[发明专利]一种高级别高层建筑用Q420GJE-Z35钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于钢板生产技术领域，具体涉及到一种高级别高层建筑用Q420GJE-Z35钢板及其生产方法。

背景技术

随着我国国民经济的迅速发展，高层建筑用钢的发展也向着特厚、特宽、高性能方向发展。高层建筑用钢对钢板强韧性、屈强比、抗层状撕裂能力等提出了较高的要求，目前E级别以上的高层建筑用钢板国内能生产的钢厂还不多。E级厚板高层建筑用钢，因其生产难度大、工艺装备要求特殊等生产较少。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种保性能、保探伤、抗层状撕裂能力强、强韧性的高级别高层建筑用Q420GJE-Z35钢板及其生产方法。

实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种高级别高层建筑用Q420GJE-Z35钢板，包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.10～0.18、Si：0.20～0.50、Mn：1.30～1.60、P：≤0.015、S：≤0.003、微合金化元素（Nb+V+Ti）≤0. 20、Als：≤0.050，其它为Fe和残留元素。

上述化学元素的作用分析如下：

C：是钢中最基础的强化元素，提高强度，但C影响钢的焊接性能和影响韧性，综合考虑，碳的含量尽量控制的低一些。

Si：是固溶强化元素，对提高钢板的强度有利。    

Mn：是固溶强化元素，对提高钢板的强度和韧性均有利。

P：对焊接不利，且具有一定的冷脆性，在本钢种中属于有害元素，应控制的尽量低。

S：易形成MnS类夹杂物，具有一定的热脆性，在本钢种中属于有害元素，应控制的尽量低。

V、Nb、Ti：在钢中能够与C、N结合，形成微细碳化物或碳氮化物，能起细化晶粒和弥散强化作用，从而达到有效提高钢材的强韧性的综合效果。

Al：可以起到细化晶粒强化作用。

所述高级别高层建筑用Q420GJE-Z35钢板厚度≤80mm。

为达到上述目的，本发明采取的生产方法包括如下步骤：

转炉冶炼：出钢碳≥0.06%,出钢P≤0.012%，S≤0.012%，点吹次数不得大于2次，避免出钢过程下渣；

LF精炼：确保白渣保持时间控制在15min以上；

真空精炼：在≤67Pa下的保压时间按≥20min进行控制；

连铸：采用300mm断面生产，以保证压缩比，连铸浇注过热度控制在10-30℃，采用低拉速。

加热：均热坑的保温温度控制在1200℃～1300℃；

轧制：采用两阶段轧制，一阶段开轧温度1050℃～1150℃，二阶段开轧温度在820-900℃，道次压下量为15-20mm，终轧温度800-880℃；

控冷：返红温度600-680℃；

缓冷：入缓冷坑温度≥300℃，堆冷时间≥24小时；

热处理：正火温度890～930℃，保温时间1.8～2.4min/cm。 

由于本发明通过转炉冶炼、LF精炼、真空精炼、加热、轧制、控冷、缓冷、热处理一系列生产工艺，并通过合理的采取多元复合微合金元素的化学成分设计，LF+VD工艺来保证钢质的洁净度，达到各类夹杂物级别总和不超过3.0，通过控轧控冷使钢的晶粒度达到9.0～10.0级，通过上述等措施的有效实施，成功地生产出了≤80 mm厚保性能、保探伤、抗层状撕裂能力强、强韧性的高级别高层建筑用Q420GJE-Z35钢板。对铁水预处理到整个热处理全过程，制订了严格的工艺点控制标准，并严格执行，产品的实物质量达到了Q420GJE-Z35级水平。其屈服强度控制在420～490 MPa，抗拉强度控制在540～600 MPa，屈强比均≤0.82，伸长率控制在21%-27%，-40℃V型冲击功控制在147～214 J，Z向性能分布在32-57之间，试样3个Z向性能平均值均大于40%，性能指标完全满足了Q420GJE-Z35开发要求。

附图说明

下面结合附图，对本发明做进一步阐述。

图1是本发明TMCP轧制后的金相组织图（100X）。

具体实施方式

本发明所述的厚度≤80mm的保性能、保探伤、抗层状撕裂能力强、强韧性的高级别高层建筑用Q420GJE-Z35钢板包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt%)：C：0.10～0.18、Si：0.20～0.50、Mn：1.30～1.60、P：≤0.015、S：≤0.003、微合金化元素（Nb+V+Ti）≤0. 20、Als：≤0.050，其它为Fe和残留元素。