[发明专利]一种热轧H型钢及其生产方法

说明书

本发明涉及一种热轧H型钢及其生产方法。其重量百分比计其化学组分及含量为：C0.08～0.10％、Si0.25～0.35％、Mn1.00～1.20％、P≤0.015％、S≤0.010％、Cr1.00～1.30％、Ni0.30～0.40％、Cu0.30～0.40％、Mo0.15～0.25％、Nb0.020～0.040％、V0.050～0.080％、Al0.015～0.030％、其余为Fe及不可避免的杂质。生产方法步骤包括坯料加热、开坯轧制、万能轧制、轧后快速冷却、空冷。本发明通过合理的成分配比和工艺控制，即可获得优良强韧性、耐火性、耐候性、抗震性能的屈服强度460MPa级热轧H型钢。

技术领域

本发明属于钢铁生产技术领域，特别涉及一种热轧H型钢及其生产方法。

背景技术

当前，在建筑结构实际应用的热轧H型钢，其耐候性能、耐火性能欠佳，为确保钢材的服役安全，往往需要涂刷较厚的涂层或附加其他结构，造成建筑钢结构的制作工期长、成本高，附加结构也会限制钢结构的实际使用空间，且后续维护和更换不便，建筑钢结构也越来越重视抗震性能。为此，发展具有良好耐候、耐火和抗震性能的热轧H型钢，有助于推动我国建筑钢结构的发展。

热轧板材在开发具备耐蚀、耐火和抗震等性能的品种钢方面有一定技术积累。然而，热轧H型钢在装备及工艺方面与其存在很大不同，板材的成分及工艺控制不适用。首先，热轧H型钢属于复杂断面，采用连铸异型坯、通过开坯轧制+万能轧制成型，为协调翼缘和腹板变形，各道次间的变形量分配存在很大限制，总压缩比也相对较小；其次，开坯阶段主要对异型坯的高度和宽度方向进行控制，翼缘厚度方向基本没有压下，且万能段往返轧制的单道次压下渗透浅；最后，后续无卷曲缓冷或热处理的调控手段。

正因为如此，热轧H型钢仅在开发具备单独的耐候性、耐火性或耐低温等品种钢方面有进展，但对于耦合强耐候性、耐火性和抗震性的高强度热轧H型钢，产品及成果方面依然为空白。

目前，对于空间利用率要求较高或建造空间及结构重量限制较大的建筑钢结构，薄规格、高强度热轧H型钢的需求越来越迫切，同样因为空间限制无法进行后续涂刷维护或附属结构更换，要求钢材具备耐候、耐火和抗震性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种热轧H型钢及其生产方法，基于热轧H型钢的生产实际，通过合理的成分配比和工艺控制，通过开坯轧制+万能轧制+轧后快冷+空冷工艺，生产出翼缘厚度4mm～20mm、具备优良强韧性、耐火性、耐候性、抗震性能的屈服强度460MPa级热轧H型钢；采用细晶强化+沉淀强化+组织强化的组合方式提升综合力学性能，以及良好的高温强度；采用轧后快速冷却+空冷工艺，万能轧制终轧温度较高，可减小轧机负荷和能耗，并提高生产效率。

本发明采用的技术方案是：

一种热轧H型钢，以重量百分比计其化学组分及含量为：C0.08～0.10％、Si0.25～0.35％、Mn1.00～1.20％、P≤0.015％、S≤0.010％、Cr1.00～1.30％、Ni0.30～0.40％、Cu0.30～0.40％、Mo0.15～0.25％、Nb0.020～0.040％、V0.050～0.080％、Al0.015～0.030％、其余为Fe及不可避免的杂质。

所述热轧H型钢为翼缘厚度4mm～20mm规格的热轧H型钢。

本发明热轧H型钢利用Cr-Ni-Cu合金体系提升钢的耐候性，利用Mo-Nb-Cu-V合金体系提升钢的耐火性，利用Mn、Cr大幅提高淬透性并采用轧后快速冷却，通过细晶强化+沉淀强化+组织强化的方式(贝氏体占或铁素体占比不高于20％)，获得良好的综合力学性能及高温强度。

具体来说，各元素的作用及配比依据如下：