一种低硅低锰性能优良的Q345热轧板卷的生产方法

摘要

本发明涉及一种低硅低锰性能优良的Q345热轧板卷的生产方法，属于热轧板卷生产技术领域。技术方案是包含冶炼、LF精炼、连铸、加热、轧制工序，钢的化学成分质量百分比如下（单位，wt%）：C：0.10-0.20、Si：≤0.08、Mn≤0.6、S≤0.015、P≤0.020、Als：0.010-0.050、Ti：0.020-0.080、其它为Fe和残余元素。传统Q345采用高锰的成分设计，存在成本高、成分易偏析和焊接性差的缺点，本发明设计的Q345钢种成分，大幅度降低了该钢种的硅锰合金含量，适当添加了常规合金Al，Ti，采用低锰低硅的成分设计体系，减轻了碳锰偏析导致的内部质量问题，并降低了碳当量改善了焊接性能，同时利用常规合金Al和Ti进行强化，生产的钢板力学性能更加优异，并具备低生产成本的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及一种低硅低锰性能优良的Q345热轧板卷的生产方法，属于热轧板卷生产技术领域。 

背景技术

高强度低合金钢Q345广泛应用于桥梁、车辆、船舶、建筑、压力容器等，随着国民经济的快速发展，对Q345钢材的需要日益增大，是市场上用量最大的主要钢种之一。目前，市场上生产的Q345系列钢种，基本上都是以锰作为主要合金进行强化，锰的加入量在0.9-1.5%之间。随着现代工业的发展，科技的不断进步，各种合金元素在钢板中的应用也更加广泛，国标GB/T1594-2008对低合金高强度结构钢，取消了锰含量的上下限限定，只规定了上限。对于Q345钢材的检测，一方面是钢材的元素含量是否达到要求，一方面是钢材的机械力学性能（屈服强度、拉伸试验）是否达到标准。 

背景技术中，有关Q345钢种生产的专利文献有：公开号102041431A提供了一种厚度规格在50mm以下低合金系列Q345B保探伤钢板及其生产方法，该钢板的成分设计为（单位，wt%）：C≤0.18、Si≤0.45、Mn≤1.40、P≤0.018、S≤0.005、Ti≤0.020、Als≤0.015，其他为Fe和残留元素。该Q345B基本还是采用传统的高锰高硅成分设计路线，增加了少量微合金，不具备低锰低硅的成分设计特点和性能成本优势。公开号102345062A提供了一种20mm以下规格保探伤低合金Q345钢板，该钢板成分设计为（单位，wt/%）：C：0.010-0.18、Si：0.25-0.45、Mn：≤1.20、P≤0.025、S：≤0.010、Ti：0.005-0.020、Als：0.005-0.045、Ni≤0.1、Nb≤0.05，其他为Fe和残余元素。该Q345钢板仍然采用高锰高硅的成分设计路线，增加了贵重合金Nb，Ni来改善钢板性能，不具备低锰低硅的成分设计特点和性能成本优势。公开号10236754A提供了一种65mmQ345GJCZ35钢板，该钢板成分设计为（单位，wt/%）：C：0.09-0.18、Si：0.20-0.40、Mn：1.20-1.60、P≤0.018、S≤0.005、Ti：0.010-0.030、Nb：0.015-0.050、Als：0.015-0.050，其他为Fe和残留元素。该Q345GJCZ35钢板采用高锰高硅的成分设计路线，增加了贵重合金Nb等来改善钢板性能，不具备低锰低硅的成分设计特点和性能成本优势。 

发明内容

本发明目的是提供一种低硅低锰性能优良的Q345热轧板卷的生产方法，利用常规合金Al、Ti强化，不需要添加Nb、Ni、V等贵重合金，能达到钢材所需的力学性能，并由于采用低锰低硅成分设计，能减轻锰偏析改善钢板质量，还能降低碳当量改善焊接性；同时，由于采用微量常规Al、Ti合金进行强化，还具有低成本的优势，解决背景技术存在的上述问题。 

本发明技术方案是： 

一种低硅低锰性能优良的Q345热轧板卷的生产方法，包含冶炼、LF精炼、连铸、加热、轧制工序，钢的化学成分质量百分比如下（单位，wt%）：C：0.10-0.20、Si：≤0.08、 Mn≤0.6、S≤0.015、P≤0.020、Als：0.010-0.050、Ti：0.020-0.080、其它为Fe和残余元素。

所述的冶炼工序，采用转炉或者电炉冶炼，入炉铁水温度不低于1250℃；终点钢水成分范围C：0.06-0.012%、P≤0.015%、出钢温度不低于1650℃；出钢过程中加入锰铁和铝块进行脱氧合金化。 

