[发明专利]一种含铌大规格高强度角钢及其生产工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种含铌大规格高强度角钢及其生产工艺，属于钢铁生产技术领域。

背景技术

近年来，随着经济快速发展，各行业对电力需求日益增加，由此带来输变电铁塔及变电站钢结构用材的高峰。为了满足电网发展的需求，输电线路向高电压、大容量、多回路和紧凑型发展，带动了同塔多回路工程、大截面导线工程、大跨越工程的建设。在建设过程中因塔型结构越来越大，单基塔重量从l～2 吨发展到上千吨，需要的单根构件承受的荷载也越来越高。如建造1000KV输电塔的塔重将是目前铁塔塔重的4～5倍，杆塔的荷载大为增加，这就对输变电铁塔的角钢强韧性、结构设计提出了更高的要求。我国国家电网公司已对使用高强钢将要遇到的节点连接构造、构件设计、参数取值、配套螺栓以及经济效益情况进行了研究，认为目前从技术和使用上，高强度角钢已具备了在铁塔中使用的条件，并且高强度角钢的使用可使塔重降低10％左右。但是我国在生产角钢中出现的两个问题一直没能彻底得到解决：一是强度级别偏低，二是没有大规格角钢产品（22号（边长220mm）和25号（边长250mm））。

目前我国输电线路铁塔结构用材主要是热轧角钢型材为主，辅以少量钢管。所用钢材的强度等级主要是Q235和Q345两种，与发达国家相比，我国输电铁塔结构所用的钢材不仅品种少，而且强度值偏低，大规格高强高韧角钢非常缺乏。在建造一些承受荷载大的输电塔时，较小规格的单角钢不能满足受力要求，只能采用组合角钢来解决，组合构件和节点特殊处理不但会增大设计、加工、施工等的工作量和投资成本，而且组合构件荷载传递复杂，还将增加安全隐患。不仅会造成输电铁塔构造复杂化，而且还会额外增加大量辅助材料，导致成本增加，安全隐患加大。若角钢生产采用孔型轧制，后几道次孔型刻槽较深，允许的压下量较小，生产大规格角钢时，轧辊刻槽更深，这个问题更加突出，或者影响成品角钢的力学性能，或者会导致断辊事故。要实现高强度大规格角钢的生产，必须解决两个问题，一是合理的成分设计，二是合理的控制轧制工艺和控制冷却工艺。

公开号为CN 101509097 A，发明创造名称为《一种Q460级低合金高强度角钢及生产工艺》，公开了一种Q460级低合金高强度角钢及生产工艺。该技术方案中采用VN微合金化，V含量在0.05～0.09%，没有涉及大规格角钢的生产，实施例中角钢的牌号为12.5号（边长125mm）、14号（边长140mm）和16号（边长160mm）。

公开号为CN 101509099 A，发明创造名称为《一种高强Q420C级铁塔角钢及生产工艺》，公开了一种高强Q420C级铁塔角钢及生产工艺。该技术方案中采用VN微合金化，V含量在0.07～0.1%，没有涉及大规格角钢的生产，实施例中角钢的牌号为16号（边长160mm）。

公开号为CN 102212752 A，发明创造名称为《一种低温用角钢及其制造方法》，公开了一种低温用角钢及其制造方法。主要用于低温条件下输电铁塔建造，屈服强度达到350MPa，该技术方案中采用多元合金化，除添加Nb、V、Ti等微合金元素外，还添加了较多的Ga、Cu、B等元素，其作用主要是保证低温下的冲击韧性，屈服强度只达到350MPa，该文件中未涉及大规格角钢。

发明内容

本发明针对背景技术中的问题，提供了一种含铌大规格高强度角钢及其生产工艺，目的在于采用铌、钒、钛复合微合金化，配合控制轧制和控制冷却，生产大规格（22号和25号）Q460TB热轧角钢，通过使用此角钢建造输电铁塔可以降低铁塔重量和用钢量，解决铁塔采用组合截面的不足，降低设计、加工、施工的工作量和投资成本，增强输电铁塔使用中的安全性。

本发明采用的技术方案为：

一种含铌大规格高强度角钢，其特征在于：化学成分配比如下：C 0.02～0.20%，Si 0.10～0.60%，Mn1.0～1.80%，P≤0.03%，S≤0.03%，Al 0.02～0.05%，Nb 0.02～ 0.07%，V0.02～1.20%，Ti0.01～0.03%，Ceq≤0.45%，余量为Fe。

一种含铌大规格高强度角钢的生产工艺，包括如下步骤：

1、连铸坯生产：

铁水预处理→转炉或电炉炼钢→LF精炼→连铸→连铸坯检验；

2、对步骤1中生产出的连铸坯进行工艺处理：

将连铸坯加热到1150～1250℃,经高压水除氧化铁皮后进入轧机轧制，开轧温度1000～1150℃，终轧温度850～950℃，后三道次的累积压下率为20～40%，轧后空冷；