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CN114293099A - 一种高韧性耐候型钢及其生产工艺方法 - Google Patents

一种高韧性耐候型钢及其生产工艺方法 Download PDF

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CN114293099A
CN114293099A CN202111462710.2A CN202111462710A CN114293099A CN 114293099 A CN114293099 A CN 114293099A CN 202111462710 A CN202111462710 A CN 202111462710A CN 114293099 A CN114293099 A CN 114293099A
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China
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CN202111462710.2A
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王长生
张忠峰
肖立军
姚建伟
陈亚倩
周志军
马长亮
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Shandong Shiheng Special Steel Group Co Ltd
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Shandong Shiheng Special Steel Group Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种高韧性耐候型钢的生产工艺方法,步骤如下:转炉控制:铁水硫含量不超过0.035%,磷含量不超过0.130%;LF精炼炉冶炼;连铸拉速波动小于±0.03m/min:钢坯组批时按照单炉单批,不允许热送,加二段、均热段加热温度1180℃~1220℃,开高压水除鳞,入精轧待轧时间30~90秒。采用本生产方法,结合冶炼过程和成分的控制,钢在入精轧前待轧30~90秒,提高了耐候钢对环境的适应能力,通过时效试验与时效分析,拉伸性能、冲击功、断后伸长率等指标随气候变化、时间推移,其变化量小,性能稳定,耐腐蚀性强。

Description

一种高韧性耐候型钢及其生产工艺方法
技术领域
本发明涉及角钢设备技术领域,更具体地说,特别涉及一种高韧性耐候型钢及其生产工艺方法。
背景技术
高耐侯性能结构钢是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列,耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成,具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性;耐候性为普碳钢的2~8倍,涂装性为普碳钢的1.5~10倍。同时,它具有耐锈,使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗,省工节能等特点。耐候钢主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架、光伏、高速工程等长期暴露在大气中使用的钢结构。用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。
耐候钢是新一代先进钢铁材料,耐候钢及其防腐蚀的研发和升级,具有重要现实意义,同时也有利于促进钢铁行业产品结构的升级。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高韧性耐候型钢及其生产工艺方法。
为了达到上述目的,本发明采用的技术方案如下:一种高韧性耐候型钢,其成分质量百分比如下:C:0.06%~0.10%,Si:0.30%~0.50%,Mn:0.70%~1.10%,S≤0.010%,P≤0.015%,Cr:0.45%~0.65%,Ni:0.50%~0.65%,Cu:0.35%~0.55%,V:0.080%~0.120%;Alt:>0.020;其余为Fe及不可避免的杂质的钢坯。
高韧性耐候型钢的生产工艺方法,包括以下步骤:
S1、转炉控制:铁水硫含量不超过0.035%,磷含量不超过0.130%,转炉出钢使用挡渣锥挡渣,转炉出钢回磷量控制在0.003%以内,转炉底吹、钢包底吹使用氩气;
