[发明专利]一种420MPa级高性能抗震H型钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料加工技术领域，具体涉及一种420MPa级高性能抗震H型钢及其制备方法。

背景技术

热轧H型钢是经济断面钢材，力学性能优越，承载能力强、广泛用于大跨度及高层和超高层建筑，随中国城市建筑的大型化和高层化，以热轧H型钢为主的钢结构建筑得到迅速的推广应用。钢结构建筑自重轻、强度高、结构稳定具有较强的抗震能力，但中国地处地震频发地带且地震强度高，目前大量使用的Q235和Q345级别热轧H型钢已不能满足大型钢结构建筑对抗震结构材料的要求，有必要开发强度更高，抗震性能更优越的高性能抗震H型钢。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种420MPa级高性能抗震H型钢；第二目的在于提供所述420MPa级高性能抗震H型钢的制备方法。

本发明的第一目的是这样实现的，所述的420MPa级高性能抗震H型钢包含下列重量百分比：C: 0.15~0.18 wt%，Si: 0.30~0.45 wt%，Mn: 1.35~1.55wt%，V: 0.070~0.090wt%，P: ≤0.015wt%， S: ≤0.020wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物。

本发明的第二目的是这样实现的，包括钢水冶炼、脱氧合金化、钢水LF炉精炼、钢水浇铸、后处理步骤，具体包括：

A、钢水冶炼：将重量配比为985kg/t_钢的铁水，铁水的化学成分为：C 4.0-4.5wt%、Si 0.35-0.60wt%、Mn 0.40-0.70wt% 、P 0.070-0.110wt%、S≤0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；85kg/t_钢的废钢，废钢的化学成分为：C 0.15-0.28wt%、Si 0.20-0.40 wt%、Mn 0.35-0.60 wt% 、P 0.025-0.045wt%、S 0.025-0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；25kg/t_钢的生铁，生铁的化学成分为：C 3.2-3.8wt%、Si 0.30-0.50 wt%、Mn 0.30-0.50wt% 、P 0.065-0.090wt%、S 0.015-0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；均加入LD转炉中进行顶底复合吹炼，加入常规石灰、白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为50~65kg/t_钢，白云石加入量为15~20kg/t_钢，菱镁球加入量为4.0~7.0kg/t_钢，控制终点碳含量0.05~0.10wt%，出钢温度为1635~1660℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰进行渣洗，石灰加入量为4.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为30~50NL/min；

B、脱氧合金化：将A步骤冶炼完毕的钢水出钢，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列物质：按20.0~23.2kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.7wt%，Si 17.2wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.6~2.2kg/t_钢的量，加入下列质量比的硅钙钡合金：Si 17.2wt%，Ca 10.5wt%，Ba 13.5wt%，Al 3.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.9~1.2kg/t_钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 77.8 wt%，C 4.2 wt%，N 14.5 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工序；

C、钢水LF炉精炼：将B步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用20~40NL/min的小氩量吹氩3分钟，然后下电极采用档位7~9档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣况较稀，补加石灰4.0~6.0kg/t_钢，然后加入电石0.5~0.8kg/t_钢调渣，控制渣碱度为5.0~7.0；之后将钢水温度加热至1580~1590℃进行软吹氩处理，采用流量为20~30NL/min的小氩气量对钢水软吹氩10分钟，之后加入常规钢水覆盖剂，加入量控制为1.0kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；