CN107557652A - 一种电力塔用钢材的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电力塔用钢材的加工工艺，本发明生产工艺采用优质铁水，以VN微合金化方式生产，降低微合金化成本；钢中加入Ti，提高奥氏体再结晶温度，减少珠光体数量，细化晶粒；并对大包钢水进行喂Ca线，既能改善钢水流动性，解决连铸时水口的结瘤问题，又能保证钢水夹杂物变性、减少钢中氧含量、细化铸坯晶粒，从而保证钢材的冲击性能。工艺中增加了热镀锌步骤，使得钢材耐腐蚀性提高；工艺中设置的离型膜其粘结度高，有利于提高钢材的0℃冲击韧性，和防油防潮性能，同时对钢材耐腐蚀性实现二次提升。

Description

一种电力塔用钢材的加工工艺

技术领域

本发明涉及炼钢钢工艺技术领域，具体涉及一种电力塔用钢材的加工工艺。

背景技术

近年来，随着国民经济的快速增长，电力行业发展迅速，推动了输电线路铁塔行业的快速发展。随着电网运行的安全要求加大，对电力塔用钢材的要求也越来越高。现有的电力塔用钢材的加工工艺，存在连铸时水口结瘤的问题。生产的钢材力学性能较差，且钢材的耐腐蚀性、和防潮性能一般，无法适应冰雨灾害等复杂环境，影响电力塔整体的安全性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电力塔用钢材的加工工艺。

为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种电力塔用钢材的加工工艺，包括以下步骤：

1)向转炉内加入优质铁水进行冶炼，然后进行氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作；

2)冶炼结束后进行出钢，出钢时钢渣混出，将钢水彻底出净，钢水进入钢包后扒除氧化渣；

3)扒渣后重新造渣，然后喷吹铝粉脱氧，在喷吹铝粉后，在出钢完成1/3时开始加入VN合金，并不断搅拌；

4)在脱氧和合金化后加入钛铁处理,通入氮气，并不断搅拌；

5)在喷吹铝粉后喷吹铝酸钙粉进行反向渣洗，并采取LF炉，以每小时50℃的速度升温；

6)通过喂丝机向钢包内喂入用铁皮包裹的脱氧、脱硫及微调成分的粉剂；

7)将步骤6）所得钢水依次进行连铸和轧制，制得成型钢材备用；

8)将步骤7）所得成型钢材放入到脱脂液中进行浸渍脱脂，所述脱脂的温度为45℃，所述浸渍脱脂的时间为15min；

9)将脱脂后的成型钢材放入的含量为17%的硫酸溶液中进行酸洗，将酸洗后的成型钢材进行超声波清洗，并将成型钢材放入净水中漂洗干净；

10)将成型钢材放入退火炉中，去除成型钢材表面的水分，并使成型钢材预热升温至125-177℃；

11)在H2和N2的保护下，将成型钢材加热到700-780℃，并保持温度35s，使成型钢材表面活化，调整成型钢材组织，消除组织缺陷，在H2和N2的保护下，将成型钢材冷却到450℃，备用；

12)将冷却后的成型钢材浸入锌浴中，使成型钢材与熔融锌反应生成一合金化的皮膜，锌液温度为420℃，浸锌时间5min；

13)将镀锌好的成型钢材放入钝化液中钝化，钝化的pH为2.5-2.7，钝化温度为50-70℃，钝化时间2-4min；

14)将成型钢材放入水温为20-40℃的净水中，冷却，并捞出冷却至室温，并对成型钢材进行检验，完成；

15)取聚酯树脂、聚乙烯和聚丙烯的混合液投入熔炉内，并通过高温熔融制得离型膜胶液，然后将离型膜胶液通过吹膜机制得离型膜，备用；

16)将步骤15）中制得的离型膜覆盖在步骤14）中制得的冷却后的成型钢材表面上，然后通过热压机在加热至65-85℃后，将离型膜与成型钢材在15MPa的压力下挤压贴合，使得成型钢材的两表面平整，即得。

