[发明专利]一种屈服强度420MPa级桥梁用槽钢及生产方法

说明书

本发明涉及一种屈服强度420MPa级桥梁用槽钢的生产方法，槽钢的化学成分按重量百分比为：C 0.120％～0.200％，Si 0.30％～0.50％，Mn 0.90％～1.10％，V 0.040％～0.070％，P≤0.010％，S≤0.005％，N 0.0080％～0.0120％，Als 0.015％～0.030％，余量为Fe及不可避免杂质；生产工艺包括冶炼、连铸、加热炉加热、轧制和冷却过程。本发明根据槽钢的力学性能要求进行化学成分、生产工艺设计，使槽钢满足用户使用要求；通过轧制在槽钢腿部外侧直接热加工出焊接用的坡口，从而省去了后期加工焊接坡口的工序，缩短了施工周期。

技术领域

本发明涉及槽钢生产技术领域，尤其涉及一种屈服强度420MPa级桥梁用槽钢及其生产方法。

背景技术

槽钢是一种复杂断面型钢，在钢结构工程中广泛应用。槽钢在使用过程中要求其具有较好的焊接性能及优良的综合机械性能。一般情况下，槽钢的形状要求按照GB/T 706标准的规定进行生产供货，其中规定槽钢的厚度最大为14.5mm。但是目前，有些桥梁工程对槽钢的使用提出了新的需求，如要求槽钢腿部的厚度为20～50mm，同时对槽钢的力学性能提出了严苛的要求，如要求槽钢具有优良的强度、塑性和韧性。另外，槽钢在使用时其腿部通常需要与其他钢结构进行对焊，而采用常规结构形式的槽钢只能在施工前预先在其腿部加工一个坡口，用材量大时严重影响工程周期。

发明内容

本发明提供了一种屈服强度420MPa级桥梁用槽钢的生产方法，根据其力学性能要求，进行化学成分、生产工艺设计，使所生产的槽钢满足用户使用要求；另外发挥孔型轧制的优势，通过轧制在槽钢腿部外侧直接热加工出焊接用的坡口，从而省去了后期加工焊接坡口的工序，缩短了施工周期。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种屈服强度420MPa级桥梁用槽钢，所述槽钢的化学成分按照重量百分比计为：C0.120％～0.200％，Si 0.30％～0.50％，Mn 0.90％～1.10％，V 0.040％～0.070％，P≤0.010％，S≤0.005％，N 0.0080％～0.0120％，Als 0.015％～0.030％，余量为Fe及不可避免杂质；所述槽钢的腰部厚度为20～50mm，屈服强度为440MPa以上，断后延伸率为27.0％以上，-20℃冲击吸收能量为160J以上，-40℃冲击吸收能量为100J以上。

一种屈服强度420MPa级桥梁用槽钢的生产方法，所述槽钢的生产工艺包括冶炼、连铸、加热炉加热、轧制和冷却过程，生产过程具体如下：

1)冶炼工艺路线为：铁水预处理-转炉冶炼-LF精炼-RH精炼-连铸，在转炉冶炼或RH精炼过程进行吹氮处理，控制冶炼钢中的氮含量达到目标范围，RH处理时间15～20min，控制钢中[H]≤2.5ppm、[O]≤25ppm；

2)将步骤1)所得钢水经连铸制得铸坯，连铸时控制中间包过热度为35～50℃，二冷水比水量为0.35～0.40m³/t，使连铸坯断面等轴晶比例小于5.0％；

3)将步骤2)所得铸坯进行加热，采用热装或冷装方式，热装时控制升温时间为1～3h，冷装时控制升温时间为2～4h，加热温度为1160～1200℃，保温时间60～300min；

4)将经步骤3)加热后的铸坯进行轧制，轧制工艺分为粗轧和精轧两个阶段，控制过程参数如下：

a)粗轧，将铸坯经5～7道次轧制成精轧用坯料，粗轧开轧温度1100～1140℃；

b)精轧，将所得的坯料进行5～7道次轧制得到槽钢，终轧温度860～910℃；通过孔型轧制，在槽钢腿部外侧直接轧制出焊接用的坡口；

5)轧后冷却，将步骤4)制得的槽钢进行快速冷却，返红温度为660～700℃，随后空冷至80℃以下，矫直得到槽钢成品。