[发明专利]一种桥梁结构钢板及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种桥梁结构钢板及其生产方法，特别是高性能Q420qE钢及其生产方法。

技术背景

随着交通与城市建设的发展，跨大江、大河、大海的铁路桥、公路桥、城市高架桥越来越多，跨度越来越大，对建造桥梁的材料提出了高强、轻质和多功能的性能要求，原来一般强度级的桥梁结构用钢难以满足现代桥梁建设的需要。

日本生产的高性能桥梁钢SM570N，采用的是淬火加回火工艺，不但生产流程复杂，生产成本高，而且钢板的可焊性较差。后来，日本利用TMCP技术提高直接淬火的析出硬化效果，减少了碳当量和裂纹敏感系数，提高了SM570N的可焊性。但采用TMCP工艺生产的钢板，内应力较大，在加工和使用过程中构件易变形，因此影响了产品的使用性能，降低了构件的使用寿命。

中国以前生产的高性能桥梁钢主要是Q370qE和Q420qD，基本上都采用TMCP或TMCP加正火工艺生产，强度级别偏低，承载重量受到较大程度的限制，耐低温性能也不够好。同时，按GB/T 714-2000生产的Q420qD存在板厚效应——随着钢板厚度的增加，钢板的屈服强度和抗拉强度均有一定程度下降；另外，采用TMCP技术生产的Q420qD亦存在较大的内应力，在加工和使用过程中构件易变形，特别是厚钢板，严重影响了桥梁的使用寿命。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种满足高性能要求，克服现有技术不足的新的桥梁钢及其生活方法，使生产工艺科学、易操作、经济可靠。

本发明通过以下技术方案来实现：

桥梁钢铁的组分重量百分比为：碳0.02％～0.06％，硅0.15％～0.25％，锰1.40％～1.60％，磷≤0.020％，硫≤0.010％，铌0.025％～0.045％，钛0.008％～0.020％，铝0.020％～0.050％，镍0.15％～0.30％，铬0.25％～0.35％，钼0.15％～0.30％，铜0.25％～0.35％，氮≤0.005％，铁余量。

生产方法为：采用铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、VD真空脱气或RH脱碳脱气、连铸、板坯加热、粗轧、精轧、ACC控制冷却、回火、精整、成品入库的生产工艺流程。其中各步骤的技术方案在下面结合附图进行说明。

附图说明

图1为本发明方法的工艺流程图。

图中：1-铁水预处理、2-转炉冶炼、3-LF精炼、4-VD真空脱气或RH脱碳脱气、5-连铸、6-板坯加热、7-粗轧、8-精轧、9-ACC控制冷却、10-回火、11-精整、12-成品入库。

下面对照附图对本发明做进一步说明：

1-铁水预处理：将铁水中的S脱至0.010％以下。

2-转炉冶炼：顶底复吹转炉根据精炼工艺选择脱碳工艺。选择RH脱碳、脱气工艺，转炉终点碳控制在0.06％～0.10％；或者选择VD脱气工艺，转炉终点碳控制在0.03％以下。

3-LF精炼：控制温度1500～1650℃；成分微调，造渣脱氧，精炼时间≥35min，全程吹氩搅拌，精炼渣碱度(CaO/SiO2)＜5.0；对化学成分进行微调，使其达到钢的内控要求；采用RH脱碳处理时，除碳含量外，其他化学成分微调至内控要求。

4-VD真空脱气或RH脱碳脱气：VD真空脱气在VD真空炉里0.5tor的真空下，保持真空时间15min以上；或者RH脱碳脱气，将碳脱至0.04％以下。

5-连铸：工艺控制在1520～1550℃进行连铸。

6-板坯加热：加热炉加热温度在1200～1250℃之间。

7-粗轧：采用III阶段控制轧制，粗轧终轧温度大于1020℃，

8-精轧：精轧开轧温度920℃。末三道开轧温度根据成品厚度可以有所区别：20mm、24～28mm、32～36mm、40～44mm、48～60mm、64～68mm的开轧温度分别按900℃、880℃、870℃、860℃、850℃和840℃进行控制。

9-ACC控制冷却：开冷温度790～830℃。

其他参数按表1要求执行：

表1工艺参数控制表

10-回火：厚度≤28mm的钢板采用TMCP状态交货；厚度＞28mm的钢板采用TMCP+回火状态交货。回火工艺执行：温度490～510℃，在炉时间(min)＝板厚mm×1min/mm+10min。一方面保证钢板屈强比≤0.88，满足大载荷下抗断裂能力；另一方面通过高温回火，消除厚板的内应力，确保在加工过程中构件不变形以保证桥梁的使用寿命。