一种建筑用低屈强比耐火热连轧带钢的制造方法

摘要

本发明涉及一种建筑用低屈强比耐火热连轧带钢的制造方法，先选取不同化学成分的钢坯，经过加热，温度控制为1200°～1220℃，再进行粗轧、精轧，终轧温度控制为820°～940℃，再经过层流冷却，而且是后向冷却，冷却速度为20℃/S，最后卷取，卷取温度为400°～600℃，最终可以制取400MPa和490MPa级别两种低屈强比耐火热连轧带钢，其性能均具有低屈强比(σ

说明书

技术领域

本发明涉及建筑用钢结构材料的制造方法，具体讲涉及一种建筑用低屈强比耐火热连轧带钢的制造方法。

背景技术

在现代建筑结构中，钢结构建筑代表了当今发展的新潮流，其所以得到快速发展，这是由于它具有结构轻、空间大，可工业化生产，缩短工期一半和节能50％等优点。为满足抗震的要求，要求屈强比(σ_s/σ_b)＜0.8，同时要求其具有耐火性能，及其良好的焊接性能。而已有技术的普通建筑在350℃以上高温时屈服强度陡降，低于室温强度的2/3，不能满足设计要求。为了防止火灾给钢结构建筑造成灾难性破坏，必须喷涂很厚的防火涂层对钢结构进行保护。因此，使钢结构建筑成本增加，且延长工期，影响美观，减少室内有效使用面积，此外，喷涂作业的飞溅还造成环境的污染。

为了克服上述普通建筑用钢所存在的缺陷，目前在世界范围内，已经出现了一种建筑用低屈强比耐火钢H型钢和中厚板，低屈强比耐火热连轧带钢却很少生产。现今，已有报导的如日本新日铁钢铁公司申请的专利，专利号：JP200256791，申请日：2000-09-19，名称为：Low yield ratio type fire resistant hot rolled steel sheet and its production中所公开的400MPa，490MPa低屈强比带钢，其钢的化学成分(mass％)为：0.01～0.1c，0.05～0.8si，0.5～1.5Mn，0.3～1.5Mo，0.005～0.05Nb，0.02～0.1V，0.0003～0.0025B。该产品屈强比小于0.8，并且焊接性良好，但是耐火功能差，σs_(600°)/σs_(室温)＜2/3。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术存在的缺陷，采用低碳微合金成分的设计思路，并辅以TMCP方法，生产热连轧带钢，使热连轧带钢性能指标完全能够满足低屈强比(σ_s/σ_b)＜0.8，耐火性能好σ_s(600°)/σ_s(室温)＞2/3，且焊接性能良好。

实现本发明的技术解决方案是：首先选取不同化学成分的钢坯，经过加热，加热温度控制为1200°～1220℃，然后进行粗轧，精轧，终轧温度控制为820°～940℃，终轧后，再经过冷却，采用层流冷却，而且是后向冷却，冷却速度为20℃/s，最后卷取，卷取温度为400°～600℃。

上述钢坯所选取的化学组分不同，可以制取两种不同级别的低屈强比耐火连轧带钢，一种为400MPa级别，其钢的化学成分(mass％)是：

0.05～0.07C，0.10～0.20Si，0.30～0.40Mn，0.30～0.35Cr，0.48～0.52Mo，0.009～0.013Nb，0.001～0.085Al，N＜0.006，其余为Fe和杂质。

另一种是490MPa级别，钢的化学成分(mass％)是：

0.06～0.10C，0.10～0.20Si，0.50～0.60Mn，0.35～0.40Cr，0.54～0.60Mo，0.009～0.013Nb，0.001～0.085Al，N＜0.006，其余为Fe和杂质。

本发明最为突出的优点是：选取了钢的最适宜的化学成分和最佳的限定加热温度，控制轧制、控制冷却条件，使所生产的热连轧带钢具有低屈强比(σ_s/σ_b)＜0.8，耐火性能好σ_s(600°)/σ_s(室温)＞2/3，且焊接性能良好(碳当量＜0.42)。具体力学性能如下：