进一步的，聚酯树脂、聚乙烯和聚丙烯的混合比例为0.8:1:1。

进一步的，步骤6）中进行喂Ca线时，吨钢喂入直径13mm的Ca线1.5m，喂Ca 线时全程底吹氩气，并保证喂线后底吹时间大于10分钟。

进一步的，所述步骤12）镀锌前在锌锅中加入0.01-0.03%的纯铝。

本发明的有益效果是：本发明生产工艺采用优质铁水，以VN微合金化方式生产，降低微合金化成本；钢中加入Ti，提高奥氏体再结晶温度，减少珠光体数量，细化晶粒；并对大包钢水进行喂Ca线，既能改善钢水流动性，解决连铸时水口的结瘤问题，又能保证钢水夹杂物变性、减少钢中氧含量、细化铸坯晶粒，从而保证钢材的冲击性能。工艺中增加了热镀锌步骤，使得钢材耐腐蚀性提高；工艺中设置的离型膜其粘结度高，有利于提高钢材的0℃冲击韧性，和防油防潮性能，同时对钢材耐腐蚀性实现二次提升。

具体实施方式

实施例1：

一种电力塔用钢材的加工工艺，包括以下步骤：

1)向转炉内加入优质铁水进行冶炼，然后进行氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作；生成有足够流动性和碱度的熔渣，能够向金属液面中传递足够的氧，以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下，并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小钢水成分、温度；

2)冶炼结束后进行出钢，出钢时钢渣混出，将钢水彻底出净，钢水进入钢包后扒除氧化渣；钢液的温度和成分达到所炼钢种的规定要求时将钢水放出的操作。出钢时要注意防止熔渣流入钢包。用于调整钢水温度、成分和脱氧用的添加剂在出钢过程中加入钢包或出钢流中也叫脱氧合金化；

3)扒渣后重新造渣，然后喷吹铝粉脱氧，在喷吹铝粉后，脱氧工艺可大大降低脱氧剂消耗。需要合金化时，在喷吹铝粉后，在出钢1/3时开始加入VN合金，不断搅拌，并在后续工序中吹氮气；这样可显著提高合金的收得率，因此，该工艺可极大的降低生产成本，为了快速去除铝等脱氧产物

4)在脱氧和合金化后加入钛铁处理,通入氮气，并不断搅拌；

5)在喷吹铝粉后喷吹铝酸钙粉进行反向渣洗，并采取LF炉，以每小时50℃的速度升温；无需造渣精炼，因此，大大节省冶炼时间，减少原材料消耗；

6)通过喂丝机向钢包内喂入用铁皮包裹的脱氧、脱硫及微调成分的粉剂；如Ca-Si粉、或直接喂入铝线、碳线等对钢水进行深脱硫、钙处理以及微调钢中碳和铝等成分的方法。它还具有清洁钢水、改善非金属夹杂物形态的功能；

7)将步骤6）所得钢水依次进行连铸和轧制，制得成型钢材备用；

8)将步骤7）所得成型钢材放入到脱脂液中进行浸渍脱脂，所述脱脂的温度为45℃，所述浸渍脱脂的时间为15min；

9)将脱脂后的成型钢材放入的含量为17%的硫酸溶液中进行酸洗，将酸洗后的成型钢材进行超声波清洗，并将成型钢材放入净水中漂洗干净；

10)将成型钢材放入退火炉中，去除成型钢材表面的水分，并使成型钢材预热升温至125℃；

11)在H2和N2的保护下，将成型钢材加热到700℃，并保持温度35s，使成型钢材表面活化，调整成型钢材组织，消除组织缺陷，在H2和N2的保护下，将成型钢材冷却到450℃，备用；

12)将冷却后的成型钢材浸入锌浴中，使成型钢材与熔融锌反应生成一合金化的皮膜，锌液温度为420℃，浸锌时间5min；

13)将镀锌好的成型钢材放入钝化液中钝化，钝化的pH为2.5，钝化温度为50℃，钝化时间2min；

14)将成型钢材放入水温为20的净水中，冷却，并捞出冷却至室温，并对成型钢材进行检验，完成；

15)取聚酯树脂、聚乙烯和聚丙烯的混合液投入熔炉内，并通过高温熔融制得离型膜胶液，然后将离型膜胶液通过吹膜机制得离型膜，备用；

16)将步骤15）中制得的离型膜覆盖在步骤14）中制得的冷却后的成型钢材表面上，然后通过热压机在加热至65℃后，将离型膜与成型钢材在15MPa的压力下挤压贴合，使得成型钢材的两表面平整，即得。

