CN100513618C

CN100513618C - 一种耐候热轧宽钢带及其制造方法

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Publication number: CN100513618C
Application number: CNB2007101132313A
Authority: CN
Inventors: 董杰; 周平; 亓伟伟; 王学新; 孙正旭; 霍孝新; 宁伟; 杨旭; 胡滨; 陈爱娇
Original assignee: Laiwu Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Laiwu Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2009-07-15
Anticipated expiration: 2027-10-12
Also published as: CN101139687A

Abstract

本发明涉及一种耐候热轧宽钢带的制造方法。本发明钢带化学成分重量百分比为：C0.06-0.12%，Si 0.25-0.50%，Mn 0.30-0.50%，P 0.07-0.15%，S 0.015%以下，Cu 0.25-0.40%，Cr 0.30-1.2%，Ni 0.10-0.50%，余量为Fe和其他不可避免的杂质。本发明钢带采用转炉冶炼—板坯连铸—热连轧机组轧制进行制造，具有优良的耐腐蚀性能、焊接性能，力学性能均匀，可进行多种制品加工，同时具有使制品寿命长的效果。发明的耐候热轧宽钢带特别适用于集装箱制造，成本低，产业化容易。

Description

一种耐候热轧宽钢带及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种耐候钢及其制造方法，属低合金钢制造领域，具体涉及一种主要用于集装箱制造的耐候热轧宽钢带。

背景技术

耐候钢是一类耐大气腐蚀的钢种的通称，现有技术普遍采用向钢中添加大量Cu、P、Cr、Ni、Al等合金元素，有的还添加As、Ce、Co、Ti、V等元素。如中国专利文件CN1752260和CN1970818，这样虽然提高了钢的性能，但成本太高，而且工艺流程复杂，市场化存在较大的难度。

中国专利文件CN1664152公开了一种铁路车辆用的高度强耐腐蚀钢板(以下简称钢种一)及其制备方法(申请号200510012431.0)，该钢板的化学成分(重量百分数)为：C≤0.10、Si≤2.00、Mn≤2.00、P≤0.040、S≤0.030、Cr8.00-12.0、Ni0.2-0.5与Fe，并在700±10℃保温6-12小时退火、在空气中自然冷却的钢板。其制备方法是先铸成钢坯，在封闭加热炉中于1200±30℃，保温200分钟；到820±30℃时，轧制成钢板；冷却到650±30℃时，把钢板卷成钢卷；钢卷在700±10℃，保温6-12小时退火，退火后自然冷却。该铁路车辆用耐腐蚀钢板在不涂漆的情况下，年腐蚀量在0.05毫米以内，工艺性好。该发明成本非常高，市场推广存在一定难度。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种耐候热轧宽钢带及其制造方法，属于低合金耐候钢，该宽钢带特别适用于集装箱制造，成本低，产业化容易。

本发明的技术方案如下：

耐候热轧宽钢带，其中钢的化学成分重量百分比含量为：

C：0.06-0.12％、Si：0.25-0.50％、Mn：0.30-0.50％、P：0.07-0.15％、S：0.015％以下、Cu：0.25-0.40％、Cr：0.30-1.2％、Ni：0.10-0.50％，Alt：0.01-0.03％，其余为Fe和微量杂质。

本发明钢种成分的确定，同时兼顾热轧钢带的耐腐蚀性能、较高的强度要求、焊接性能要求，即对钢带耐腐蚀性贡献较大的元素P、Cu、Cr及强度贡献元素C、Si、Mn配比合理。基于钢带耐腐蚀性能的要求，将P、Cu、Cr控制在以下范围内P：0.07-0.15％、Cu：0.25-0.40％、Cr：0.30-1.2％；为满足焊接性能的要求，将碳含量控制在0.06-0.12％，S≤0.015％；综合考虑钢带的强度要求，将Si、Mn控制在以下范围内：Si：0.25-0.50％、Mn：0.30-0.50％；含铜钢的热轧过程易出现“铜脆”缺陷，因而钢中加入一定量的镍来改善含铜钢坯加热后的热加工性能，综合考虑镍在钢中的作用和生产成本，将镍含量控制在Ni：0.10-0.50％。

进一步优选的，钢的化学成分重量百分比含量为：C：0.06-0.10％，Si：0.35-0.45％，Mn：0.35-0.50％，P：0.08-0.10％，S≤0.010％，Cu：0.25-0.35％，Cr：0.30-0.50％，Ni：0.10-0.15％，Alt：0.01-0.03％，其余为Fe和微量杂质。

