一种生产低温冲击功铁路桥梁钢的热轧工艺的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及钢铁冶金领域中钢铁的冶炼与热轧工艺，尤其是一种生产低温冲击功铁路桥梁钢的热轧工艺。
【背景技术】
[0002]近年来，随着国家加大对基础交通运输行业的投入，在铁路桥方面，国家在《中长期铁路网规划》中提出，到2020年全国铁路运营里程达到10万公里，规划中四纵四横铁路桥项目建设约5000公里，估算铁路桥梁板约为30万吨/年。铁路桥通常采用钢结构设计，对钢结构的强韧性、焊接、屈强比、Z向提出了较高要求，特别是对低温冲击韧性。
[0003]根据钢种和钢的质量要求，炼钢可采用氧气顶低复吹转炉、电炉冶炼，炉外精炼、VD或RH真空脱气，连铸全程无氧化保护浇注，板坯48小时堆冷后，冷送进行轧制；板坯加热时，应合理控制加热温度，并有足够的保温时间，保证板坯加热均匀；轧制工艺应采用再结晶区和未再结晶区二阶段控制轧制，乳机第一轧程温度控制在1000°C以上，属于完全再结晶温度范围，通过单道次反复轧制再结晶，得到细化高温奥氏体晶粒，同时，防止了部分再结晶区控制轧制的晶粒不均匀性，乳到设定的中间坯厚度后，温度一般在1000°C以上，中间坯在辊道上游动降温至第二轧程开轧温度，当温度检测器检测到相应辊道上钢温度达到模型计算的第二轧程开轧温度即返回轧机进行未再结晶区轧制。通过合理的控制第二轧程开轧温度、第二阶段累计变形量和终轧温度，合理控制材料的固溶析出行为，达到晶粒细化，提高强度改善韧性的目的。
[0004]国豕桥梁彳丁业设计标准《铁路桥梁钢结构设计规范》提出:铁路桥用钢Q370qE-40°C低温冲击功多120J，正火交货，以适应高铁大跨、重载、高速、安全要求。Q370qE高强度板是铁路桥梁用的桥梁板，是一种低合金高强度板，强度大，屈服点高是其主要特点。传统工艺采用正火的主要目的得到合理强韧性匹配性能，且组织均匀。经正火二次静态相变后，显微组织为均匀细化的铁素体和珠光体，具有较高的强度、低屈服比，较高的韧性和较低的韧性-脆性转变温度。
[0005]目前从冶炼、连铸到轧制工艺对铁路桥用钢Q370qE进行系统研宄，影响铁路桥梁钢冲击性能的主要原因:一是钢水纯净度，主要表现为A类夹杂物和气体含量控制，A类夹杂物指的是硫化物类；二是轧制工艺参数，控制轧制工艺直接影响钢板组织性能。因此，通过控制有害元素S含量，优化轧制工艺，从而细化晶粒改善冲击韧性，提高钢板强韧性。按照铁路桥标准-40 °C冲击功大于120J技术要求，原有成分和工艺条件下，3500mm炉卷和2800mm中板机组_40°C冲击功合格率分别只有66%、67%，个别规格合格率不足60%，不能满足铁路桥梁钢使用要求。
[0006]与此同时，钢铁行业的发展使得控轧控冷工艺应用日臻成熟，铁路桥梁钢材以热轧替代正火交货，成为桥梁行业的发展趋势，降低造桥成本。为此顺应桥梁行业发展要求，积极进行热轧120J以上低温冲击功铁路桥梁钢工艺研宄，开发热轧交货铁路用桥梁钢对提高企业效益，提升产品实物水平，扩大市场占有率，增强产品市场竞争力具有重大意义。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是提供了一种生产低温冲击功铁路桥梁钢的热轧工艺，该过程采用转炉-LF-VD或RH-连铸-热轧的热轧交货120J以上低温冲击功铁路桥梁钢生产工艺，通过控制生产工艺中钢水纯净度，降低非金属夹杂物和气体含量，优化控制轧制工艺来细化组织晶粒，从而改善铁路桥梁钢组织结构的耐冲击韧性，提高低温冲击功铁路桥梁钢的质量水平，满足铁路桥标准要求。
