[发明专利]一种大规格Z向H型钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金技术，属于低合金Z向H型钢，具体涉及一种大规格Z向H型钢及其制备方法。

背景技术

随着建筑用H型钢使用的不断大型化，对使用的钢铁材料提出了更高的要求。目前，建筑用H型钢均无Z向性能要求，当承载较大Z向载荷时，安全性能将大幅降低。

大规格Z向H型钢主要应用于具有抗震要求的建筑、桥梁、电站设备、水利、能源、化工、起重运输机械及其他较高抗震要求的钢结构。此钢材夹杂的非金属材质少，具有较高的Z向性能。同时，产品一次热轧成型，不需焊接，可提高整体钢结构的综合性能。

近年来，国内Z向钢板生产技术日渐成熟，已经形成规模化生产，但是因H型钢生产的特殊性，在大规格H型钢生产过程中，连铸、轧制、轧后冷却以及轧后热处理等工序无法达到板材生产的控制水平，限制了大规格Z向H型钢的生产，严重制约了我国建筑用高品质H型钢的发展。因此，开发一种工艺相对简单、并易于实现稳定生产的H型钢生产方法，实现大规格Z向H型钢生产，已成为我国高品质建筑用钢发展亟待解决的问题。

中国发明专利申请CN1106070(申请号94110049.9)公开了一种耐低温可焊接细晶粒厚度方向钢板，此发明涉及一种用于造船、锅炉、压力容器行业的耐低温可焊接细晶粒厚度方向钢板，其成分按重量百分比计为：C 0.12～0.17％、Mn 1.20～1.70％、Si 0.30～0.50％、P 0.015％、S≤0.005％、V 0.02～0.04％、Cu 0.12～0.16％、Cr 0.08～0.15％、Mo 0.04～0.09％、Ni 0.10～0.30％、Fe 96～98％。此发明通过使废钢进入平炉初炼，后转入炉外精炼炉精炼，浇成八角锭，将八角锭锻成轧坯，按钢板厚度要求轧坯，在四辊可逆式轧机上轧制，热处理采用亚临界处理，出炉后风冷，得到的产品具有较好的Z向性能。在此发明的钢种成分中，严格控制P、S含量，且合金添加种类多，添加量大，生产成本较高。

中国发明专利申请CN101967597A(申请号201010501298.6)公开了一种大厚度Z向钢板的生产方法。此发明主要通过LF精炼炉精炼、真空脱气炉真空处理、电渣重熔、冷却后扩氢处理，并经过正火等一系列严格的工艺控制，得到大厚度Z向钢板。此发明主要具有两个突出优点：1)抗层状撕裂性能好，厚度1/4处和中心处Ψ_Z≥35％；钢板的断面收缩率达到下列目标，按GB5313检验Ψ_Z＝39～75％，按EN10164检验Ψ_Z＝46～79％；2)钢板的最大厚度可达300mm。但此发明应用范围为钢板，且生产工艺过于复杂，同时P、S含量控制要求过低(P≤0.008％，S≤0.002％)，难以在型钢生产过程中应用。

发明内容

本发明的目的在于解决大规格Z向H型钢在成分、冶炼及轧制过程中的难题，提供一种大规格Z向H型钢及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供了一种大规格Z向H型钢，所述大规格Z向H型钢的化学成分的重量百分数为：C 0.12～0.22％、Si 0.10～0.40％、Mn 1.1～1.50％、P≤0.020％、S＜0.008％、V 0.02～0.05％，其余为铁和微量杂质。

优选地，所述大规格Z向H型钢的化学成分的重量百分数为：C 0.15～0.18％、Si 0.20～0.35％、Mn 1.30～1.50％、P≤0.015％、S＜0.005％、V 0.01～0.02％，其余为铁和微量杂质。

为了实现本发明的目的，本发明还提供了一种大规格Z向H型钢的制备方法，所述制备方法包括铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、异型坯全保护连铸、轧制，其特征在于，1)铁水预脱硫：脱硫后保证铁水中的硫含量为≤0.007wt％；2)转炉冶炼：采用顶底复吹转炉冶炼，采用低硫炼钢渣料且S≤0.07wt％；3)LF精炼：精炼过程中先充分搅拌化渣，造黄白渣，确保终渣碱度大于2.4，精炼时间≥52min；4)异型坯全保护连铸：采用浸入式扁平水口全保护浇铸；5)轧制，其中，制备的耐低温结构用热轧H型钢的化学成分的重量百分数为C 0.12～0.22％、Si 0.10～0.40％、Mn 1.1～1.50％、P≤0.020％、S＜0.008％、V 0.02～0.05％，其余为铁和微量杂质。