[发明专利]一种钒铌微合金化耐候电气化铁路接触网支柱用热轧H型钢及其制备方法

摘要

本发明公开了一种钒铌微合金化耐候电气化铁路接触网支柱用热轧H型钢及其制备方法，所述的制备方法包括以下步骤：A、铁水预处理脱硫；B、钢水冶炼；C、脱氧合金化；D、钢水LF炉精炼；E、钢水浇铸；F、钢坯加热；G、钢坯轧制；H、轧后快速冷却；I、轧后自然冷却；J、H型钢精整。本发明的热轧H型钢具有高强度、显微组织均匀细密、耐候等优点，在冶炼过程中添加V、Nb微合金可以细化组织晶粒提高强度的同时有效提高钢材的韧塑性，添加Cu、Ni、Cr有效提高耐大气环境腐蚀性。

主权项

1.一种钒铌微合金化耐候电气化铁路接触网支柱用热轧H型钢的制备方法，所述钒铌微合金化耐候电气化铁路接触网支柱用热轧H型钢具有下列重量百分比的化学成分：C 0.07~0.11wt%、Si 0.15~0.25wt%、Cr 0.20~0.25wt%、Mn 0.25~0.40wt%、Cu 0.40~0.60wt%、Ni 0.20~0.30wt%、V 0.015~0.030wt%、Nb 0.020~0.030wt%、S≤0.015wt%、P≤0.015wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；其特征在于包括以下步骤：A、铁水预处理脱硫：将高炉铁水运至KR法铁水预处理装置进行脱硫处理，搅拌头插入深度控制为2500~2800mm，按10.0~12.0kg/t钢的量，加入常规CaO质脱硫剂进行脱硫处理，搅拌时间控制为8分钟；搅拌结束后进行扒后渣操作，保证钢包内铁水面裸露≥4/5，扒净脱硫渣；得到预处理后的铁水；B、钢水冶炼：将A步骤960kg/t钢的预处理后的铁水、80kg/t钢的精废钢、75kg/t钢的生铁、3.7~5.7kg/t钢的铜板、1.8~2.9kg/t钢的镍板加入LD转炉中进行顶底复合吹炼，加入常规石灰、白云石、菱镁球造渣，石灰加入量为40~50kg/t钢，白云石加入量为15~20kg/t钢，菱镁球加入量为2.0~4.0kg/t钢，控制终点碳含量≥0.04wt%，出钢温度为1630~1650℃；出钢前向钢包底部加入活性石灰和精炼渣进行渣洗，石灰加入量为4.0kg/t钢，精炼渣加入量1.0kg/t钢，出钢过程采用全程底吹氩工艺，氩气流量控制为20~40NL/min；C、脱氧合金化：将B步骤冶炼完毕的钢水出钢，按下列脱氧合金化顺序：铝铁→硅钙钡→硅锰合金→中碳铬铁→钒氮合金、铌铁，当钢包中的钢水量大于1/4时，依次向钢包中加入下列物质：按0.6~1.2kg/t钢的量，加入下列质量比的铝铁合金：Al 63.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按2.5~4.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅钙钡合金：Si 17.2wt%，Ca 10.5wt%，Ba 13.5wt%，Al 3.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按2.6~5.0kg/t钢的量，加入下列质量比的硅锰合金：Mn 65.3wt%，Si 17.3wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按3.0~3.9kg/t钢的量，加入下列质量比的中碳铬铁：Cr 57.6wt%，C 1.8wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.15~0.36kg/t钢的量，加入下列质量比的钒氮合金：V 78.1wt%，C 4.2wt%，N 14.5wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；按0.30~0.46kg/t钢的量，加入下列质量比的铌铁合金：Nb 65.4wt%，其余为Fe及不可避免的不纯物；在钢包钢水量达到3/4时加完上述合金；出钢完毕后，将钢水吊送至LF炉精炼工序；D、钢水LF炉精炼：将C步骤出钢完毕钢水吊至LF炉精炼工位接好氩气带，开启氩气采用小氩量20~30NL/min吹氩2分钟，然后下电极采用档位7~9档化渣；通电3分钟后，抬电极观察炉内化渣情况，之后测温、取样；若渣况较稀，补加石灰4.0~6.0kg/t钢、精炼渣1.0kg/t钢、电石0.5 kg/t钢调渣，控制渣碱度为5.0~6.5；根据钢样分析结果，补加合金、铝丸0.4~0.7 kg/t钢调整钢液成分，控制钢水氧活度≤8ppm；之后将钢水温度加热至1590~1600℃进行软吹氩处理，采用流量为20~30NL/min的小氩气量对钢水软吹氩6分钟，之后加入常规钢水覆盖剂，加入量控制为1.0kg/t钢，然后将钢水吊至浇铸工位；E、钢水浇铸：在中间包钢水温度为1540~1550℃，拉速为0.9~1.0m/min，结晶器水量为220m3/h，二冷比水量为0.4~0.5L/kg，结晶器电磁搅拌电流强度为400A、运行频率为3.0Hz的条件下，采用R12m直弧形连续矫直5机5流矩型坯铸机将D步骤的钢水浇铸成断面230mm×350mm的矩型坯；F、钢坯加热：将E步骤矩形断面钢坯送入步进式连续加热炉加热至1200~1320℃；G、钢坯轧制：将F步骤钢坯送入高压水除磷机，清除氧化皮后送入两辊BD轧机进行往复轧制，开轧温度1150~1210℃，其后送入10架万能轧机进行连续轧制，万能轧机开轧温度960~1020℃，终轧温度900~980℃；H、轧后快速冷却：将G步骤H型钢送入冷却装置进行快速冷却处理，冷却水温度15~28℃，H型钢由895~980℃快速冷却至682~725℃，冷却速度43~51℃/s；I、轧后自然冷却：将H步骤H型钢送入120米齿条式步进冷床进行自然长尺冷却，H型钢长度96~117m，冷却开始温度693~714℃，冷却终了温度83~123℃，冷却速度2.4~2.6℃/s；J、H型钢精整：将I步骤长尺H型钢通过10辊矫直机进行在线连续矫直，定尺剪切，打包称重后，即得。