[0008]为了解决上述技术问题，本
【发明内容】
的技术方案是这样实现的:
一种生产低温冲击功铁路桥梁钢的热轧工艺，采用钢铁的化学成分:不添加贵重金属Ni，以质量分数计为 C:0.15 ?0.17%、Si:0.15 ?0.30%、Mn:1.35 ?1.45%、P 彡 0.020%、S 彡 0.005%、Alt:0.020 ?0.055%、Nb:0.015 ?0.035%、CEV 彡 0.43%，其余成分为 Fe ;经过转炉-LF-VD或RH-连铸-热轧的生产工艺过程得到-40°C低温冲击功大于120J的低温冲击功铁路桥梁钢。
[0009]进一步，所述的生产工艺过程中转炉工序的转炉终点控制:[C]彡0.06%，[P] ( 0.015%，冶炼周期彡34min，严禁兑钢，不回收浇余钢水；
进一步，所述的生产工艺过程中LF工序的通过LF炉精炼时间不小于30min，白渣保持时间不小于20min，Nb铁在脱硫任务完成中后期加入，尽量保持5min软搅拌时间；
进一步，所述的生产工艺过程中VD工序的抽真空度时间15?20min，压渣次数彡5次，纯脱气时间彡10 min，[H] ( 1.5ppm，软搅拌时间彡8分钟，VD破空后严禁大氩气搅拌降温;
进一步，所述的生产工艺过程中连铸工序采用全程无氧化保护浇注，拉速0.8-1.3m/min,板坯堆冷48小时，扩氢处理；
进一步，所述的生产工艺过程中热轧工序指的是控轧工艺，通过控制轧制过程中:第二轧程开坯厚度(中间坯厚度，即控制第二阶段累计压下率)、第二轧程开轧温度、钢板终轧温度、冷却的普通控轧工艺生产要求较高的强度和低温冲击韧性的专用板；
进一步，所述的在生产工艺过程的控轧工艺中，一般情况下，乳机第一轧程开轧温度控制在1000°C以上，属于完全再结晶温度范围，通过单道次反复轧制再结晶，得到细化高温奥氏体晶粒，同时，防止了部分再结晶区控制轧制的晶粒不均匀性；轧到设定的中间坯厚度后(设定中间坯厚度多2.5倍成品厚度)，温度一般在1000°C以上，中间坯在辊道上游动降温至第二轧程开轧温度，当温度检测器检测到相应辊道上钢温度达到模型计算的第二轧程开轧温度，即返回轧机进行未再结晶区轧制；第二轧程开轧温度控制在850°C?920°C (6-12mm薄板3500mm炉卷机组卷乳允许提到950°C，6_8mm薄板2800mm中厚板乳机允许提高到1000°C )，进行第二轧程轧制，一般轧制4?8道次，轧机第二轧程轧制采用较大的第二阶段累计压下率，一般控制在60%-70%，可较大程度地细化晶粒和降低脆性转变温度，终轧温度设定在760V?810°C (6-12mm薄板卷轧的终轧温度设定为760V _830°C )，然后进行钢板终轧，乳后按冷却模型进行冷却；
进一步，所述的生产工艺过程中热轧工序包括3500mm宽炉卷机组轧制工序与2800mm宽中板机组轧制工序，其中
K3500mm宽炉卷机组轧制工序包括:采用150mm厚连铸坯进行以下轧制， (1)6-12mm厚薄板采用卷轧方法:第二轧程开轧温度<950°C，第二阶段累计压下率彡50%，卷轧温度< 940°C，卷轧累计压下率彡35%，终轧温度< 830°C ；
(2)13-16mm厚板采用平轧方法:第二轧程开轧温度< 920°C，第二阶段累计压下率彡60%，终轧温度彡810。。；
(3)17-20mm厚板采用平轧方法:第二轧程开轧温度< 900°C，第二阶段累计压下率彡 60%，终轧< 780 0C ；