本发明耐候热轧宽钢带的制造方法，采用的生产工艺流程如下：

铁水预处理—顶底复吹转炉冶炼—LF钢包精炼—板坯连铸—1500宽带轧制。

本发明的耐候热轧宽钢带的制造方法，包括预脱硫铁水进入顶底复吹转炉冶炼、脱氧并合金化处理，冶炼后的钢水进行LF钢包精炼，精炼后的钢水在连铸机上进行全程保护浇注(板坯连铸)，连铸坯再进入1500宽带轧制，其特征在于，钢的化学成分重量百分比含量为：C0.06-0.12％，Si0.25-0.50％，Mn0.30-0.50％，P0.07-0.15％，S0.015％以下，Cu0.25-0.40％，Cr0.30-1.2％，Ni0.10-0.50％，Alt0.01-0.03％，其余为Fe和微量杂质。轧制采用四辊可逆轧机进行5道次初轧，精轧是六连轧机组；中间坯厚选取在26-29mm。轧制时采用大张力轧制，张力80-100KN，粗轧末道次温度1020℃-1080℃；精轧终轧温度870±20℃；卷取温度620±15℃。

进一步优选的，可考虑以下工艺条件进行操作：

1、铁水预处理

在铁水罐中采用喷吹钝化镁粒进行铁水预脱硫，铁水中硫控制在0.015％以下，温度不低于1250℃。

2、转炉冶炼

冶炼前将镍铜合金随废钢一起加入转炉。冶炼过程中控制合适的枪位和加料时机，造渣料于终点前3分钟加完。终点控制：C≤0.06％，S<0.015％。转炉出钢前首先在钢包底加入合成渣进行渣洗。采用硅钙钡、铝锰钛脱氧，用量均为1kg/t钢，在放钢四分之一时，加入硅钙钡、铝锰钛、硅锰、硅铁、磷铁、中碳铬铁，钢水出至四分之三时加完。

合成渣及用量按现有技术即可，一般为750-850kg/炉。

3、LF精炼

精炼采用白渣法操作。为了提高钢水洁净度，保证钢水有良好的浇铸性能，改善钢的质量，向钢水中喂入500-600m/炉硅钙线进行钙化处理，喂线后软吹氩搅拌、镇静时间12-20分钟。

4、板坯连铸

板坯连铸采用全程保护浇注，保护渣用集装箱板专用保护渣(河南西保冶金材料集团有限公司生产)。为保证连铸坯质量，减少裂纹，结晶器冷却和二次冷却均采用弱冷：结晶器进水温度比普碳钢高3-6℃，二冷比水量为0.8-1.0l/kg钢。

本钢种含有合金元素Cu，坯壳与结晶器铜板有一定的亲合力，容易发生粘连，导致粘结漏钢，且钢中的Cu会使铸坯表面产生裂纹，在拉速较高的情况下会造成裂纹性漏钢。钢中合金元素含量高，凝固过程钢坯收缩率大，在坯壳与结晶器内壁之间容易形成较大气隙，阻碍坯壳传热，坯壳变薄，也会造成漏钢。因而严格控制拉速比普碳钢低20％。

5、1500mm宽带轧制

本钢种Cu含量较高，因此在还原性或中性氛围加热，减少加热时间防止过度氧化，避免钢在轧制时发生边裂；加热时加快升温速度，提高加热温度，缩短钢坯高温(1100℃右)在炉时间。另外应适当降低均热温度。生产过程中，在热装热送条件下，板坯的出炉温度为：1160℃-1210℃，加热时间80-90min。

由于本钢种材质较硬，而且所轧制规格较薄，轧制过程中精轧机组轧制力及轧制电流较大，轧制时容易发生事故，因此适当减小中间坯厚度。根据成材规格不同，中间坯厚一般选取在26-29mm。轧制时采用大张力轧制，张力采用设计上限值80-100KN，比同规格普碳钢系列相比约高20KN。

本发明的耐候热轧宽钢带特别适用于集装箱制造，成本低，产业化容易。

有益效果

本发明与现有技术相比：本发明对钢中各元素规定了比较精确的控制范围，在降低昂贵合金元素含量、炼钢生产合金成本的情况下，钢带的耐腐蚀性能不降低，生产过程、化学成分容易稳定控制。本项发明由钢带耐大气腐蚀效果良好，焊接性能优良、强度较高、成型性好，符合要求集装箱制造用户的要求。

