一种稀土微合金化355MPa级低成本热轧H型钢的冶炼连铸方法与流程

一种稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢的冶炼连铸方法
技术领域
1.本发明属于冶炼连铸技术领域，具体涉及一种稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢的冶炼连铸方法。


背景技术：

2.包钢q355b h型钢的生产主要采用钒合金化来确保钢坯和钢材各项性能，目前生产情况比较稳定，力学性能富余量近50mpa。由于国内钢筋新标准的制定实施、环保对v提取工艺的高要求以及手机、新能源汽车等领域对v的需求，导致v供需不平衡，市场价格居高不下，并有持续上涨的趋势。为此寻找适宜的微合金元素及工艺，减小对钒氮合金的依赖，降低生产成本迫在眉睫。
3.专利文献cn110484825a(以下称文献1)公开一种低成本355mpa热轧h型钢及其制备方法，其通过采用铌钒复合微合金化成分设计，以降低钢中锰含量达到h型钢的综合性能，大幅度降低了冶炼成本，但得到的热轧h型钢中仍含有成本较高的v元素，并不利于该文献1生产成本的降低。


技术实现要素：

4.针对现有技术中存在的问题，本发明一个方面提供一种稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢的冶炼连铸方法，其化学成分按质量百分比计为：c 0.17％～0.24％、si 0.35％～0.55％、mn 1.30％～1.60％、p≤0.035％、s≤0.035％、re 0.002％～0.003％，其余为fe和不可避免的杂质；
5.所述冶炼连铸方法包括以下工序：转炉冶炼、lf精炼、异型坯连铸、铸坯堆垛缓冷，其中在所述异型坯连铸工序中，全程采用保护浇注，过热度≤30℃，采用弱冷制度，入拉矫机前，铸坯腹板目标温度控制为820-830℃，铸坯翼缘目标温度控制为785-795℃，r角温度控制为855-870℃，采用恒拉速操作，拉速控制在0.9m/min-1.2m/min。
6.在一些实施方式中，在所述转炉冶炼工序中，终渣碱度按3.0控制，终点控制目标c≥0.03％，t≥1610℃，采用simn、mnfe脱氧合金化，终脱氧采用有al脱氧，在出钢过程中加入白灰，出钢挡渣。
7.在一些实施方式中，在所述lf精炼工序中，全程进行吹ar操作，根据转炉钢水成份及温度进行脱硫、成份微调及升温操作，脱硫后s≤0.020％，成分含量为c 0.17％～0.24％、si 0.35％～0.55％、mn 1.30％～1.60％、p≤0.035％、s≤0.020％，升温后温度t≥1560℃；精炼后期加入稀土，加入后保证稀土含量为0.002～0.003％，保证软吹时间大于10min。
8.在一些实施方式中，在所述铸坯堆垛缓冷工序中，缓冷时间大于48小时。
9.本发明另一方面提供一种稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢，其由上述的冶炼连铸方法得到的连铸坯经轧制获得。
10.在一些实施方式中，所述稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢的力学性能满足：屈服强度≥415mpa，抗拉强度≥575mpa，延伸率a≥27.0％，-20℃纵向冲击功≥115j，室温冲击功≥165j。
11.基于以上技术方案提供的稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢的冶炼连铸方法通过采用稀土元素，并在异型坯连铸工序中控制过热度≤30℃，采用弱冷制度，入拉矫机前，铸坯腹板目标温度控制为820-830℃，铸坯翼缘目标温度控制为785-795℃，r角温度控制为855-870℃，并采用恒拉速操作，拉速控制在0.9m/min-1.2m/min，得到的连铸坯经轧制后得到的热轧h型钢中不含有成本较高的v元素，但仍保持优良的综合力学性能，因此可明显降低热轧h型钢的生产成本。另外，相对于上述文献1生产的热轧h型钢，本发明提供的稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢的韧性性能更加优良。
具体实施方式
12.本发明旨在提供一种稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢的冶炼连铸方法，并提供由该冶炼连铸方法获得的稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢。
13.本发明提供的稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢的冶炼连铸方法包括以下工序：转炉冶炼、lf精炼、异型坯连铸、铸坯堆垛缓冷，其中：
14.在所述转炉冶炼工序中，终渣碱度按3.0控制，终点控制目标c≥0.03％，t≥1610℃，采用simn、mnfe脱氧合金化，终脱氧采用有al脱氧，在出钢过程中加入白灰，出钢挡渣；
