[发明专利]一种具有Z向性能的建筑用热轧H型钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金工程领域，具体地讲，涉及一种具有Z向性能的建筑用热轧H型钢及其生产方法。

背景技术

H型钢是一种新型经济建筑用钢，其截面形状经济合理，力学性能好，轧制时截面上各点延伸较均匀、内应力小。同普通工字钢相比，H型钢具有截面模数大、重量轻、节省金属的优点，可使建筑结构减轻30%-40%。同混凝土结构相比，H型钢具有结构自重轻、施工速度快的优点。目前，H型钢依据生产工艺不同可分为：热轧H型钢和焊接H型钢。焊接H型钢是指采用板材产品利用切割、焊接等手段加工而成的具有H型钢外形特征的一种H型钢型式。热轧H型钢同焊接H型钢相比，具有其特有的优势。具体地讲，热轧H型钢使用前无需再次加工，钢材内部也没有因焊接造成的压力和缺陷，因此热轧H型钢省时省力节能降耗，是钢铁应用中的绿色产品。

随着社会进步及科技发展，各种高层建筑、超高层建筑及各种特殊用途的建筑物越来越多，由此对建筑用钢的各项性能要求也越来越高，特别是在建筑物受力情况复杂时，对建筑用钢的Z向性能提出了更高要求，以保证建筑结构的稳定性、安全性。然而，目前的H型钢尚不能满足这样的要求。

发明内容

为了解决现有技术中的上述不足之处，本发明提供一种具有优异的Z向性能的建筑用热轧H型钢及其生产方法。

本发明的一方面提供一种具有Z向性能的建筑用热轧H型钢，所述钢种包含的化学成分以重量百分比计为：0.06%～0.18%的C，0.10%～0.25%的Si，0.90%～1.60%的Mn，0.008%～0.020%的P，少于等于0.010%的S，少于等于0.10%的V，少于等于0.060%的Nb，少于等于0.030%的Ti，以及余量的铁和不可避免的杂质。

本发明的另一方面提供了一种生产具有Z向性能的建筑用热轧H型钢的生产方法，所述方法包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、连铸、加热、控制轧制、冷却、缓冷、矫直。在铁水预处理工序中，采用纯镁粒脱硫，以保证入炉铁水中的硫含量不超过0.010wt%。

根据本发明，在LF精炼工序的软吹过程中，采用氩气搅拌，持续时间在8分钟和18分钟之间，其中，氩气搅拌的氩气流量为50-150NL/min。

根据本发明，在连铸工序中，中间包烘烤温度为1080-1120℃，中间包液面为600mm～800mm，结晶器液面波动不超过3mm，拉速控制在0.85m/min～0.9m/min。

根据本发明，采用的结晶器专用保护渣，所述保护渣的化学成分以重量计为：27.0%～28%的CaO，21.0%～22.0%的SiO₂，11%～12%的Al₂O₃，2%～3%的MgO，6%～7%的Na₂O，0.5%～0.6%的K₂O，1.0%～1.5%的Fe₂O₃，4%～5%的F，7%～8%的C。

根据本发明，在加热过程中，加热炉的均热温度控制在1240℃～1270℃。

根据本发明，在控制轧制过程中，对轧材的开轧温度控制为在轧材的翼缘外侧为1170℃～1190℃、腹板中央为1150℃～1170℃，对轧材的终轧温度控制为在轧材的翼缘外侧为940℃～970℃、腹板中央为850℃以下。

根据本发明，在冷却过程中，将轧制后的H型钢冷却至680℃以下。

在本发明中，通过对冶炼工艺进行全面的优化改进，从原料加强铁水预处理入手，精确转炉成分控制，强化LF精炼功能，针对钢种特性设计连铸工艺各项参数等，采用各种技术手段降低钢水中的氧、氮、氢、硫、磷等有害元素含量水平，提高钢水洁净度，保证了产品质量稳定优异。同时，对终轧温度、冷却速率、H型钢尺寸精度控制等技术指标进行优化，为使钢板厚度方向晶粒尺寸均匀，在控制轧制过程中，应对每道次压下量及轧制速度进行合理控制，设计出了最优轧制工艺，降低了产品各向异性，使产品尺寸精度、力学性能、冲击韧性、Z向性能等各项性能达到使用要求。

具体实施方式

本发明通过合理的钢种成分设计、合理的元素成分控制和严格的生产过程控制等多种技术手段协同作用保证钢的Z向性能。根据本发明的热轧H型钢的产品表面质量无龟裂无裂纹，内部金属组织合理，可以应用于各种建筑结构，能够满足对钢材Z向性能的使用要求。