一种宽翼缘重型热轧H型钢及生产方法和应用

  (19)国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(45)授权公告日(21)申请号5.7(22)申请日2021.08.04(65)同一申请的已公布的文献号申请公布号CN113604740(43)申请公布日2021.11.05(73)专利权人马鞍山钢铁股份有限公司地址243041安徽省马鞍山市雨山区九华西路8号(72)发明人(74)专利代理机构芜湖安汇知识产权代理有限公司34107专利代理师(51)Int.Cl.C22C38/02(2006.01)C22C38/04(2006.01)C22C38/06(2006.01)C22C38/12(2006.01)C21D1/18(2006.01)C21D6/00(2006.01)C21D8/00(2006.01)E02D17/04(2006.01)B21B1/088(2006.01)B21B37/74(2006.01)审查员(54)发明名称一种宽翼缘重型热轧H型钢及生产方法和应(57)摘要本发明提供了一种宽翼缘重型热轧H型钢及生产方法和应用，成分：C：0.11～0.15％，Si：0.35～0.45％，Mn：1.30～1.60％，P：0.015％，.015％，V：0.03～0.05％，Nb：0.030～.050％，H：0.0002％，N：0.008％，Alt：0.010～0.015％，其余为Fe及微量残余元素；在粗轧阶段通过孔型设计优化，预留了腹板的厚度，优化了翼缘与腹板的金属分布，为翼缘的宽展提供更多的金属，进而获得翼缘宽度500mm，翼缘厚度80～140mm的宽翼缘重型热轧H型钢。产品满足高层、超高层对基坑支护用热轧H型钢的承载力要求。权利要求书1页说明书7页附图1页CN1136047401.一种宽翼缘重型热轧H型钢的生产方法，其特征是，所述生产方法有铸坯加热和开坯轧制，具体为：异型坯坯料，在加热炉内的加热温度1200～1250，在炉时间35min～40min；所述开坯轧制：开轧温度1180～1210，终轧温度1000～1150，开坯轧制压缩比1.5；所述开坯轧制：坯料在箱型孔型中立轧；再进入过渡异型孔轧制；所述过渡异型孔为开口平轧的孔型；所述过渡异型孔包括翼缘孔、腹板孔和凹槽孔；所述翼缘孔包括第一翼缘孔和第二翼缘孔；所述腹板孔和凹槽孔均位于第一翼缘孔和第二翼缘孔之间；所述腹板孔包括第一腹板孔和第二腹板孔；所述凹槽孔的两头分别与第一腹板孔、第二腹板孔连接；所述第一腹板孔的一端与第一翼缘孔连接，第一腹板孔的另一端与凹槽孔一端连接；所述第二腹板孔的一端与所述第二翼缘孔连接，第二腹板孔的另一端与凹槽孔的另一端连所述宽翼缘重型热轧H型钢包括以下质量百分比成分：C：0.11～0.15％，Si：0.35～0.45％，Mn：1.30～1.60％，P：0.015％，S：0.015％，V：0.03～0.05％，Nb：0.030～0.050％，H：0.0002％，N：0.008％，Alt：0.010～0.015％，其余为Fe及微量残余元素。2.依据权利要求1所述的生产方法，其特征是，所述宽翼缘重型热轧H型钢翼缘宽度500mm，厚度80～140mm。3.依据权利要求1所述的生产方法，其特征是，所述生产方法有除鳞，除鳞时轧件工作速度为1.0～1.6m/s，除鳞水压15MPa。4.依据权利要求1所述的生产方法，其特征是，所述凹槽孔的总长度L值为1/2B～3/5B之间，所述B为宽翼缘重型热轧H型钢的翼缘宽度；所述凹槽孔的深度d为10～25mm之间。5.依据权利要求1所述的生产方法，其特征是，所述生产方法有万能轧制：采用X‑H轧制工艺，开轧温度960～1000，终轧温度810～870；万能轧制控温阶段总的压缩比3.0。6.