[发明专利]一种非合金结构钢S355J2钢板及其生产方法

说明书

所属技术领域

本发明属于非合金结构钢生产工艺领域，涉及到一种非合金结构钢S355J2钢板及其生产方法。

背景技术

随着我国经济建设和社会发展，要求大幅度提高钢的强韧性，发展适应不同要求的品种，改善钢材质量，降低生产成本，按照可持续发展的要求，开发以人类友好的基础材料，这已成为从事钢铁材料主要研究方向。

目前，公知的S355J2板生产方法生产周期较长，能耗大，钢板性能不稳定，焊接性能差，不能保证工程结构施工的高效率与高安全性，特别是不能作为能源、化工、水电等行业对安全性能要求较高的承压部件材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种非合金结构钢S35J2钢板生产工艺方法，该方法能够克服传统的成分设计、精炼工艺、TMCP工艺等生产方式之不足，具有低成本、低能耗、快节奏的特点，配合合适的化学成分设计，使其既能保证高强度、高韧性和良好的焊接性能等要求，提高工程结构的施工效率和安全可靠性，又能简化生产工艺、缩短生产流程、降低生产能耗，适合大生产操作。

为达到上述目的，本发明设计了一种非合金结构钢S355J2钢板生产方法。非合金结构钢S355系列钢板生产方法采用的成分设计是：对C含量进行控制，提高钢的塑形和焊接性能，对S、P含量进行控制，提高钢的洁净度，以加入极少量的V为主控制Als为辅，进行细化晶粒。

本发明所述钢板的成分按重量百分比分别为：C：0.12～0.18％，Si：

0.25～0.45％，Mn：1.3～1.5％，P≤0.02％，S≤0.014％，Als：0.015～0.035％，V：0.03～0.08％，其余为Fe及不可避免的杂质。

本发明采取的生产方法为：将优质铁水先后经过KR铁水预脱硫、转炉顶底复吹冶炼、吹氩处理、连铸保护浇铸、控轧控冷工艺、检验、入库；其中在KR铁水预处理工艺中，将到站铁水扒渣后进行脱硫，经KR搅拌脱硫后保证铁水S≤0.005％、脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃；脱硫后扒净后渣，保证液面渣层厚度≤20mm；

在吹氩处理工艺中，氩站一次性加入铝线150-250m，保证钢水中Als成分控制在0.015～0.035％，加入铝线深脱氧、强吹Ar3min，后加入钒铁，钒铁按照0.65-0.75Kg/t钢水加入，钒铁加入后强吹Ar 3min、流量300-500NL/min，软吹氩按7min控制、流量100-300NL/min；同时在软吹氩前向钢水内加入硅钙线，加入后确保软吹氩时间控制在3min以上；离Ar站温度不得低于1570℃；

在控轧控冷工艺中，保证除鳞箱高压水压力≥17MPa，除净氧化铁皮；开轧温度1050℃～1100℃，采用二阶段控轧控冷；第一阶段采用高温低速大压下，并使用高压水，保证轧件温度均匀，第一阶段高温快速轧制，道次压下率≥12％，总压下率不小于60％，当轧件温度在950～1000℃时停轧，凉钢厚度为成品厚的2.5倍左右；当轧件温度为840～880℃，开始第二阶段轧制，道次累计压下率≥60％，最后三道次压下率控制在15％～20％以内，终轧温度为820±20℃；轧制结束后，利用ACC进行控冷，钢板入水温度≥750℃，返红温度控制在660±20℃，返红后送矫直机。

前述方法中，所述的铸坯厚度为250mm～300mm。

前述方法中，所述的钢板厚度为20mm～80mm。

基于前述方法，本发明工艺采用使用铁水KR预脱S、严格控制终点C％和T℃双命中率(达到不改钢种)、控制转炉终渣(FeO+MnO)含量和碱度、氩站全程吹氩+喂CaSi线，使用新型控轧控冷工艺(TMCP)有其独到的效果。

采用铁水KR预脱S、严格控制终点C％和T℃双命中率(达到不改钢种)、控制转炉终渣(FeO+MnO)含量和碱度、氩站全程吹氩+喂CaSi线，可以省掉LF和VD工序，对S355系列钢照样可达到低S和低T(O)高洁净度的要求。

使用传统的控轧控冷工艺(TMCP)，强调铁素体相变发生在冷却过程，在控制奥氏体两个阶段轧制时，忽视了第二阶段奥氏体非在结晶区多道次变形的重要性，严重影响钢板力学性能中屈服强度和低温冲击功的稳定性。

使用新型TMCP，即形变诱导(强化)铁素体相变工艺。强调铁素体相变发生在轧制过程。为此，必须适当增加中间凉钢厚度，增加奥氏体非结晶区道次形变的累计变形率，以诱导(强化)相变，提高Ar3相变温度(Ad3)。通过铁素体相变和形变的相互作用(动态再结晶)，以细化铁素体晶粒度。

本发明的有益效果在于：