进一步的，聚酯树脂、聚乙烯和聚丙烯的混合比例为0.8:1:1。

进一步的，步骤6）中进行喂Ca线时，吨钢喂入直径13mm的Ca线1.5m，喂Ca 线时全程底吹氩气，并保证喂线后底吹时间大于10分钟。

进一步的，所述步骤12）镀锌前在锌锅中加入0.01%的纯铝。

实施例2：

一种电力塔用钢材的加工工艺，包括以下步骤：

1)向转炉内加入优质铁水进行冶炼，然后进行氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作；生成有足够流动性和碱度的熔渣，能够向金属液面中传递足够的氧，以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下，并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小钢水成分、温度；

2)冶炼结束后进行出钢，出钢时钢渣混出，将钢水彻底出净，钢水进入钢包后扒除氧化渣；钢液的温度和成分达到所炼钢种的规定要求时将钢水放出的操作。出钢时要注意防止熔渣流入钢包。用于调整钢水温度、成分和脱氧用的添加剂在出钢过程中加入钢包或出钢流中也叫脱氧合金化；

3)扒渣后重新造渣，然后喷吹铝粉脱氧，在喷吹铝粉后，脱氧工艺可大大降低脱氧剂消耗。需要合金化时，在喷吹铝粉后，在出钢1/3时开始加入VN合金，不断搅拌，并在后续工序中吹氮气；这样可显著提高合金的收得率，因此，该工艺可极大的降低生产成本，为了快速去除铝等脱氧产物

4)在脱氧和合金化后加入钛铁处理,通入氮气，并不断搅拌；

5)在喷吹铝粉后喷吹铝酸钙粉进行反向渣洗，并采取LF炉，以每小时50℃的速度升温；无需造渣精炼，因此，大大节省冶炼时间，减少原材料消耗；

6)通过喂丝机向钢包内喂入用铁皮包裹的脱氧、脱硫及微调成分的粉剂；如Ca-Si粉、或直接喂入铝线、碳线等对钢水进行深脱硫、钙处理以及微调钢中碳和铝等成分的方法。它还具有清洁钢水、改善非金属夹杂物形态的功能；

7)将步骤6）所得钢水依次进行连铸和轧制，制得成型钢材备用；

8)将步骤7）所得成型钢材放入到脱脂液中进行浸渍脱脂，所述脱脂的温度为45℃，所述浸渍脱脂的时间为15min；

9)将脱脂后的成型钢材放入的含量为17%的硫酸溶液中进行酸洗，将酸洗后的成型钢材进行超声波清洗，并将成型钢材放入净水中漂洗干净；

10)将成型钢材放入退火炉中，去除成型钢材表面的水分，并使成型钢材预热升温至177℃；

11)在H2和N2的保护下，将成型钢材加热到780℃，并保持温度35s，使成型钢材表面活化，调整成型钢材组织，消除组织缺陷，在H2和N2的保护下，将成型钢材冷却到450℃，备用；

12)将冷却后的成型钢材浸入锌浴中，使成型钢材与熔融锌反应生成一合金化的皮膜，锌液温度为420℃，浸锌时间5min；

13)将镀锌好的成型钢材放入钝化液中钝化，钝化的pH为2.7，钝化温度为70℃，钝化时间4min；

14)将成型钢材放入水温为40℃的净水中，冷却，并捞出冷却至室温，并对成型钢材进行检验，完成；

15)取聚酯树脂、聚乙烯和聚丙烯的混合液投入熔炉内，并通过高温熔融制得离型膜胶液，然后将离型膜胶液通过吹膜机制得离型膜，备用；

16)将步骤15）中制得的离型膜覆盖在步骤14）中制得的冷却后的成型钢材表面上，然后通过热压机在加热至85℃后，将离型膜与成型钢材在15MPa的压力下挤压贴合，使得成型钢材的两表面平整，即得。

进一步的，聚酯树脂、聚乙烯和聚丙烯的混合比例为0.8:1:1。

进一步的，步骤6）中进行喂Ca线时，吨钢喂入直径13mm的Ca线1.5m，喂Ca 线时全程底吹氩气，并保证喂线后底吹时间大于10分钟。

进一步的，所述步骤12）镀锌前在锌锅中加入0.03%的纯铝。

实施例3：

一种电力塔用钢材的加工工艺，包括以下步骤：

1)向转炉内加入优质铁水进行冶炼，然后进行氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作；生成有足够流动性和碱度的熔渣，能够向金属液面中传递足够的氧，以便把硫、磷降到计划钢种的上限以下，并使吹氧时喷溅和溢渣的量减至最小钢水成分、温度；

