[发明专利]低成本厚规格低合金结构钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁生产技术领域，具体地指一种低成本厚规格低合金结构钢及其生产方法。

背景技术

现在国内大型钢铁企业的薄板坯连铸连轧生产多采用CSP(Compact Strip Production，紧凑式带钢生产线)生产线，该生产线一般包括两座150吨转炉，两座LF(Ladle Refining Furnace，钢包精炼炉)精炼炉、一座RH精炼炉、双流薄板坯连铸线、隧道式加热炉和七机架热连轧机。铸机生产最大铸坯宽度为1680mm，厚度为70mm、90mm两种，该铸机具有带液芯铸轧功能，70mm厚铸坯可铸轧到52mm，90mm厚铸坯可铸轧到70mm，铸机的设计工作拉速可达5～6m/min。国内最新的CSP生产线热轧带钢的年设计产能为250万t，其中，供热轧酸洗镀锌卷为54.2万t，硅钢原料卷97.8万t，热轧直供卷98万t，生产的钢种包括：碳素结构钢、优碳钢、低合金高强度钢、耐候结构钢、汽车结构钢、管线钢、超低碳钢、无取向硅钢、低碳冷轧基料用钢等。同国内外同类薄板坯连铸连轧生产线相比，国内CSP生产线在达产水平、达产速度和质量控制上已经实现了新的突破。

目前，Q235B钢种是国内CSP生产线的主力产品，而随着板带市场的发展，低合金钢Q345B在板带市场上也呈现出良好的销售势头。但目前的Q345B钢种的Mn含量达1.2～1.35％，合金成本仍然较高，无论是对该产品在市场上的竞争力还是对生产线的效益都有严重影响。由于在品种开发上可以明显降低合金成本和生产组织难度，柔性轧制技术在各大钢企开始得到推广。针对低合金钢Q345B的生产现状，国内一些大型钢铁企业开始考虑通过优化Q235B的成分，并配以低温控轧控冷工艺实现钢的组织细化和强化，使得Q235B钢种生产线柔性轧制出低合金钢Q345B，这对降低板带合金成本、提高产品竞争力具有重要意义。目前，在Q235B生产线上已成功生产出3.0mm以下的薄规格Q345B，Mn含量也由原来的1.2～1.35％降低到0.5％左右。

但是，4.0mm以上规格的低成本(Mn降低为0.5％左右)厚规格低合金结构钢的生产还存在如下问题：

1)性能不稳定，产品合格率仅为85％，由于Mn在钢中的作用主要是固溶强化作用，所以低成本低合金钢降Mn后固溶强化作用降低。同时，因CSP产线特点，厚规格带钢的压缩比较小，铸坯原始柱状晶粒破碎不够彻底，成品晶粒较为粗大且大小不一，组织性能控制不稳定，性能不合偶有发生，参见表1中Q345B对比例的屈服强度值、抗拉强度值、屈强比和延伸率等参数以及图1中Q345B对比例的晶粒组织结构图。

2)混晶现象和冷弯开裂问题，因采用低温出炉和低温轧制，F3(Finish Mill，精轧英文意译，该处F3指第三座热轧机，F4指第四座热轧机)或F4道次较低的温度和压下率，导致成品带钢混晶现象的发生，影响组织的控制，并最终影响客户的冷弯成型性能。部分低成本低合金钢产生冷弯开裂现象，规格越厚，冷弯开裂几率越明显，影响CSP生产线的产品形象和客户信任度，参见图1中Q345B对比例的晶粒组织结构图。

3)卷形问题，主要指头塔和头部溢出边问题，原因有两个：①因低温终轧和低温卷取，冷却速度较大容易产生不均匀，头部板形控制较差，从而容易产生头部塔形；②带钢头部形状不规则，同时温度较低，影响带钢头部跟踪信号的检测，影响头部侧导板的动作和夹送辊的动作，从而产生头部塔形和头部溢出边；此类问题易导致钢卷吊运损伤切损，严重的整卷判废，影响产品的成材率，不仅增加人工成本，而且影响到物流发货和合同兑现，不利于产品竞争力的提高，参见图2中Q345B对比例的卷形示意图。

因上述问题，4.0mm以上的厚规格低成本低合金结构钢的攻关进展不明显，Mn含量也仅仅降低到0.8％，配合工艺参数进行批量生产。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种性能稳定、产品强度和产品质量高、成材率高、基本消除混晶和冷弯开裂现象、卷形好的低成本厚规格低合金结构钢及其生产方法。

为实现上述目的，本发明所设计的低成本厚规格低合金结构钢，其特征在于：所述结构钢中各组分的重量百分比为：C：0.17～0.20％，Si：0.15～0.30％，Mn：0.35～0.55％，P≤0.025％，S≤0.01％，N≤0.008％，其余为Fe及不可避免的杂质。