依据权利要求1所述的生产方法，其特征是，所述生产方法有轧后冷却；轧后冷却选择空冷，或采用淬火自回火工艺。7.一种权利要求1‑6任一项所述生产方法生产的宽翼缘重型热轧H型钢的应用，其特征是，用于高层超高层建筑的基坑支护结构。CN113604740一种宽翼缘重型热轧H型钢及生产方法和应用技术领域[0001]本发明属于轧钢生产技术领域，具体涉及一种宽翼缘重型热轧H型钢及生产方法和应用，产品应用于高层超高层建筑的基坑支护结构中。背景技术[0002]目前随着大型建筑朝着高层、超高层方向发展，对基坑支护用热轧H型钢的承载力要求慢慢的升高，为了尽最大可能避免地面上整体的结构的破坏或者坍塌，确保了建筑结构的安全性，这就要求基坑支护用热轧H型钢的翼缘宽度也慢慢变得宽。[0003]而国内市场上没有翼缘宽度500mm的热轧H型钢，该类热轧H型钢普遍采用钢板焊接，然而钢板在焊接过程中的高温直接影响母材性能，进而影响基坑支护的整体稳定性，也给高层超高层建筑埋下潜在的风险。[0004]2018年8月21日公开的申请号为17，名称为“H型钢的制造方法和轧制装置”的专利文献，公开了一种热轧H型钢的制造方法和轧制装置，该专利中介绍了一种利用板坯进行劈分轧制获得热轧H型钢的方法，在制造H型钢粗轧工序中，利用顶端形状呈锐角的突起部在板坯等原材料的端面较深地形成切槽，使由此形成的凸缘部逐渐弯折，从而能够抑制被轧制材中的形状不良的产生，可高效且稳定地制造凸缘宽度比以往的凸缘宽度大的H型钢产品，并且利用同一辊分批制造凸缘宽度较大的H型钢产品中的凸缘宽度不同的H型钢。[0005]2020年3月7日公开的申请号44，名称为“H型钢的制造方法”，本发明涉及热轧H型钢及其生产方法。该专利中介绍了一种利用板坯进行劈分轧制获得热轧H型钢的方法，在进行所述粗轧工序的轧机刻设有用于造形被轧制件的多个孔型，该多个孔型包括：1个或多个切槽孔型，其形成有相对于被轧制件的宽度方向铅垂地形成切槽而在被轧制件端部形成分割部位的突起部；以及多个弯折孔型，其形成有抵接于所述切槽并依次弯折在所述切槽孔型处形成的分割部位的突起部，形成于所述切槽孔型中的最终的切槽孔型的突起部包括：顶端部，其呈具有预定的顶端角度的锥形状；以及根部，其位于该顶端部的根部，具有与该顶端部相比倾斜平缓的锥形状。[0006]2019年12月6日公开的公开号CN110546295A，名称为“轧制H型钢及制造方法”，本发明涉及一种轧制H型钢，该轧制H型钢的尺寸是高度为700～1000mm、凸缘宽度为200～400mm、凸缘厚度为22～40mm、腹板厚度为16mm以上，翼缘宽度、厚度均不能够满足高层超高层建筑的基坑支护结构要求。发明内容[0007]本发明的目的是提供一种宽翼缘重型热轧H型钢及生产方法，通过成分设计，生产的基本工艺优化，获得翼缘宽度500mm，翼缘厚度80～140mm的宽翼缘重型热轧H型钢。[0008]本发明领域目的是提供宽翼缘重型热轧H型钢的应用，应用于高层超高层建筑的基坑支护结构。CN113604740[0009]本发明具体技术方案如下： [0010] 一种宽翼缘重型热轧H型钢，包括以下质量百分比成分： [0011] .11～0.15％，Si：0 .35～0 .45％，Mn：1 .30～1 .60％，P：0 .015％，S： 0.015％，V：0.03～0.05％，Nb：0.030～0.050％，H：0.0002％，N：0.008％，Alt：0.010～ 0.015％，其余为Fe及微量残余元素。 [0012] Nb元素在钢中形成碳化物粒子，其在奥氏体晶界通过钉扎效应细化晶粒，在轧制 过程中，大量细小的NbC析出，利于铁素体形核，细化铁素体组织。V能形成碳、氮形成化合 物，能抑制轧制中再结晶，起到析出强化的作用。 [0013] 所述宽翼缘重型热轧H型钢，组织为珠光体+铁素体，晶粒度9.5级以上。 [0014] 所述宽翼缘重型热轧H型钢力学性能：屈服强度R eL 510～660MPa，屈强比R eL 47J。[0015] 所述宽翼缘重型热轧H型钢翼缘宽度500mm，厚度80～140mm。 [0016] 本发明提供的一种宽翼缘重型热轧H型钢的生产方法，包括铸坯加热，具体为： [0017] 异型坯坯料，在加热炉内的加热温度1200～1250，在炉时间35min～40min。 [0018] 所述生产方法还包括除鳞，除鳞时轧件工作速度为1 .6m/s，除鳞水压15MPa； [0019] 所述生产方法还包括开坯轧制：采用两辊可逆式开坯轧机对坯料进行粗轧，开轧 温度1180～1210，终轧温度1000～1150，开坯轧制压缩比1.5；此阶段轧制过程中，大 量细小的NbC析出，利于铁素体形核，细化铁素体组织。 [0020] 所述开坯轧制，坯料首先在箱型孔型中立轧两个道次，缩减坯料的高度，从而确保 其内宽能够在过渡异形孔中稳定咬入。 [0021] 所述过渡异型孔为开口平轧的孔型； [0022] 所述过渡异型孔包括翼缘孔、腹板孔和凹槽孔； [0023] 所述翼缘孔包括第一翼缘孔11和第二翼缘孔12；所述腹板孔和凹槽孔3均位于第 一翼缘孔11和第二翼缘孔12之间。 [0024] 所述腹板孔包括第一腹板孔21和第二腹板孔22；所述凹槽孔3的两头分别与第一 腹板孔21、第二腹板孔22连接。 [0025] 所述第一腹板孔21的一端与第一翼缘孔11连接，第一腹板孔21的另一端与凹槽孔 3一端连接；所述第二腹板孔22的一端与所述第二翼缘孔12连接，第二腹板孔22的另一端与 凹槽孔3的另一端连接。 [0026] 本发明所述凹槽孔3为腹板预留更多的金属，防止腹板在轧制过程中，因过多延伸 对翼缘根部的金属造成拉拽，避免了翼缘根部金属过多的流向腹板部位，使得万能轧制过 程中坯料翼缘沿宽度方向延伸的阻力减小，有利于翼缘高度的增加。凹槽孔3为腹板预留更 多的金属，在后续万能轧制过程中压平，不影响腹板尺寸均匀性。 [0027] 所述生产还包括万能轧制，所述万能轧制具体为：采用X‑H轧制工艺，开轧温度960 ～1000，终轧温度810～870；万能轧制控温阶段总的压缩比3.0；此阶段V能形成碳、 氮形成化合物形式析出，能抑制轧制中再结晶，起到析出强化的作用。 [0028] 所述生产方法还包括轧后冷却；轧后根据不同强度要求，可选择空冷，或采用淬火 自回火工艺，其中采用淬火自回火工艺时，其自回火温度应600； CN113604740 [0029]所述生产方法还包括矫直，成品经压力矫直机进行矫直，其压力矫直机的压力 7MN。 [0030] 本发明提供的一种宽翼缘重型热轧H型钢的应用，用于高层超高层建筑的基坑支 护结构。 [0031] 在采用异型坯轧制该类宽翼缘热轧H型钢过程中，在粗轧阶段腹板的压下量大，延 伸率大于翼缘，这就造成了腹板的金属对翼缘金属的拉应力，翼缘部位的金属流向腹板，从 使得翼缘负宽展，在精轧的过程中此现状越来越明显，使得最终的成品出现翼缘端部塌角， 宽度不达标等问题。 [0032] 本发明提供的一种宽翼缘重型热轧H型钢的生产方法，其生产的主要特征是：在粗 轧阶段通过孔型设计优化，预留了腹板的厚度，优化了翼缘与腹板的金属分布，为翼缘的宽 展提供更多的金属，进而获得翼缘宽度500mm，翼缘厚度80～140mm的宽翼缘重型热轧H型 钢。H型钢翼缘宽度更宽，翼缘厚度更厚，生产的基本工艺上更加困难，本发明在成分设计上采用Nb +V的微合金化设计，在生产的基本工艺上采用开坯轧制和万能轧制两段式控温模式，能够顺利稳 定生产屈服强度达到390MPa级的宽翼缘重型热轧H型钢，其翼缘宽度500mm，翼缘厚度80 ～140mm，进一步拓展热轧H型钢应用领域，填补了国内空白，形成差异化竞争优势，而且能