2)冶炼结束后进行出钢，出钢时钢渣混出，将钢水彻底出净，钢水进入钢包后扒除氧化渣；钢液的温度和成分达到所炼钢种的规定要求时将钢水放出的操作。出钢时要注意防止熔渣流入钢包。用于调整钢水温度、成分和脱氧用的添加剂在出钢过程中加入钢包或出钢流中也叫脱氧合金化；

3)扒渣后重新造渣，然后喷吹铝粉脱氧，在喷吹铝粉后，脱氧工艺可大大降低脱氧剂消耗。需要合金化时，在喷吹铝粉后，在出钢1/3时开始加入VN合金，不断搅拌，并在后续工序中吹氮气；这样可显著提高合金的收得率，因此，该工艺可极大的降低生产成本，为了快速去除铝等脱氧产物

4)在脱氧和合金化后加入钛铁处理,通入氮气，并不断搅拌；

5)在喷吹铝粉后喷吹铝酸钙粉进行反向渣洗，并采取LF炉，以每小时50℃的速度升温；无需造渣精炼，因此，大大节省冶炼时间，减少原材料消耗；

6)通过喂丝机向钢包内喂入用铁皮包裹的脱氧、脱硫及微调成分的粉剂；如Ca-Si粉、或直接喂入铝线、碳线等对钢水进行深脱硫、钙处理以及微调钢中碳和铝等成分的方法。它还具有清洁钢水、改善非金属夹杂物形态的功能；

7)将步骤6）所得钢水依次进行连铸和轧制，制得成型钢材备用；

8)将步骤7）所得成型钢材放入到脱脂液中进行浸渍脱脂，所述脱脂的温度为45℃，所述浸渍脱脂的时间为15min；

9)将脱脂后的成型钢材放入的含量为17%的硫酸溶液中进行酸洗，将酸洗后的成型钢材进行超声波清洗，并将成型钢材放入净水中漂洗干净；

10)将成型钢材放入退火炉中，去除成型钢材表面的水分，并使成型钢材预热升温至150℃；

11)在H2和N2的保护下，将成型钢材加热到730℃，并保持温度35s，使成型钢材表面活化，调整成型钢材组织，消除组织缺陷，在H2和N2的保护下，将成型钢材冷却到450℃，备用；

12)将冷却后的成型钢材浸入锌浴中，使成型钢材与熔融锌反应生成一合金化的皮膜，锌液温度为420℃，浸锌时间5min；

13)将镀锌好的成型钢材放入钝化液中钝化，钝化的pH为2.6，钝化温度为60℃，钝化时间3min；

14)将成型钢材放入水温为30℃的净水中，冷却，并捞出冷却至室温，并对成型钢材进行检验，完成；

15)取聚酯树脂、聚乙烯和聚丙烯的混合液投入熔炉内，并通过高温熔融制得离型膜胶液，然后将离型膜胶液通过吹膜机制得离型膜，备用；

16)将步骤15）中制得的离型膜覆盖在步骤14）中制得的冷却后的成型钢材表面上，然后通过热压机在加热至70℃后，将离型膜与成型钢材在15MPa的压力下挤压贴合，使得成型钢材的两表面平整，即得。