(4)21-32mm厚板采用平轧方法:第二轧程开轧温度<880°C，第二阶段累计压下率彡60%，终轧温度彡780 0C ；
(5)32-40mm厚板采用平轧方法:第二轧程开轧温度< 850°C，第二阶段累计压下率彡 60%，终轧< 760 0C ；
2,2800mm宽中板机组轧制工序包括:采用210mm、230mm厚连铸坯进行以下轧制，
1)6-8mm厚薄板采用平轧方法:第二轧程开轧温度<1000°C，940°C以下累计压下率彡40%，终轧温度彡8100C ；
2)9-12mm厚板采用平轧方法:第二轧程开轧温度<920°C，第二阶段累计压下率彡70%，终轧彡810。。；
3)13-16mm厚板采用平轧方法:第二轧程开轧温度< 900°C，第二阶段累计压下率彡70%，终轧彡810。。；
4)17-28mm厚板采用平轧方法:第二轧程开轧温度< 880°C，第二阶段累计压下率彡65%，终轧彡810。。；
5)29-32mm厚板采用平轧方法:第二轧程开轧温度< 850°C，第二阶段累计压下率彡60%，终轧彡810。。。
[0010]进一步，所述的生产工艺过程中低温冲击功铁路桥梁钢的技术指标:A类硫化物夹杂控制在1.5级以下，S含量控制在0.005%以下，[H]彡1.5PPm，晶粒度彡9.5级，_40°C低温冲击功大于120J，Q370qE性能合格率多94%，_40°C低温冲击功实物水平可达到200J。
[0011]本发明相比现有技术的有益效果:
通过实施本发明后，控轧工艺的钢的强度值、塑性和低温冲击指标达到要求，工序时间短，生产效率高，乳机机时产量下降，消除了热轧低温冲击功达不到铁路桥梁钢技术要求的影响因素，形成了成熟的低成本热轧铁路桥梁钢生产方法，取代了正火工艺。同时，化学成分不添加贵重金属Ni，成本较低，下游行业造桥成本低，符合桥梁行业的发展趋势。另外，实施本发明后，有效提高了热轧桥梁钢低温冲击性能实物水平，按此工艺2013年以来累计生产8000吨，性能初验合格率达到94.56%，年创经济效益250.07万元。
【具体实施方式】
[0012]以下对本发明作进一步地详细描述。
[0013]一种生产低温冲击功铁路桥梁钢的热轧工艺，采用钢铁的化学成分:不添加贵重金属 Ni，以质量分数计为 C:0.15 ?0.17%、Si:0.15 ?0.30%、Mn:1.35 ?1.45%、P 彡 0.020%、S 彡 0.005%、Alt:0.020 ?0.055%、Nb:0.015 ?0.035%、CEV 彡 0.43%，其余成分为Fe ;经过转炉-LF-VD或RH-连铸-热轧的生产工艺过程得到_40°C低温冲击功大于120J的低温冲击功铁路桥梁钢。
[0014]在上述的实施所述技术方案的基础上，优选地，所述的生产工艺过程中转炉工序的转炉终点控制:[C]彡0.06%，[P] ( 0.015%，冶炼周期彡34min，严禁兑钢，不回收浇余钢水；
优选地，所述的生产工艺过程中LF工序的通过LF炉精炼时间不小于30min，白渣保持时间不小于20min，Nb铁在脱硫任务完成中后期加入，尽量保持5min软搅拌时间；
优选地，所述的生产工艺过程中VD工序的抽真空度时间15?20min，压渣次数< 5次，纯脱气时间彡10 min, [H] ( 1.5ppm，软搅拌时间彡8分钟，VD破空后严禁大氩气搅拌降温;
优选地，所述的生产工艺过程中连铸工序采用全程无氧化保护浇注，拉速0.8-1.3m/min,