[发明专利]一种连铸80mm厚度桥梁钢Q420qE及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于中厚板桥梁钢技术领域，特别是一种连铸80mm厚度桥梁钢Q420qE及其制备工艺。

技术背景

众所周知，桥梁板Q420qE主要用于桥梁结构等重要部位，它要求有较高的强度、硬度及韧性，受高强度、高韧性等因素限制，该钢板对轧钢、热处理工艺要求极为严格，因此，其生产难度大、工艺装备要求特殊等生产较少。

目前，中国专利2010年11月10日公开的公开号为 101880824A申请号为201010208305.3的发明专利名称为本发明公开了一种Q345q系列特厚保性能、保探伤桥梁钢板,包含如下质量量百分比的化学成分:C:0.08～0.16、Si:0.20～0.50、Mn:1.15～1.60、P:≤0.020、S:≤0.010、微合金化元素(V+Nb+Ti+Ni):≤0.12、AlS:0.010～0.050、其它为Fe和残留元素;碳当量:≤0.43。这种桥梁板：屈服强度控制在315 ～350MPa，平均达到了335MPa，比标准富裕40MPa ；抗拉强度控制在490 ～ 515MPa，平均达到了500MPa，比标准富裕30MPa ；伸长率控制在29％ ～32％，平均达到28％，比标准富裕8％；～20℃纵向冲击功控制在144 ～ 256J，平均达到了178J，但是，对于桥梁结构等重要部位所要求的强度、硬度及韧性来说，其性能相对不高，且其工艺要求条件相对较高，生产较少。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种高强度、韧性强的连铸80mm厚度桥梁钢Q420qE及其制备工艺。

一种连铸80mm厚度桥梁钢Q420qE，其化学成分及各成分的质量百分比：C： 0.13～0.17、Si：0.55～0.85、Mn：1.05～1.70、P：≤0.015、S：≤0.005、Ni：0.160～0.200、V：0.050～0.070、Nb：0.020～0.040、Ti：0.010～0.020、Als：0.015～0.035，其它为Fe和残留元素，所述连铸80mm厚度桥梁钢Q420qE上、下表层各0.5～1.0mm厚度内为晶粒尺寸2～3um的铁素体/马氏体组织，其中：铁素体体积分数为80～90%，马氏体体积分数为20～10%；钢板中心部分为马氏体含量较高的铁素体/马氏体组织，其中：马氏体体积分数为50～70%，铁素体体积分数为50～30%。

所述化学成分的作用分析如下：

C：是钢中最基础的强化元素，提高强度；

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；

Ni：一方面既强烈提高钢的强度，另方面又始终使铁的韧性保持极高的水平，其变脆温度则极低，Ni的晶格常数与γ～铁相近，所以可成连续固溶体，这就有利于提高钢的淬硬性，Ni可降低临界点并增加奥氏体的稳定性，所以其淬火温度可降低，淬透性好。

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；

一种连铸80mm厚度桥梁钢Q420qE的生产方法包括如下步骤：

a.KR铁水预处理工艺:保证液面渣层厚度≤20mm，铁水经KR搅拌脱硫后保证铁水（按质量百分比）S≤0.005%，保证脱硫周期≤21min、脱硫温降≤20℃

b.转炉冶炼工艺:入炉铁水（按质量百分比）S≤0.005%、P≤0.080%，铁水温度≥1270℃造渣碱度R按2.5～4.0控制，出钢P≤0.015%、C≥0.05%、S≤0.012%，吹氩处理工艺:氩站一次性加入铝线，在氩站要求强吹氩3min，流量200～500NL/min，钢液面裸眼直径控制在300～500mm，离氩站温度不得低于1570℃。

c.LF精炼工艺:碱度按4.0～6.0控制，加热时间按两次控制，一加热7～12min、二加热6～10min，二加热过程中,补加脱氧剂，并要求粘渣次数大于6次。离站前加入硅钙线，加硅钙线前关闭氩气，上钢温度1565±15℃（不采用真空脱气）/1610±15℃（采用真空脱气）。