[发明专利]一种低温低屈服钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及到炼钢技术领域，具体来说涉及到一种低温低屈服抗震用钢以及生产工艺。

背景技术

地震给人类带来了巨大的灾难，随着建筑物抗震技术的发展及对抗震机理的深入分析，耗能抗震成为抗震技术的一个发展趋势，耗能抗震技术通过消能阻尼器吸收地震能量。地震时，这些抗震装置先于其他结构件承受地震载荷作用，并首先发生屈服，靠反复载荷滞后吸收地震能量，保护主体结构及建筑的安全。低屈服点钢作为耗能抗震设计中主要部件的制作材料，自20世纪90年代以来，其研制发展受到广泛关注。

JP2004339548A的专利公开了一种225MPa或235MPa低屈服点钢生产方法和公开号为：CN101775536A-一种225MPa级抗震用低屈服强度钢及其制造方法，均介绍了一种在低碳、低锰基础上添加多种合金，但成分复杂且多种合金导致成本较高。

公开号为：CN101781736的专利公开了一种屈服强度225MPa级抗震建筑用钢及其制造方法，该发明采用低碳、低硅锰的成分设计，添加了稀土、镁等元素，但是本方法冶炼难度增大，生产成分较高。

公开号为：CN103422027A的专利介绍了一种经济型低屈服点钢及其生产方法，主要采用低碳、铬、镍、钛等合金化元素加入，生产低屈服钢。因此，将成分设计和工艺控制较好的结合起来，生产经济型的热轧态低屈服钢为抗震材料的应用和推广提供基础，但是该种方法容易出现混晶、轧制温度窗口窄、轧制力小等问题。

发明内容

鉴于上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提出一种轧制力大、无混晶的高强度高韧性、生产成本低、工艺流程短的低温低屈服钢及其生产方法。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是一种低温低屈服钢，其特征在于：其化学成分按重量百分比计包括：C：0.01-0.04％，Si：0.14-0.3％，Mn：0.3-0.5％，P≤0.013％，S≤0.005％，Nb：0.01-0.035％，余量为铁以及不可避免的杂质元素。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，所述的低温低屈服钢的显微组织为块状铁素体，所述铁素体的晶粒度控制在7～8级。

进一步的，所述的低温低屈服钢的屈服强度小于225MPa，延伸率40％，-40℃冲击功≥250J。

一种低温低屈服钢的生产方法，包括冶炼工艺、连铸工艺、轧制工艺和热处理工艺，所述冶炼工艺采用转炉冶炼，通过顶吹，充分脱碳，使用RH精炼降低有害气体N、H含量，使用LF精炼进行脱氧、脱硫、合金化，最后上板坯连铸，其特征在于：在所述轧制工艺中，采用二阶段轧制方法，扎前连铸坯加热温度范围为1180～1250℃，均热段温度为1200～1220℃，加热时间为200～350min,第二阶段开扎温度≤950℃，终轧温度控制在930±10℃，返红温度控制在800±20℃。本发明采用超低碳、微铌合金化成分设计，在低屈服条件下保证其低温冲击韧性。

本发明进一步限定的技术方案是：

进一步的，所述连铸坯化学成分按重量百分比计为：C：0.01％，Si：0.14％，Mn：0.3％，P：0.013％，S：0.004％，Nb：0.01％，余量为铁以及不可避免的杂质元素，所述低温低屈服钢的显微组织为块状铁素体，所述铁素体的晶粒度为7级，所述轧制工艺：轧前连铸坯加热温度为1180℃，均热段温度为1200℃，在炉时间为200min，轧制每道次压下率20％，保证终轧温度为920度；返红温度780℃；所述成品的性能：屈服度强度220Mpa，延伸率40％，-40℃冲击功291J。

进一步的，所述连铸坯化学成分按重量百分比计为：C：0.04％，Si：0.3％，Mn：0.5％，P：0.012％，S：0.005％，Nb：0.035％，余量为铁以及不可避免的杂质元素，所述低温低屈服钢的显微组织为块状铁素体，所述铁素体的晶粒度为8级，所述轧制工艺：轧前连铸坯加热温度为1250℃，均热段温度为1220℃，在炉时间为350min，轧制每道次压下率20％，保证终轧温度为940度，返红温度820℃；所述成品的性能：屈服度强度210Mpa，延伸率40％，-40℃冲击功250J。

进一步的，所述坯料的厚度为260mm，二阶段待温坯厚度≥130mm，最终生成钢板的厚度为70mm。

进一步的，在所述轧制步骤中，采用2800mm双机架轧机轧制力为5000吨，精轧机轧制力4000吨的可逆四辊轧机组合。