[发明专利]一种高强度高低温冲击韧性热轧工字型钢及其加工方法

权利要求书

1.一种高强度高低温冲击韧性热轧工字型钢，其特征是：所述的热轧工字型钢钢坯组成按重量百分比计为C：0.10～0.16%、Si：0.15～0.30%、Mn：0.60～0.80%、Cr：0.50～0.65%、V：0.010～0.025%、B：0.0015～0.0030%，S<0.015%、P<0.020%，其余为Fe及不可避免的不纯物，所述的热轧工字型钢钢坯通过加热、轧制、轧后控冷、精整工序制得断面几何尺寸为I160×88×6×9.9～I220×110×7.5×12.3的热轧工字型钢。

2.如权利要求1所述的高强度高低温冲击韧性热轧工字型钢，其特征是：所述的热轧工字型钢具有以下特性：屈服强度ReL: 370～410MPa，抗拉强度Rm: 550～600MPa，断后伸长率 A：≥25.0%，-20℃冲击吸收能量 AkV：100～120J。

3.一种权利要求1或2中所述的高强度高低温冲击韧性热轧工字型钢的加工方法，包括钢水冶炼、脱氧合金化、钢水LF炉精炼、钢水浇铸、钢坯加热、钢坯轧制、轧后控冷、轧件精整工序，其特征是：具体包括下列工序步骤：

A、钢水冶炼：将铁水(化学成分C 3.8-4.5wt%、Si 0.25-0.70wt%、Mn 0.20-0.45wt% 、P 0.070-0.130wt%、S≤0.012wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、废钢(化学成分C 0.15-0.25wt%、Si 0.20-0.40 wt%、Mn 0.35-0.60 wt% 、P 0.025-0.040wt%、S 0.020-0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分C 3.5-4.4wt%、Si 0.45-0.70 wt%、  Mn 0.35-0.65 wt% 、P 0.075-0.100wt%、S 0.015-0.030wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)加入LD转炉中，进行常规顶底复合吹炼，按常规量加入石灰、白云石、菱镁球造渣，控制终点碳含量为0.04～0.07wt%，出钢温度小于1670℃；出钢前向钢包底部加入石灰和精炼渣进行渣洗，石灰的加入量为：3.0kg/t钢，精炼渣的加入量为：1.0kg/t钢；出钢时采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为50～70NL/min；

B、脱氧合金化：将钢水出钢，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8.5～12.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.9wt%，Si 17.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.2～1.5kg/t钢的量，加入Si含量为73.5wt%的硅铁；按8.5～11.5 kg/t钢的量，加入下列质量比的高碳铬铁：Cr 57.6 wt%，C 7.6 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.1～0.3kg/t钢的量，加入下列质量比的钒铁：V 77.5 wt%，C 3.5 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.25kg/t钢的量，加入下列质量比的硼铁：B 16.5wt%，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：将钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用小氩量(30～50NL/min)吹氩2分钟，然后下电极采用档位5～7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3.0～5.0kg/t钢，然后加入电石1.0 kg/t钢调渣，控制渣碱度为4.5～6.5；之后将钢水温度加热至1605～1615℃后进行喂线处理，喂入具有下列质量比的硅钙线：Si 56.5wt%、Ca 29.5 wt%、其余为Fe及不可避免的不纯物，喂线速度为3.0m/s，喂线量150m；喂线结束采用流量为30～40NL/min的小氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间为12分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0 kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；

D、钢水浇铸：在中间包温度为1535～1550℃，拉速为1.4～1.6m/min，二冷比水量为1.1～1.3L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为300A、运行频率为3HZ的条件下，采用R12m直弧形连续矫直大方坯铸机将钢水浇铸成断面230mm×230mm的大方坯；

E、钢坯加热：将钢坯冷却至室温后送入加热炉加热，加热炉四面受热，均热段炉温1260～1320℃，钢坯开轧温度1180～1230℃；

F、钢坯轧制：将加热后的钢坯送入两辊BD开坯轧机进行往复轧制，将230×230mm方坯轧制成近终断面，BD轧机轧后轧件腹板温度1050℃，翼缘端部温度1070℃；之后将轧件送入万能轧机进行连续轧制，将近终断面钢坯轧制成I160×88×6×9.9、I180×94×6.5×10.7、I200×100×7×11.4、I220×110×7.5×12.3热轧工字钢，轧后工字钢腹板温度830～900℃，腿端部温度950～1020℃；

G、轧后控冷：将工字型钢送入冷却装置，对工字钢腿部、腰部进行冷却，冷却水水压为0.6～0.8MPa，压缩空气压力为1.0～1.5MPa，冷却水量为200～350m3/h，冷却过程中确保工字钢断面温度均匀，冷却后断面温度降至680～750℃；

H、钢材精整：将工字型钢送入120米齿条式步进冷床进行长尺冷却，自然冷却至60℃以下；之后将长尺工字型钢通过10辊矫直机进行在线连续矫直，然后进行定尺锯切、收集、堆垛、自动打捆、标识及入库，即获得高强度高低温冲击韧性热轧工字型钢。