该钢成分控制：C0.10％，Si0.42％，Mn0.39％，P0.086％，S0.003％，Cu0.273％，Cr0.337％，Ni0.103％，Alt0.021％；钢带力学性能：屈服强度425MPa，抗拉强度540MPa，延伸率32.5％。应用DW—UD—3型浸渍干湿复合循环试验装置，采用浸渍-湿润-干燥三个过程循环往复来模拟大气腐蚀过程，每15分钟一个循环，浸渍液采用0.01mol/L NaHSO₃+0.005mol/LNaCl水溶液，以模拟工业城市大气腐蚀，连续试验120小时。按GB/T16545-1996规定的方法，计算腐蚀速率为：1.8克/米²·小时，相当于同条生产线生产的普碳钢的54.8％。而与现有同类钢种对比，仅Cu、Cr、Ni三个合金项就可降低成本600-2300元/t钢。

具体实施方式

实施例1：耐候热轧宽钢带及其制造方法

1、钢的化学成分按重量百分比如下：

C：0.08％，Si：0.38％，Mn：0.38％，P：0.086％，S：0.005％，Cu：0.263％，Cr：0.349％，Ni：0.125％，Alt：0.021％，其余为Fe和不可避免的杂质。

2、耐候热轧宽钢带的制造方法

(1)生产工艺流程

铁水预处理—顶底复吹转炉冶炼—LF钢包精炼—板坯连铸—1500宽带轧制

(2)以6.0mm厚钢带为例，铸坯厚度为160mm，属中薄板坯。步骤如下：

铁水预处理铁水硫控制在0.010％以下，温度不低于1250℃，脱硫完毕扒净铁水表面的渣。转炉冶炼终点控制：C：0.04％，S：0.010％。LF精炼白渣操作。每炉钢水喂入500mSi-Ca线进行钙化处理，软吹氩12-14分钟。板坯连铸全程保护浇注，保护渣采用河南西保冶金材料集团有限公司生产的低熔点、低粘度集装箱板专用保护渣。结晶器冷却水量不变，进水温度提高至30-33℃；二冷采用弱冷，比水量取0.9l/kg。控制各个断面拉速比普碳钢低20％。本钢种Cu含量较高，因此在中性氛围内加热，加热时加快升温速度，提高加热温度，缩短钢坯高温在炉时间。较普碳钢适当降低均热温度至1240℃。生产过程中，在热装热送条件下，板坯的出炉温度为：1200℃，热装条件下加热时间80min。

由于本钢种材质较硬，而且所轧制规格较薄，轧制过程中精轧机组轧制力及轧制电流较大，轧制时容易发生事故，因此较普碳钢适当减小了中间坯厚度，中间坯厚度27mm。1500宽带轧制，轧制时采用大张力轧制，张力采用95KN，比同规格普碳钢系列相比约高20KN。粗轧末道次温度：1025℃；精轧终轧温度：880℃；钢带出精轧机组后立即以密集方式进行水冷，前段加速冷却，后段控制卷取温度，卷取温度：620℃。

实施例2：耐候热轧宽钢带及其制造方法

1、钢的化学成分按重量百分比如下：

C：0.07％，Si：0.35％，Mn：0.38％，P：0.089％，S：0.006％，Cu：0.281％，Cr：0.375％，Ni：0.133％，Alt：0.015％，其余为Fe和不可避免的杂质。

2、耐候热轧宽钢带的制造方法，生产工艺流程同实施例1。

以3.8mm厚钢带为例，铸坯厚度为160mm，属中薄板坯。步骤如下：

铁水预处理铁水硫控制在0.010％以下，温度不低于1250℃，脱硫完毕扒净铁水表面的渣。转炉冶炼终点控制：C：0.04％，S：0.010％。LF精炼白渣操作。每炉钢水喂入500mSi-Ca线进行钙化处理，软吹氩14分钟。板坯连铸全程保护浇注，保护渣采用河南西保冶金材料集团有限公司生产的低熔点、低粘度集装箱板专用保护渣。结晶器冷却水量不变，进水温度提高至30-33℃；二冷采用弱冷，比水量取0.9l/kg。控制各个断面拉速比普碳钢低20％。本钢种Cu含量较高，因此在中性氛围内加热，加热时加快升温速度，提高加热温度，缩短钢坯高温在炉时间。较普碳钢适当降低均热温度至1240℃。生产过程中，在热装热送条件下，板坯的出炉温度为：1200℃，热装条件下加热时间80min，冷装条件下加热时间90min。

