[发明专利]一种高寒地区专用耐低温H型钢及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁技术领域，具体地，本发明涉及一种高寒地区专用耐低温H型钢及其制备方法。

背景技术

北美地区专用H型钢主要应用于北美高寒地区的建筑、船舶、桥梁、电站设备、水利、能源、化工、起重运输机械及其他较高载荷的钢结构件。此钢材夹杂的非金属材质少，具有在低温条件下耐冲击力的特点。

中国发明专利申请CN101255527A公开了一种具有良好低温冲击韧性的加硼H型钢及其制备方法，该发明钢成分重量百分比为：C0.08～0.20％、Mn1.00～1.60％、Si0.10～0.55％、P≤0.025％、S≤0.025％、Nb0.015～0.035％、B0.0005～0.0012％，余量为铁和微量杂质，冶炼过程中，控制钢中的气体含量[N]≤0.004％，[O]≤0.0060％，该发明主要是通过加入微量硼对钢材韧性的有利作用如抑制磷、硫偏析和沿晶断裂，改善夹杂物的形态和分布等。但需要保持较低的氮、氧含量，采用铝脱氧，才能保证良好的脱氧效果。由于型钢截面的复杂性，在冶炼过程中采用铝脱氧时，易在连铸过程中出现“套眼”问题，破坏炼钢工序生产的连续性。

中国发明专利申请CN1421286A公开了一种含铌钢H型钢的轧制方法，此发明涉及到的产品是耐-20℃低温冲击功。但其生产过程需要进行850～920℃范围内的低温控轧，生产装备和工艺水平控制要求严格。

上述专利文件所述的成分体系及牌号均采用国标。本专利所述产品主要应用于北美洲地区，其应用环境具有温度低的特点，同时为降低整体构件重量，产品强度要求较高。采用上述专利文件所述的制备的产品难以满足实际应用需求。受产品应用地域限制，北美地区用钢通常采用加标钢种和加标规格，如按此生产，将致使导致国内型钢生产企业工装投入巨大。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，为了满足高寒地区，尤其是北美高寒地区的H型钢的使用需求，提供一种高寒地区专用耐低温H型钢及其制备方法。

该耐低温热轧H型钢力学性能良好，-40℃纵向冲击功最低125J。

为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：

通常H型钢产品的生产在炼钢、轧钢环节都是采用一个体系的标准生产，例如，钢种成分和性能执行国标，钢材的尺寸规格、允许偏差也执行国标。本发明打破了这一模式，H型钢采用的钢种成分、产品尺寸和允许偏差采用不同体系的标准，例如：钢种成分和性能体系执行加拿大标准，尺寸规格及尺寸允许偏差执行中国标准。一个产品在不同的生产环节执行不同体系的标准，在生产上尚未见报道，为此，本发明进行了生产工艺模式的创新，确保生产的顺利实施和产品质量的稳定。

本发明的高寒地区专用耐低温H型钢的制备方法，包括以下步骤：

1)铁水预脱硫后根据加拿大标准G40.21-13的钢种要求的成分，进行转炉冶炼；然后进行LF精炼；

2)精炼后进入近终型异型坯连铸工序，制得H型近终型连铸坯料；

3)将连铸坯料入炉加热到1180～1280℃后出炉，然后进行除鳞；

4)对除完鳞的坯料进行轧制，轧制产品规格及尺寸允许偏差执行中国标准GB/T1591-2008；

5)对轧制完毕的轧件产品进行空冷后进行矫直，最后，将轧件切定尺寸，制得耐低温H型钢。

具体地，本发明的高寒地区专用耐低温H型钢的制备方法，包括铁水预脱硫、转炉冶炼、LF精炼、连铸、轧制、空冷、矫直步骤：

1)铁水预脱硫后根据加拿大标准G40.21-13(加拿大标准350W)钢种要求的成分，进行转炉冶炼；然后进行LF精炼；

2)精炼后进入近终型异型坯连铸工序，制得H型近终型连铸坯料；

3)连铸坯料采用冷装方式或热装方式入炉，加热到指定温度出炉，温度范围1180-1280℃，然后进行高压水除鳞(除去氧化铁皮)；

4)除完鳞的坯料用辊道送至粗轧机和精轧机组，轧制产品规格执行尺寸规格及尺寸允许偏差采用中国标准GB/T 1591-2008；

5)轧制完毕的轧件产品上冷床进行空冷，当轧件冷至100℃以下后，进矫直机进行矫直，最后，将轧件切定尺寸。

加拿大标准G40.21-13的牌号及化学成分如下表1所示，力学性能要求如下表2所示。

表1加拿大标准G40.21-13的化学成分

表2加拿大标准G40.21-13的性能要求