S2、LF精炼炉冶炼:精炼过程硅铁粉、铝粒脱氧,使用少量碳化硅确保埋弧效果,保持白渣精炼,精炼过程使用硅铁、金属锰、低碳铬铁材料对成分进行微调,化学成分、温度合适后出钢;
S3、连铸控制:连铸拉速波动小于±0.03m/min,中间包使用塞棒包,并采取全保护浇注措施;
S4、轧机控制:钢坯组批时按照单炉单批,不允许热送,加二段、均热段加热温度1180℃~1220℃,开高压水除鳞,入精轧待轧时间30~90秒。
优选地,所述步骤S1中转炉终点控制:[C]≤0.05%、[P]≤0.006%、T≤1660℃。
优选地,所述步骤S1中精炼出钢后进行软吹氩,严禁钢水裸露,保证软吹氩时间不小于15min。
优选地,所述步骤S2中白渣精炼保持在15min以上。
优选地,所述步骤S3中连铸使用微碳钢保护渣,中包使用Al-Ca质覆盖剂。
优选地,所述步骤S1中转炉出钢后先使用钢芯铝脱氧,之后按照程序对出钢进行合金化。
与现有技术相比,本发明的优点在于:
采用本生产方法,结合冶炼过程和成分的控制,钢在入精轧前待轧30~90秒,提高了耐候钢对环境的适应能力,通过时效试验与时效分析,拉伸性能、冲击功、断后伸长率等指标随气候变化、时间推移,其变化量小,性能稳定,耐腐蚀性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明试样测试图表。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例一
本发明提供了一种高韧性耐候角钢及其生产工艺方法,其解决技术问题的技术方案是:
转炉控制:铁水硫含量不能超过0.035%,磷含量不能超过0.130%。入炉钢铁料严格执行精料方针,转炉出钢使用挡渣锥挡渣,转炉出钢回磷量控制在0.003%以内,转炉底吹、钢包底吹使用氩气,转炉终点控制:[C]≤0.05%、[P]≤0.006%、T≤1660℃。出钢后先使用钢芯铝等脱氧,之后按照特定程序进行合金化;
LF精炼炉冶炼:精炼过程硅铁粉、铝粒脱氧,使用少量碳化硅确保埋弧效果,保持白渣精炼15min以上,精炼过程使用硅铁、金属锰、低碳铬铁等材料对成分进行微调。精炼出钢后进行软吹氩,严禁钢水裸露,保证软吹氩时间不小于15min;
连铸机控制:连铸拉速波动小于0.02m/min,中间包使用塞棒包,并采取全保护浇注措施。连铸使用微碳钢保护渣,中包使用Al-Ca质覆盖剂。
轧机控制:钢坯组批时按照单炉单批,不允许热送。加二段、均热段加热温度1180℃,开高压水除鳞,入精轧待轧时间40秒(现场根据终轧温度变化临时调整),K1成品出口记录相应温度,精整区域单独收集、标识、打捆及存放。
经以上步骤得到的高韧性耐候型钢的化学成分为:C:0.07%,Si:0.35%,Mn:0.74%,S:0.009%,P:0.0:12%,Cr:0.50%,Ni:0.56%,Cu:0.39%,V:0.105%;Alt:0.025;其余为Fe及不可避免的杂质的钢坯。
其力学性能为:屈服强度468MPa,抗拉强度570MPa,断后伸长率24.0%,冲击功198J、205J、213J,相对腐蚀速率,钢种Q345B:49%,钢种09CuPCrNi:90%。
实施例二
本发明提供了一种高韧性耐候角钢及其生产工艺方法,其解决技术问题的技术方案是:
转炉控制:铁水硫含量不能超过0.035%,磷含量不能超过0.130%。入炉钢铁料严格执行精料方针,转炉出钢使用挡渣锥挡渣,转炉出钢回磷量控制在0.003%以内,转炉底吹、钢包底吹使用氩气,转炉终点控制:[C]≤0.05%、[P]≤0.006%、T≤1660℃。出钢后先使用钢芯铝等脱氧,之后按照特定程序进行合金化;
LF精炼炉冶炼:精炼过程硅铁粉、铝粒脱氧,使用少量碳化硅确保埋弧效果,保持白渣精炼15min以上,精炼过程使用硅铁、金属锰、低碳铬铁等材料对成分进行微调。精炼出钢后进行软吹氩,严禁钢水裸露,保证软吹氩时间不小于15min;
连铸机控制:连铸拉速波动小于0.03m/min,中间包使用塞棒包,并采取全保护浇注措施。连铸使用微碳钢保护渣,中包使用Al-Ca质覆盖剂。
轧机控制:钢坯组批时按照单炉单批,不允许热送。加二段、均热段加热温度1200℃,开高压水除鳞,入精轧待轧时间60秒(现场根据终轧温度变化临时调整),K1成品出口记录相应温度,精整区域单独收集、标识、打捆及存放。
经以上步骤得到的高韧性耐候型钢的化学成分为:C:0.08%,Si:0.36%,Mn:0.77%,S:0.007%,P:0.011%,Cr:0.52%,Ni:0.58%,Cu:0.45%,V:0.103%;Alt:0.026;其余为Fe及不可避免的杂质的钢坯。