                            400MPa、490MPa低屈强比耐火钢力学性能

  强度级别    屈服强度    (MPa)  拉抗强度  (MPa)    伸长率    (％)  屈强比  σ_s/σ_b耐火性能σ_s(600°)/σ_s(室温)    冲击功(0℃)，J  400MPa    ≥235  400～510    ≥20  ≤0.8≥2/3    ≥27  490MPa    ≥325  490～610    ≥18

注：标距为20mm

本发明热连轧带钢由于具有以上显著的优点，因此更适用于高层建筑用钢，可使高层建筑在具有坚固性的同时，更具有抗震和抗风荷能力，并且具有其它高层建筑所缺乏的耐火性能。

具体实施方式

表1列举的是实际生产400MPa、490MPa带钢所选取的化学成分，表2、表3是该化学成分下的控轧控冷工艺及力学性能检验结果，产品为热连轧带钢，厚度为8mm，加热温度是1200℃，开轧温度为1100℃。

             表1实际生产低屈强比耐火钢的化学成分

强度级别                  化学成分(mass％)C     Si   Mn   Cr   Mo   Nb     其它元素400MPa490MPa0.05  0.16 0.34 0.32 0.48 0.010                                 S＜0.010，P＜0.010，N                                 ＜0.006，Ti＜0.0060.075 0.16 0.60 0.40 0.58 0.010

                             表2 400MPa钢的控轧控冷工艺及力学性能检验结果

  钢  号  终轧  温度，  ℃   冷却   速度   ℃/S  卷取  温度，  ℃                     常温力学性能                                         600℃力学性能σ_0.2，MPa  σ_b，MPa   σ_0.2/σ_b，    δ₅，％   AK   (0℃)   ，J   σ_0.2，MPa    σ_s(600°)/    σ_s(室温)＞2/3  A1  940   20  600340  440   0.77    29   101   265    0.78  A2  940   20  550350  442   0.79    28   100   287    0.802  A3  940   20  500355  452   0.78    27   99   291    0.819  A4  940   20  450370  465   0.79    25   95   280    0.757  A5  940   20  400330  587   0.75    29   105   256    0.777  A6  880   20  600335  442   0.76    29   104   238    0.710  A7  880   20  550341  445   0.77    30   106   250    0.732  A8  880   20  500347  446   0.78    28   104   245    0.705  A9  880   20  450360  452   0.80    25   96   258    0.716  A10  880   20  400295  421   0.73    38   110   231    0.780  A11  820   20  600320  410   0.78    34   103   234    0.730  A12  820   20  550333  424   0.79    33   102   240    0.720  A13  820   20  500350  449   0.78    29   99   231    0.659  A14  820   20  450355  461   0.77    27   98   253    0.714  A15  820   20  400298  408   0.73    37   108   218    0.715

                              表3 490MP实验钢的控轧控冷工艺及力学性能检验结果

  钢  号  终轧  温度，  ℃冷却速度℃/S  卷取  温度，  ℃                     常温力学性能                                       600℃力学性能  σ_0.2，MPa  σ_b，MPa    σ_0.2/σ_b，    δ₅，％ AK (0℃)， Jσ_0.2，MPaσ_0.2(室温)/σ_0.2(600℃)  B1  94020  600  442  568    0.78    21 3440.78  B2  94020  559  462  591    0.78    26 3740.801  B3  94020  500  448  587    0.76    29 3670.819  B4  94020  450  480  613    0.78    27 3630.757  B5  94020  400  450  587    0.77    29 3500.777  B6  88020  600  444  573    0.77    29 3160.710  B7    880    20    550    459    577    0.79    30    336    0.732  B8    880    20    500    421    539    0.78    32    296    0.705  B9    880    20    450    480    610    0.79    27    343    0.716  B10    880    20    400    432    569    0.76    28    328    0.759  B11    820    20    550    438    561    0.78    37    315    0.720  B12    820    20    500    416    530    0.78    26    274    0.659  B13    820    20    450    436    564    0.77    27    312    0.714  B14    820    20    400    415    562    0.74    28    296    0.714