[发明专利]一种低温高韧性耐火钢及其制备方法

说明书

本发明的一种低温高韧性耐火钢，化学组成及其重量百分比为C：0.01～0.12％，Mn：0.30～1.60％，Si：0.10‑0.50％，Al：0.010‑0.050％，Cu：0.02‑0.05％，Cr：0.10‑0.90％，Mo：0.10‑0.80％，Ti：0.005‑0.060％，Nb：0.005‑0.080％，Ni：0.05‑0.30％，B≤0.0040％，P≤0.025％，S≤0.0020％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明通过添加一种或几种微合金元素，在一定的配比下，使其获得良好的耐火性能和低温韧性。钢在600℃时的屈服强度大于其室温标准要求屈服强度的2/3，‑40℃冲击功≥120J，并具有优良的成形性能、冷弯性能、焊接性能等。

技术领域

本发明属于轧钢技术领域，涉及一种低温高韧性耐火钢及其制备方法。

背景技术

普通建筑用结构钢在600℃时屈服强度将会下降至室温屈服强度的1/2以下，从而失去承载能力。现有建筑标准规定用耐火绝热涂层保护钢结构。然而喷涂耐火绝热涂层的工作危害工人的健康，延长了工期，增加了钢结构建造成本。此外，耐火绝热涂层喷涂作业的飞溅物还造成了环境污染。

我国北方冬季气温最低可达-20℃，部分地区可达-40℃，建筑用的钢结构在严寒的天气下冲击韧性会急剧降低，特别在极寒的气候条件下，钢结构在一定的冲击载荷作用下容易突然发生断裂，从而导致重大安全事故。为了适应北方寒冷的气候条件，增强高层建筑的安全性，亟需一种低温高韧性的耐火钢，在高温时具有较高的强度，同时在低温下具有良好的冲击韧性。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种低温高韧性耐火钢及其制备方法，具有较好的耐火性能和低温韧性。

本发明提供一种低温高韧性耐火钢，化学组成及其重量百分比为C：0.01～0.12％，Mn：0.30～1.60％，Si：0.10-0.50％，Al：0.010-0.050％，Cu：0.02-0.05％，Cr：0.10-0.90％，Mo：0.10-0.80％，Ti：0.005-0.060％，Nb：0.005-0.080％，Ni：0.05-0.30％，B≤0.0040％，P≤0.025％，S≤0.0020％，余量为Fe及不可避免的杂质。

在本发明的一种低温高韧性耐火钢的制备方法中，包括如下步骤：

炼钢工序：按照如下化学组成及其重量百分比冶炼、浇注成板坯：

其中C：0.01～0.12％，Mn：0.30～1.60％，Si：0.10-0.50％，Al：0.010-0.050％，Cu：0.02-0.05％，Cr：0.10-0.90％，Mo：0.10-0.80％，Ti：0.005-0.060％，Nb：0.005-0.080％，Ni：0.05-0.30％，B≤0.0040％，P≤0.025％，S≤0.0020％，余量为Fe及不可避免的杂质；

加热工序：控制加热炉炉膛气氛，减少铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀，板坯出炉温度为1160～1200℃；

轧制工序：粗轧道次选择3+3模式控制，终轧温度大于或等于800℃；

冷却工序：采用间歇式冷却模式，钢板在出精轧机时就开始喷水进行层流冷却，喷水量减半；

卷取工序：卷取温度大于或等于400℃。

在本发明的一种低温高韧性耐火钢的制备方法中，所述炼钢工序中，原料采用精料废钢，原料预处理入炉时，S≤0.005％。

在本发明的一种低温高韧性耐火钢的制备方法中，所述炼钢工序中进行转炉冶炼时转炉脱碳处理时只进行一次吹氧；出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、钼铁、高铬合金化；转炉向钢包倾倒钢水时使用氩气吹扫，钢包铝含量为0.005～0.015％；要求钢包N≤25ppm，挡渣出钢，严格控制进入钢包中的渣量。