大于5(TC，加熱段溫度不超過125(TC，開軋溫度小于U5(TC。全文摘要一種Q460級低合金高強度角鋼及生產工藝，屬鋼鐵冶煉
技術領域：
，用于解決提高電網鐵塔用角鋼的強度和沖擊韌性問題。特別之處是其化學成分配比為C0.13～0.19％，Mn1.30～1.50％，Si0.30～0.50％，S、P≤0.040％，V％0.050～0.090，余量Fe，Ceq≤0.46％。本發明生產工藝包括煉鋼采用VN微合金化方式生產，連鑄配合結晶器喂絲工藝，并通過控軋控冷工藝獲得具有高強度、高沖擊韌性的角鋼。檢測指標表明，本發明產品可達到高強度、高沖擊韌性的要求，將其用于輸變電鐵塔制造，在保證強度和沖擊韌性要求的前提下，可降低桿塔的厚度和尺寸，節省鋼材用量，降低鐵塔自重。文檔編號C22C38/12GK101509097SQ200910073968公開日2009年8月19日申請日期2009年3月23日優先權日2009年3月23日發明者馮潤明,研周,孔慶福,張曉光,張海芹,樹楊,王云閣,陳興偉,陳春生,齊長發申請人:唐山鋼鐵股份有限公司;河北鋼鐵集團有限公司