由于本钢种材质较硬，而且所轧制规格较薄，轧制过程中精轧机组轧制力及轧制电流较大，轧制时容易发生事故，因此较普碳钢适当减小了中间坯厚度，中间坯厚度26mm。1500宽带轧制，轧制时采用大张力轧制，张力采用100KN，比同规格普碳钢系列相比约高20KN。粗轧末道次温度：1020℃；精轧终轧温度：870℃；钢带出精轧机组后立即以密集方式进行水冷，前段加速冷却，后段控制卷取温度，卷取温度：620℃。

实施例3：

1、钢的化学成分按重量百分比如下：

C：0.08％，Si：0.37％，Mn：0.4％，P：0.094％，S：0.008％，Cu：0.307％，Cr：0.338％，Ni：0.126％，Alt：0.015％，其余为Fe和不可避免的杂质。

制造方法同实施例1。

有关宽钢带的性能数据列于表1中，有关测试方法采用国际通用标准：

表1

钢带	厚度mm	屈服强度MPa	抗拉强度MPa	延伸率％	弯曲	模拟大气腐蚀试验腐蚀速率，g/m<sup>2</sup>·h
钢带	厚度mm	屈服强度MPa	抗拉强度MPa	延伸率％	弯曲	模拟大气腐蚀试验腐蚀速率，g/m<sup>2</sup>·h	实施例1	6.0	425	540	32.5	d＝a合格	1.8
实施例2	3.8	408	510	40.5	d＝a合格	-	实施例1	6.0	425	540	32.5	d＝a合格	1.8
实施例2	3.8	408	510	40.5	d＝a合格	-	实施例3	6.0	399	517	38	d＝a合格	1.82

Claims

1、一种耐候热轧宽钢带的制造方法，包括预脱硫铁水进入顶底复吹转炉冶炼、脱氧并合金化处理，冶炼后的钢水进行LF钢包精炼，精炼后的钢水在连铸机上进行全程保护浇注，连铸坯再进入1500mm宽带轧制，其特征在于，钢的化学成分重量百分比含量为：C0.06-0.12％，Si 0.25-0.50％，Mn 0.30-0.50％，P 0.07-0.15％，S 0.015％以下，Cu 0.25-0.40％，Cr 0.30-1.2％，Ni 0.10-0.50％，Alt：0.01-0.03％，其余为Fe和微量杂质；轧制采用四辊可逆轧机进行5道次初轧，精轧是六连轧机组；中间坯厚选取在26-29mm；轧制时张力80-100KN，粗轧末道次温度1020℃-1080℃；精轧终轧温度870±20℃；卷取温度620±15℃。

2、如权利要求1所述的耐候热轧宽钢带的制造方法，其特征在于铁水预脱硫是在铁水罐中采用喷吹钝化镁粒进行，铁水中硫控制在0.015％以下，温度不低于1250℃。

3、如权利要求1所述的耐候热轧宽钢带的制造方法，其特征在于转炉冶炼前将镍铜合金随废钢一起加入转炉，造渣料于终点前3分钟加完，终点控制：C≤0.06％，S<0.015％。转炉出钢前首先在钢包底加入合成渣进行渣洗，采用硅钙钡、铝锰钛脱氧，用量均为1kg/t钢，在放钢四分之一时，加入硅钙钡、铝锰钛、硅锰、硅铁、磷铁、中碳铬铁，钢水出至四分之三时加完。

4、如权利要求1所述的耐候热轧宽钢带的制造方法，其特征在于LF钢包精炼采用白渣法操作，向钢水中喂入500-600m/炉硅钙线进行钙化处理，喂线后软吹氩搅拌、镇静时间12-20分钟。

5、如权利要求1所述的耐候热轧宽钢带的制造方法，其特征在于板坯连铸全程保护浇注，结晶器冷却和二次冷却均采用弱冷，结晶器进水温度比普碳钢高3-6℃，二冷比水量采取0.8-1.01/kg钢，控制拉速比普碳钢低20％。

6、如权利要求1所述的耐候热轧宽钢带的制造方法，其特征在于1500mm宽带轧制在热装热送条件下，板坯的出炉温度为：1160℃-1210℃，加热时间80-90min。