[发明专利]一种抗震耐腐蚀高性能H型钢及其加工方法

权利要求书

1.一种抗震耐腐蚀高性能H型钢，其特征是：所述的H型钢组成按重量百分比计为C 0.10～0.15 wt%、Si 0.25～0.50 wt%、Mn 1.00～1.35 wt%、Ti 0.030~0.050 wt%、Cr  0.10~0.20  wt%、Cu  0.30~0.50 wt%、B  0.0020~0.0040  wt%、S≤0.020 wt% 、P≤0.035 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；所述的H型钢通过加热、除鳞、预成型、翼缘外侧选择性冷却、精轧、R角选择性冷却、自然冷却、在线检测、矫直工序制得高度、宽度、腹板厚度、翼缘厚度断面几何尺寸分别为400~294mm×200~175mm×7~8mm×11~13mm的H型钢。

2.根据权利要求1所述的抗震耐腐蚀高性能H型钢，其特征是：所述的H型钢具有以下特性：屈服强度Rel 420～480MPa、抗拉强度Rm 580～650 MPa、伸长率A>24.0 %、V型冲击功Akv≥70J、浓度0.5%NaCl盐雾腐蚀率小于0.50 g.m^-2.h^-1。

3.一种权利要求1或2中所述的抗震耐腐蚀高性能H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、钢坯除鳞、预成型、翼缘外侧选择性冷却、精轧、R角选择性冷却、自然冷却、在线检测、矫直工序，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 4.0-4.5wt%、Si 0.30-0.60wt%、Mn 0.35-0.60wt% 、P 0.100-0.200wt%、S≤0.020wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)、废钢(化学成分C 0.20-0.40wt%、Si 0.30-0.60 wt%、Mn 0.30-0.60 wt% 、P 0.030-0.045wt%、S 0.025-0.040wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)及生铁(化学成分C 3.0-4.0wt%、Si 0.50-0.80 wt%、Mn 0.40-0.70 wt% 、P 0.090-0.120wt%、S 0.020-0.045wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)加入LD转炉中，并按3.4kg/t钢的量同时加入铜板(化学成分Cu 99.3wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物)，之后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1680℃；出钢前向钢包底部加入石灰进行渣洗，石灰的加入量为：4.0kg/t钢；出钢时采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为20～40NL/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15.0～20.5kg/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0.5～3.0kg/t钢的量，加入Si含量为73.5wt%的硅铁；按0.8～1.2kg/t钢的量，加入Al含量为50.0wt%的铝铁；按1.2～3.0 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1.5～2.6kg/t钢的量，加入下列质量比的钛铁：Ti 30.5 wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.30kg/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(15～30NL/min)吹氩2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2.5～4.5kg/t钢，然后加入电石1.0 kg/t钢调渣，控制渣碱度为5.5～7.5；之后将钢水温度加热至1590～1605℃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3.5m/s，喂线量150m；喂线结束采用流量为20～30NL/min的小氩气量对钢水进行软吹氩，软吹时间大于10分钟，之后加入钢水覆盖剂，加入量控制为1.0kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；

D、钢水浇铸：在中间包温度为1530～1545℃，拉速为0.5～0.7m/min，二冷比水量为0.4～0.5L/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5机5流大方坯铸机将C步骤的钢水浇铸成断面320mm×410mm的矩形坯；

E、钢坯加热：将矩形钢坯冷装送入加热炉进行加热，加热温度为1250~1300℃，加热时间为150~240分钟，钢坯出炉温度为1200~1220℃；

F、钢坯除鳞：出炉后的钢坯通过高压水除鳞去除表面氧化铁皮，高压水除鳞时，同时对钢坯上下左右四个面进行高压喷水1.2~2.0秒钟，压力控制为15~20MPa，高压水除鳞后钢坯温度控制为1180~1200℃；

G、预成型：将除鳞后的钢坯经输送辊道运送到BD两辊可逆开坯轧机轧制，根据矩型坯规格的不同，进行5~9道次的往复轧制，开轧温度为1100℃~1150℃，轧件轧制出口速度控制为1.5～4.0m/s；

H、翼缘外侧选择性冷却：在飞剪前辊道上按轧制方向均匀布置六组冷却水喷头，每组喷头间隔500mm，冷却长度为3000mm；采用压力为0.2~0.4MPa、流量为150~500 m³/ h的冷却水对F步骤BD轧机开坯轧制的粗轧件进行两边翼缘外侧选择性冷却，减小翼缘和腹板间的温度差异；冷却前轧件翼缘温度为1050~1070℃，腹板温度为990~1010℃，翼缘和腹板温度差异为60~80℃；冷却后轧件翼缘温度为1040~1060℃，腹板温度为990~1000℃，翼缘和腹板温度差异为50℃~60℃；

I、精轧：将翼缘冷却后的轧件，由辊道运送经飞剪切头、切尾后，送入万能轧机进行精轧，精轧出口速度控制为2.5 ~4.5 m/s，出精轧温度控制为980~1020℃；

J、R角选择性冷却：将精轧后的轧件进行R角选择性冷却，冷却方式如下：在精轧后辊道上沿轧制方向均匀布置六组气雾冷却喷嘴，每组间隔500mm，气雾冷却总长度为3米，采用压力为0.4～0.6MPa、流量为15~20m³/h的压缩空气，压力为0.2~0.4MPa，流量150~700m³/h的冷却水，形成混合水气雾，对精

轧后的成品H型钢轧件R角部位进行选择性强制冷却，减小R角部位和翼缘、腹板之间的温度差异；

K、自然冷却：通过输送辊道将H型钢运送上齿条步进式冷床(长126m，宽26m)进行自然冷却，冷却时间为100~120分钟，轧件出冷床温度≤80℃；

L、在线检测：成品轧件经输出辊道送至型材轮廓仪进行外形尺寸精度检测；

M、矫直：将H型钢由辊道运送进入10辊矫直机进行矫直，采用大压下一次塑性变形的矫直工艺，即2#辊压下量最大，3#、4#、5#辊压下量较小进行恢复的矫直工艺进行矫直，矫直辊宽度比H型钢小1~2mm，矫直辊圆角半径比H型钢R角半径大2~3mm，矫直速度1~5m/s，然后进行定尺锯切、收集、堆垛、自动打捆、标识及入库，即获得抗震耐腐蚀高性能H型钢。