进一步的，聚酯树脂、聚乙烯和聚丙烯的混合比例为0.8:1:1。

进一步的，步骤6）中进行喂Ca线时，吨钢喂入直径13mm的Ca线1.5m，喂Ca 线时全程底吹氩气，并保证喂线后底吹时间大于10分钟。

进一步的，所述步骤12）镀锌前在锌锅中加入0.02%的纯铝。

实验例：

实验对象：分为3组：对照组一50份普通电力塔用钢材、对照组二50份进口电力塔用钢材和实验组50份本发明生产的电力塔用钢材；150份钢材的尺寸，大小相同。

试验方法一：在同等条件下，对三组实验对象进行性能测试。

3组进行测试，平均结果如下：

对照组一

力学性能指标如下：屈服强度Rel：390Mpa；

抗拉强度Rm：550Mpa；

断后伸长率A：19份；

冲击韧性AKV(0℃)：27J；

对照组二

力学性能指标如下：屈服强度Rel：410Mpa；

抗拉强度Rm：680Mpa；

断后伸长率A：24份；

冲击韧性AKV(0℃)：32J；

实验组

力学性能指标如下：屈服强度Rel：425Mpa；

抗拉强度Rm：700Mpa；

断后伸长率A：26份；

冲击韧性AKV(0℃)：36J。

实验结果表明，实验组的力学性能最好。

试验方法二：在同等条件下，对三组实验对象放在同一户外地点，连续9个月，每3个月观察记录钢材表面情况一次。如下表所示：

实验结果表明，实验组的耐腐蚀性最好。

本发明的有益效果是：本发明生产工艺采用优质铁水，以VN微合金化方式生产，降低微合金化成本；钢中加入Ti，提高奥氏体再结晶温度，减少珠光体数量，细化晶粒；并对大包钢水进行喂Ca线，既能改善钢水流动性，解决连铸时水口的结瘤问题，又能保证钢水夹杂物变性、减少钢中氧含量、细化铸坯晶粒，从而保证钢材的冲击性能。工艺中增加了热镀锌步骤，使得钢材耐腐蚀性提高；工艺中设置的离型膜其粘结度高，有利于提高钢材的0℃冲击韧性，和防油防潮性能，同时对钢材耐腐蚀性实现二次提升。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种电力塔用钢材的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

向转炉内加入优质铁水进行冶炼，然后进行氧气顶吹转炉造渣和吹氧操作；

冶炼结束后进行出钢，出钢时钢渣混出，将钢水彻底出净，钢水进入钢包后扒除氧化渣；

扒渣后重新造渣，然后喷吹铝粉脱氧，在喷吹铝粉后，在出钢完成1/3时开始加入VN合金，并不断搅拌；

在脱氧和合金化后加入钛铁处理,通入氮气，并不断搅拌；

在喷吹铝粉后喷吹铝酸钙粉进行反向渣洗，并采取LF炉，以每小时50℃的速度升温；

通过喂丝机向钢包内喂入用铁皮包裹的脱氧、脱硫及微调成分的粉剂；

将步骤6）所得钢水依次进行连铸和轧制，制得成型钢材备用；

将步骤7）所得成型钢材放入到脱脂液中进行浸渍脱脂，所述脱脂的温度为45℃，所述浸渍脱脂的时间为15min；

将脱脂后的成型钢材放入的含量为17%的硫酸溶液中进行酸洗，将酸洗后的成型钢材进行超声波清洗，并将成型钢材放入净水中漂洗干净；

将成型钢材放入退火炉中，去除成型钢材表面的水分，并使成型钢材预热升温至125-177℃；

在H2和N2的保护下，将成型钢材加热到700-780℃，并保持温度35s，使成型钢材表面活化，调整成型钢材组织，消除组织缺陷，在H2和N2的保护下，将成型钢材冷却到450℃，备用；

将冷却后的成型钢材浸入锌浴中，使成型钢材与熔融锌反应生成一合金化的皮膜，锌液温度为420℃，浸锌时间5min；

将镀锌好的成型钢材放入钝化液中钝化，钝化的pH为2.5-2.7，钝化温度为50-70℃，钝化时间2-4min；

将成型钢材放入水温为20-40℃的净水中，冷却，并捞出冷却至室温，并对成型钢材进行检验，完成；

取聚酯树脂、聚乙烯和聚丙烯的混合液投入熔炉内，并通过高温熔融制得离型膜胶液，然后将离型膜胶液通过吹膜机制得离型膜，备用；

将步骤15）中制得的离型膜覆盖在步骤14）中制得的冷却后的成型钢材表面上，然后通过热压机在加热至65-85℃后，将离型膜与成型钢材在15MPa的压力下挤压贴合，使得成型钢材的两表面平整，即得。

2.根据权利要求1所述的电力塔用钢材的加工工艺，其特征在于：聚酯树脂、聚乙烯和聚丙烯的混合比例为0.8:1:1。

3.根据权利要求1所述的电力塔用钢材的加工工艺，其特征在于：步骤6）中进行喂Ca线时，吨钢喂入直径13mm的Ca线1.5m，喂Ca 线时全程底吹氩气，并保证喂线后底吹时间大于10分钟。

4.根据权利要求1所述的电力塔用钢材的加工工艺，其特征在于：所述步骤12）镀锌前在锌锅中加入0.01-0.03%的纯铝。