15.在所述lf精炼工序中，全程进行吹ar操作，根据转炉钢水成份及温度进行脱硫、成份微调及升温操作，脱硫后s≤0.020％，成分含量为c 0.17％～0.24％、si 0.35％～0.55％、mn 1.30％～1.60％、p≤0.035％、s≤0.020％，升温后温度t≥1560℃；精炼后期加入稀土，加入后保证稀土含量为0.002～0.003％，保证软吹时间大于10min；
16.在所述异型坯连铸工序中，全程采用保护浇注，过热度≤30℃，采用弱冷制度，入拉矫机前，铸坯腹板目标温度控制为820-830℃，铸坯翼缘目标温度控制为785-795℃，r角温度控制为855-870℃，采用恒拉速操作，拉速控制在0.9m/min-1.2m/min，连铸坯断面尺寸可为h440mm
×
105mm
×
555mm；
17.在所述铸坯堆垛缓冷工序中，缓冷时间大于48小时。
18.经以上冶炼连铸方法获得的连铸坯可按照上述文献1中公开的轧制方法轧制得到稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢。
19.在一些实施例中，所述稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢的按质量百分比计为：c 0.17％～0.24％、si 0.35％～0.55％、mn 1.30％～1.60％、p≤0.035％、s≤0.035％、re(例如ce)0.002％～0.003％，其余为fe和不可避免的杂质；可选为：c 0.17％～0.19％、si 0.36％～0.41％、mn 1.30％～1.34％、p≤0.023％、s≤0.013％、re 0.0022％～0.0028％，其余为fe和不可避免的杂质。
20.在一些实施例中，所述稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢的力学性能满足：屈服强度≥415mpa，抗拉强度≥575mpa，延伸率a≥27.0％，-20℃纵向冲击功≥115j，室温冲击功≥165j。
21.以下通过具体实施例详细说明本发明的内容，实施例旨在有助于理解本发明，而不在于限制本发明的内容。
22.实施例1：
23.该实施例旨在生产一种稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢，其化学成分如下表1所示。具体生产方法包括以下工序：转炉冶炼、lf精炼、异型坯连铸、铸坯堆垛缓冷、异型坯加热、轧制、轧后冷却；其中异型坯加热、轧制、轧后冷却工序按照上述文献1的操作进行，异型坯连铸工序的控制参数如下表2所示，对连铸坯表面质量进行检查，同时对内部质量进行热酸低倍检验并跟踪检查h型钢的钢坯质量，未发现明显铸坯表面及内部质量缺陷，铸坯质量良好，铸坯表面裂纹率低于1％，轧制后的h型钢各项性能均满足标准要求，具体如下表3所示。
24.实施例2-4
25.实施例2-4按照实施例1的操作进行，不同之处仅在于生产的稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢的化学成分，以及异型坯连铸工序中参数控制不同，具体如下表1和表2所示。对实施例2-4轧制后得到的稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢的力学性能进行检验，检验结果如下表3所示。
26.对比例1
27.对比例1按照实施例1的操作进行，不同之处仅在于异型坯连铸工序中参数控制不同，具体如下表1和表2所示。对对比例1轧制后得到的热轧h型钢的力学性能进行检验，检验结果如下表3所示。
28.表1：各实例的热轧h型钢的化学成分(wt％)
29.实例csimnpsre实施例10.190.361.310.0160.0100.0025实施例20.170.391.300.0220.0060.0026实施例30.180.381.340.0230.0090.0028实施例40.190.411.330.0150.0130.0022对比例10.190.361.310.0160.0100.0025
30.表2：各实例的异型坯连铸工序参数
31.实例过热度(℃)拉速(m/min)翼缘板端部(℃)r角(℃)腹板(℃)实施例1271.11795855825实施例2281.10790860821实施例3271.14788867826实施例4261.19791861829对比例1271.11805890855
32.表3：各实例的热轧h型钢的力学性能
33.34.由上表1-表3所示，可知实施例1-4生产的稀土微合金化355mpa级低成本热轧h型钢均具有优良的综合力学性能，力学性能满足：屈服强度≥415mpa，抗拉强度≥575mpa，延伸率a≥27.0％，-20℃纵向冲击功≥115j，室温冲击功≥165j。相比之下，对比例1在异型坯连铸工序中控制相对较高的铸坯腹板目标温度、铸坯翼缘目标温度和r角温度，生产获得的热轧h型钢的强度和韧性性能均明显降低。并且相对于上述文献1，本发明采用稀土代替文献1生产的热轧h型钢中的v和nb元素，并调节其他元素的含量，且通过优化冶炼连铸方法中的异型坯连铸工序参数，能够在保证生产的热轧h型钢具有优良的综合力学性能(甚至优于上述文献1，例如耐低温韧性性能)的基础上，明显降低热轧h型钢的生产成本。
35.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。