[发明专利]一种低碳特厚TMCP型Q420qE桥梁钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于低合金钢生产工艺领域，具体涉及一种低碳特厚TMCP型Q420qE桥梁钢及其制造方法。

背景技术

随着我国高速公路、铁路及跨海交通等基础交通设施的快速发展，钢结构桥梁跨度增大、荷载增加，对钢结构桥梁钢板强度提出更高要求，要求钢板具有较高的强韧性，良好的断口和时效性能，同时要求具有良好的焊接性能、抗疲劳性能及耐大气、海水腐蚀性能等。随着强度的提升，桥梁用钢的强度也由Q345qD、Q370qD、Q370qE等低合金桥梁钢逐渐升级到Q420qD、Q420qE等以上级别，并要求具有高强韧性、易焊接性及耐大气腐蚀的高性能桥梁钢也在开始应用实验。

目前，厚规格Q420qE采用中碳设计，采用调质或者控轧+正火状态交货来满足强度和低温冲击性能。为了提高焊接性能，对C含量、Pcm 值提出更高要求，要求钢材不但具有高的强度、良好的韧性，还要具有良好的焊接性能。

发明内容

本发明提供了一种低碳特厚TMCP型Q420qE桥梁钢及其制造方法，本方法采用低碳成分设计，利用250mm连铸坯料生产低碳特厚TMCP型Q420qE，利用微合金技术和合理控轧轧制控轧冷却工艺，克服了传统的生产制造方法难于降低屈强比的局限性，简化了生产工艺、缩短了生产流程，得到了良好的产品性能，适合批量工业生产，在满足强度、韧性同时，提高焊接性能。

本发明是通过下述的技术方案来实现的：

一种低碳特厚TMCP型Q420qE桥梁钢，钢板化学成分质量百分比的组成如下：C:0.06-0.09%，Si：0.15-0.35%，Mn：1.40-1.55%，P﹤0.012%，S﹤0.003%，Cr：0.15-0.25%，Al：0.020-0.050%，Nb :0.030-0.040%，Ni：0.15-0.25%， Ti:0.010-0.024%，余量为Fe及不可避免的杂质。

上述低碳特厚TMCP型Q420qE桥梁钢的制造方法，工艺路线如下：KR铁水预处理—转炉冶炼—LF、RH精炼—连铸—铸坯缓冷—连铸坯料加热—轧制—预矫直—控制冷却—热矫直—堆垛缓冷-切割精整。

上述低碳特厚TMCP型Q420qE桥梁钢的制造方法，包括如下步骤：

（1）转炉冶炼：包括选配化学成分，C:0.06-0.09%，Si：0.15-0.35%，Mn：1.40-1.55%，P﹤0.012%，S﹤0.003%，Cr：0.15-0.25%，Al：0.020-0.050%，Nb :0.030-0.040%，Ni：0.15-0.25%， Ti:0.010-0.024%，余量为Fe及不可避免的杂质；转炉采用顶底复吹转炉冶炼；

（2）LF、RH精炼：为了控制气体含量及控制合金元素，采用LF+RH精炼，保证软吹时间、RH精炼真空度和真空处理时间；脱气结束后软吹时间＞20min，RH精炼真空处理时间＞15min；

（3）连铸：严格全程保护浇注，中液面稳定；连铸中包温度1540℃-1550℃，铸机拉速为1m/s，连铸成250mm的连铸坯；

（4）连铸坯进缓冷坑进行缓冷，缓冷48小时；

（5）轧制成型：采用控制轧制模式，对连铸坯料加热，加热温度为1180℃-1250℃，加热时间为9-10分钟/厘米，进行两阶段控制轧制；

（6）预矫直：采用5辊预矫直机进行高温矫直，降低钢板头尾翘曲和保证进入水冷系统钢板平直；

（7）控轧冷却：低冷速水冷，采用低水压1.5bar进行低冷速冷却，冷却速度5-8℃/S，最终钢板冷却到430℃-450℃；

（8）矫直：采用9辊液压矫直机进行矫直，降低钢板内部和表面残余应力；

（9）堆垛缓冷：对轧制钢板堆垛缓冷48小时，然后进行切割精整。

上述低碳特厚TMCP型Q420qE桥梁钢的制造方法中，所述步骤（5）中连铸钢坯经过粗轧机第一阶段轧制后，中间坯料厚度为120-160mm，最终成品钢板厚度为60mm-80mm。

上述低碳特厚TMCP型Q420qE桥梁钢的制造方法中，所述步骤（5）中粗轧开轧温度1120℃-1180℃，粗轧终轧温度1050℃-1100℃。

上述低碳特厚TMCP型Q420qE桥梁钢的制造方法中，所述步骤（5）中精轧开轧在850℃-870℃，精轧终轧温度820℃-840℃。

上述低碳特厚TMCP型Q420qE桥梁钢的制造方法中，所述（5）中精轧阶段最后三道次小压下量轧制，采用双道次轧制，减少头尾翘曲，保证轧制后钢板板形良好，顺利进入预矫直机。