[发明专利]一种热轧态薄规格高强度桥梁板的制造方法

说明书

技术领域

本发明高性能结构用钢材的制造方法，具体涉及一种热轧态薄规格高强度桥梁板的制造方法。 

背景技术

我国道路桥梁建设正向高速、重载、大跨度、全焊接点、免涂装和安全性高等方向发展。目前使用的桥梁板具有结构简单，自重轻，安全性高，能够承载较大的动态、静态载荷，服役时间长等特点，被广泛应用于铁路、公路以及大型跨江、跨海大桥建设中，一般工程设计中跨度大于300米的桥梁均采用钢结构设计，桥梁用钢材不仅需要有较高的抗拉强度，还要有一定的屈强比，其屈强比越小，钢结构的抗破坏潜能越高，一旦桥梁超载，也可因其塑性变形被及早发现，避免发生毁灭性的破坏。但是桥梁用钢材的屈强比过低也会影响钢结构，致使材料的有效利用率降低。国内市场上桥梁钢使用量最大的为Q345q-Q370q，随着跨海大桥工程的逐步开发，更高等级的桥梁板被广泛使用，例如Q420q、Q460q和Q500q等。但是，目前我国只有屈服强度级别Q420q被应用于实际桥梁工程中，与国外的高性能钢相比，还存在较大的差距。 

为了满足大型钢结构桥梁的发展要求，对桥梁钢的综合性能提出了更高的要求，本发明提出了一种热轧态薄规格Q500qE高强度桥梁板的制造方法。 

经过申请人检索发现，有一些专利涉及高强度低屈强比钢。中国专利CN101649420A公开了一种高强度高韧性低屈强比钢、钢板及其制造方法，该钢采用多种合金Cu、Cr、Ni、Mo、Nb、V、Ti进行强化，多种合金元素的含量较多，总含量可达1.18％，成本较高，另外采用控扎控冷工艺进行生产，得到的钢板屈服强度≥500MPa，-40℃条件下的Akv冲击值≥100J，其终冷温度达到了420℃，热轧态性能可以满足高层建筑用钢的标准。然而该专利生产得到的钢板厚度在20mm以上，不能满足桥梁结构设计中对超薄规格板材的需要，另外申请人实验可知，采用该专利的方法生产8mm厚度的钢板，其板形易出现单边瓢曲。另外，当轧辊辊身两侧的冷却水流量存在差异时，就会使辊身两侧存在温度差，引起辊身两侧的膨胀量不一致，进而导致辊身两侧的磨损量不一致，当两侧的磨损量差值大于0.05mm时，会出现单边瓢曲；轧机刚度不一致会导致对轧辊两侧施加的力不一致，从而影响辊缝精度，当辊身两侧的辊缝差值大于0.3mm时，也易出现单边瓢曲；板坯两侧温度不一致，导致轧制过程中变形抗力不一致，当板坯的两侧温度相差30℃时，也易出现单边瓢曲。 

另一个中国专利CN103352167A公开了一种低屈强比高强度桥梁用钢及其制造方法，该 方法不仅需要控扎控冷，而且对需要控冷后的钢板进行热处理以保证钢板组织及性能均匀：将钢板加热到480～630℃之间，进行回火热处理，回火时间控制在(2.0～3.0)min/mm×板厚+30min，增加了一道热处理工序，工艺较复杂，造成成本增加。虽然该桥梁钢的屈服强度≥530MPa，抗拉强度≥700MPa，屈强比≤0.8，能够满足高强度桥梁板对性能的要求，但是其延伸率仅大于18％，-40℃下的冲击功≥100J。而且该专利的桥梁板厚度在20mm以上，甚至达到了32mm，采用该专利的工艺生产厚度在8mm以下的薄规格钢板时，板形易出现单边瓢曲。因此，采用上面两个专利制造薄规格钢板时均易在板坯中间和两侧产生热凸度，出现单边瓢曲现象，使得板材一次合格率低，需要经过液压弯辊、移辊技术和轧辊分段冷却以及平整机平整、张力矫直等手段进行挽救或矫直处理，增加了挽救成本。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是根据现有技术存在的缺陷，提出一种热轧态薄规格高强度桥梁板的制造方法，该方法通过低碳加低碳加少量合金的成分设计、合理的控扎控冷工艺，获得性能优异、厚度在8mm以下的薄规格高强度桥梁用钢板。 

本发明的热轧态薄规格高强度桥梁板的制造方法，该方法的桥梁板按重量百分比为，C：0.02～0.06％，Si：0.1～0.5％，Mn：1.3～1.5％，P≤0.013％，S≤0.005％，Ni：0.1～0.3％，Cu：0.1～0.5％，Cr：0.1～0.2％，V：0.02～0.04％，Nb：0.03～0.05％，Ti:≤0.02％，Mo：0.15～0.3％，Alt≤0.04％，余量为Fe及不可避免的杂质。 

化学成分是影响铸坯内部质量与高强钢板性能的关键因素之一，本发明为了使桥梁板用钢获得优异的综合性能，对所述钢的化学成分进行了限制，原因在于： 

C：碳是影响高强度钢力学性能的主要元素之一，通过间隙固溶提高钢的强度，当碳含量低时强度低；含量过高时，韧性和可焊性将变差，本发明碳含量控制在0.02～0.06％。