所述的LF精炼工序，精炼全程吹氩搅拌；电极供电升温；进行脱硫，硫含量控制在S≤0.012%，精炼过程中通过锰铁将合金成分调整到控制范围内，锰含量控制在Mn≤0.6，硅含量控制在Si≤0.08；精炼后期通过喂Al线将钢液中Als调至0.010-0.050%（单位，wt%  ），然后通过加入钛铁或者喂钛线将Ti调整到0.020-0.080%（单位， wt% ），最后进行喂Ca处理。 

所述的连铸工序，中包钢液过热度控制在25±5℃；连铸全程保护浇铸，结晶器液面波动不超过±5mm。 

所述的加热工序，铸坯加热温度为1150-1300℃。 

所述的轧制工序，粗轧开轧温度1050-1200℃；精轧终轧温度850-920℃；卷取温度580-680℃。 

所述的冶炼工序，采用铁水预脱硫工艺，到站铁水扒渣经预脱硫后铁水S≤0.015%。 

本发明与现有Q345的生产方法相比，具有如下优点：（1）采用低硅低锰成分设计，能减轻高锰导致的成分偏析，碳当量低，能改善焊接性。（2）采用常规合金Al，Ti强化，不需要添加高锰和贵重合金Nb，Ni，V等，且力学性能优异，组织均匀性更好，晶粒度更细。（3）具有低成本优势。 

具体实施方式

实施例1： 

生产Q345B，到站铁水扒渣预脱硫后铁水S=0.015%，转炉入炉铁水温度1250℃，转炉终点C：0.012%、P：0.015%、钢液温度1650℃；钢液加锰铁和铝块脱氧合金化后进入LF精炼，全程底吹氩搅拌，电极加热调温，炉渣碱度3.0，脱硫至0.008%，精炼过程中加锰铁将Mn调至0.60%，精炼后期喂铝线调节钢液中Als为0.050%后加钛铁将Ti调整到0.020%，最后进行喂Ca处理；连铸中包钢液过热度20℃，全程保护浇铸；铸坯加热温度1150℃，开轧温度1050℃，精轧温度850℃，卷取温度580℃，制成6mm厚热轧板卷。

本实施例的质量百分比化学成分（单位，wt%）检测结果如下：C：0.20、Si：0.02、Mn：0.60、S：0.008、P：0.015、Als：0.050、Ti：0.020、其它为Fe和残余元素；力学性能检测结果：屈服强度485MPa，抗拉强度555MPa，延伸率27%，20℃常温冲击功85J，各项性能均满足国标要求。 

实施例2： 

生产Q345C，转炉入炉铁水温度1300℃，转炉终点C：0.006%、P：0.015%、钢液温度1720℃；钢液加锰铁和铝块脱氧合金化后进入LF精炼，全程底吹氩搅拌，电极加热调温，炉渣碱度4.0，脱硫至0.012%，精炼过程中加锰铁将Mn调至0.10%，精炼后期喂铝线调节钢液中Als为0.010%后加钛铁将Ti调整到0.080%，最后进行喂Ca处理；连铸中包钢液过热度30℃，全程保护浇铸；铸坯加热温度1300℃，开轧温度1200℃，精轧温度920℃，卷取温度680℃，制成15mm厚热轧板卷。

该低硅低锰的Q345C热轧板卷的质量百分比化学成分（单位，wt%）检测结果如下：C：0.10、Si：0.08、Mn：0.30、S：0.015、P：0.020、Als：0.010、Ti：0.080、其他为Fe和残余元素；力学性能检测结果：屈服强度458MPa，抗拉强度575MPa，延伸率25%，0℃冲击功92J，各项性能均满足国标要求。 

实施例3： 

生产Q345D，到站铁水扒渣预脱硫后铁水S=0.005%，转炉入炉铁水温度1250℃，转炉终点C：0.06%、P：0.008%、钢液温度1680℃；钢液加锰铁和铝块脱氧合金化后进入LF精炼，全程底吹氩搅拌，电极加热调温，炉渣碱度5.0，脱硫至0.005%，精炼过程中加锰铁将Mn调至0.20%，精炼后期喂铝线调节钢液中Als为0.045%后加钛铁将Ti调整到0.025%，最后进行喂Ca处理；连铸中包钢液过热度28℃，全程保护浇铸；铸坯加热温度1250℃，开轧温度1150℃，精轧温度870℃，卷取温度630℃，制成12mm厚热轧板卷。

该低硅低锰的Q345D热轧板卷的质量百分比化学成分（单位，wt%）检测结果如下：C：0.19、Si：0.02、Mn：0.45、S：0.006、P：0.010、Als：0.040、Ti：0.025、其他为Fe和残余元素；力学性能检测结果：屈服强度465MPa，抗拉强度575MPa，延伸率29%，-20℃冲击功68J，各项性能均满足国标要求。