其力学性能为:屈服强度485MPa,抗拉强度590MPa,断后伸长率24.0%,冲击功216J、186J、203J,相对腐蚀速率,钢种Q345B:48%,钢种09CuPCrNi:88%。
实施例三
本发明提供了一种高韧性耐候角钢及其生产工艺方法,其解决技术问题的技术方案是:
转炉控制:铁水硫含量不能超过0.035%,磷含量不能超过0.130%。入炉钢铁料严格执行精料方针,转炉出钢使用挡渣锥挡渣,转炉出钢回磷量控制在0.003%以内,转炉底吹、钢包底吹使用氩气,转炉终点控制:[C]≤0.05%、[P]≤0.006%、T≤1660℃。出钢后先使用钢芯铝等脱氧,之后按照特定程序进行合金化;
LF精炼炉冶炼:精炼过程硅铁粉、铝粒脱氧,使用少量碳化硅确保埋弧效果,保持白渣精炼15min以上,精炼过程使用硅铁、金属锰、低碳铬铁等材料对成分进行微调。精炼出钢后进行软吹氩,严禁钢水裸露,保证软吹氩时间不小于15min;
连铸机控制:连铸拉速波动小于0.02m/min,中间包使用塞棒包,并采取全保护浇注措施。连铸使用微碳钢保护渣,中包使用Al-Ca质覆盖剂。
轧机控制:钢坯组批时按照单炉单批,不允许热送。加二段、均热段加热温度1220℃,开高压水除鳞,入精轧待轧时间90秒(现场根据终轧温度变化临时调整),K1成品出口记录相应温度,精整区域单独收集、标识、打捆及存放。
经以上步骤得到的高韧性耐候型钢的化学成分为:C:0.08%,Si:0.37%,Mn:0.83%,S:0.009%,P:0.011%,Cr:0.52%,Ni:0.57%,Cu:0.46%,V:0.106%;Alt:0.030;其余为Fe及不可避免的杂质的钢坯。
其力学性能为:屈服强度475MPa,抗拉强度580MPa,断后伸长率24.0%,冲击功206J、181J、209J,相对腐蚀速率,钢种Q345B:48%,钢种09CuPCrNi:89%。
以下为在室温下25℃测试数据:
室温(25℃)检测项目 单位 实施例一 实施例二 实施例三
屈服强度 MPa 468 485 475
抗拉强度 MPa 570 590 580
断后伸长率 % 24 24 24.0
冲击功(-20℃) J 198/205/213 216/186/203 206/181/209
相对腐蚀速率 % 49/90 48/88 48/89
虽然结合附图描述了本发明的实施方式,但是专利所有者可以在所附权利要求的范围之内做出各种变形或修改,只要不超过本发明的权利要求所描述的保护范围,都应当在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高韧性耐候型钢,其特征在于,其成分质量百分比如下:C:0.06%~0.10%,Si:0.30%~0.50%,Mn:0.70%~1.10%,S≤0.010%,P≤0.015%,Cr:0.45%~0.65%,Ni:0.50%~0.65%,Cu:0.35%~0.55%,V:0.080%~0.120%;Alt:>0.020;其余为Fe及不可避免的杂质的钢坯。
2.根据权利要求1所述的高韧性耐候型钢的生产工艺方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、转炉控制:铁水硫含量不超过0.035%,磷含量不超过0.130%,转炉出钢使用挡渣锥挡渣,转炉出钢回磷量控制在0.003%以内,转炉底吹、钢包底吹使用氩气;
S2、LF精炼炉冶炼:精炼过程硅铁粉、铝粒脱氧,使用少量碳化硅确保埋弧效果,保持白渣精炼,精炼过程使用硅铁、金属锰、低碳铬铁材料对成分进行微调,化学成分、温度合适后出钢;
S3、连铸控制:连铸拉速波动小于±0.03m/min,中间包使用塞棒包,并采取全保护浇注措施;
S4、轧机控制:钢坯组批时按照单炉单批,不允许热送,加二段、均热段加热温度1180℃~1220℃,开高压水除鳞,入精轧待轧时间30~90秒。
3.根据权利要求2所述的一种高韧性耐候型钢的生产工艺方法,其特征在于:所述步骤S1中转炉终点控制:[C]≤0.05%、[P]≤0.006%、T≤1660℃。
4.根据权利要求3所述的一种高韧性耐候型钢的生产工艺方法,其特征在于:所述步骤S1中精炼出钢后进行软吹氩,严禁钢水裸露,保证软吹氩时间不小于15min。
5.根据权利要求2所述的一种高韧性耐候型钢的生产工艺方法,其特征在于:所述步骤S2中白渣精炼保持在15min以上。
6.根据权利要求2所述的一种高韧性耐候型钢的生产工艺方法,其特征在于:所述步骤S3中连铸使用微碳钢保护渣,中包使用Al-Ca质覆盖剂。
7.根据权利要求4所述的一种高韧性耐候型钢的生产工艺方法,其特征在于:所述步骤S1中转炉出钢后先使用钢芯铝脱氧,之后按照程序对出钢进行合金化。
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