CN108277442A - 一种含Ti集装箱钢及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含Ti集装箱钢及其生产方法。该含Ti集装箱钢的化学成分按质量百分比包括：0.02‑0.07%的C、0.20‑0.75%的Si、0.30‑0.60%的Mn、0.07‑0.15%的P、≤0.03%的S、0.01‑0.04%的Als、0.25‑0.55%的Cu、0.30‑1.25%的Cr、≤0.3%的Ni、0.01‑0.04%的Ti，其余为铁元素不可避免的残留杂质。采用ESP工艺生产含Ti集装箱钢，能够解决传统热轧和以CSP为代表的薄板坯连铸连轧工艺生成的薄规格集装箱钢技术难度大、成本高等问题，同时Ti微合金化的工艺降低了合金成本，能够达到节能环保以及降低生产成本的目的。

Description

一种含Ti集装箱钢及其生产方法

技术领域

本发明涉及集装箱钢生产技术领域，更为具体地，涉及一种基于含Ti集装箱钢的方法。

背景技术

经济环保的先进钢铁生产工艺是目前钢铁行业研发目标。

实现设备大型化、生产集约化、资源和能源循环化、能耗最小化、经济效益最佳化的发展目标，对于推进钢铁行业节能减排和技术进步，具有十分重要的意义。

集装箱是适应于现代运输体系的最基础的单位，能满足全球范围内的船舶、港口、航线、公路、桥梁、隧道等物流系统需求。用途广泛的集装箱钢要求具有良好的强韧性、塑性、可焊接性和耐腐蚀性。

目前，以CSP为代表的薄板坯连铸连轧工艺以及传统的热轧工艺，能批量生产集装箱钢厚度规格一般在1.6mm以上，但因为该钢种的成分设计，即使是CSP工艺，为控制生产事故连铸过程拉速不高于4.5m/min，铸坯厚度≤70mm，导致薄规格集装箱钢生产效率低、成本高、利润微薄。因此，不少钢铁企业迫切希望实现稳定、批量、低成本地生产1.6mm以下规格的集装箱钢。

发明内容

本发明就是针对上述存在的缺陷而提供一种含Ti集装箱钢及其生产方法，解决传统热轧和以CSP为代表的薄板坯连铸连轧工艺生产的薄规格集装箱钢技术难度大、生产效率低、成本高等问题，达到节能环保以及降低成本的目的。

ESP(Endless Strip Production，无头带钢生产)产线，是阿维迪新建的新一代薄板坯短流程生产线，可实现一次浇注生产一整条钢带，中间没有任何切头切尾，具有全连续带钢生产的优点，单条连铸线具有出色的生产能力、大规模生产大带宽带钢和优质带钢、从钢水到热轧卷的转换成本低、生产线工艺布置最为紧凑等特点。

本发明的一种含Ti集装箱钢及其生产方法技术方案为，一种含Ti集装箱钢，含Ti集装箱钢的化学成分按质量百分比包括：0.02-0.07%的C、0.20-0.75%的Si、0.30-0.60%的Mn、0.07-0.15%的P、≤0.03%的S、0.01-0.04%的Als、0.25-0.55%的Cu、0.30-1.25%的Cr、≤0.3%的Ni、0.01-0.04%的Ti，其余为铁元素不可避免的残留杂质。

C的质量百分比为0.02-0.07%，它是提高材料强度的重要元素，合理的C成分设计是确保ESP工艺正常稳定、保证集装箱钢的使用性能的重要基础。

Si的含量为0.20-0.75%，Si溶于铁素体，提高钢中固溶体的强度和冷加工硬化程度，但使钢的韧性和塑性降低，使钢的焊接性能恶化。但Si有利于提高钢的强度、屈服点。

Mn的含量为0.3-0.6%，具有固溶强化的作用，过高可使得晶粒粗化，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。并且Mn含量增加，可提高马氏体淬透性，不利于延伸率。

P的含量为0.07-0.15%，P是提高钢耐大气腐蚀性能最有效的合金元素之一，当P与Cu联合加入钢中时，显示出更好的复合效应，但P降低韧性和可焊接线。

Cu的含量为0.25-0.55%，Cu是集装箱钢中对具有提高耐大气腐蚀性能最主要的、最普遍的合金。一般认为在钢的大气腐蚀过程中，Cu起着活性阴极作用，在一定条件下可以促进钢产生阳极钝化，从而降低钢腐蚀速度。

Cr在原材料中的比例为0.3-0.8%，是碳化物形成元素，可显著阻碍奥氏体晶粒粗化过程，可减小γ区，一种奥氏体向铁素体转变，Cr可提高钢的强度和硬度，提高钢的高温机械性能。Cr能在钢表面形成致密的氧化膜，提高钢的钝化能力，当Cr与Cu同时加入钢中时，效果尤为明显。

Ni的含量为≤0.3%，Ni也是对耐大气腐蚀性能有效的元素，Ni对耐大气腐蚀性能的作用随其含量增加而增大，但Ni含量过多又增加成本。

S的含量≤0.01%，对钢的耐腐蚀性能极为不利。

Ti的含量0.01-0.04%，Ti是一种十分有效的强化性能元素，其强化机理主要是细晶强化和析出强化,因价格便宜而使用范围广。但Ti元素易氧化，在连铸过程中会因为保护渣的变性而产生漏钢。

需要说明的是，抗腐蚀的元素主要是P、Cu、Cr、Ni元素，其中最主要的是P和Cu，因其价格便宜且效果较好。

热轧带钢的厚度为1.0-2.0mm。

所述的一种含Ti集装箱钢的生产方法，包括以下步骤：

（1）将铁水、废钢、合金及其他原辅材料依次进行转炉冶炼及LF炉冶炼，得到精炼钢水；

转炉炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，利用铁水本身的物理热和铁水组分的化学反应热，在转炉中完成炼钢过程。LF炉即钢包精炼炉，是钢铁生产中的炉外精炼设备。LF炉一般指钢铁行业中的精炼炉，实际就是电弧炉的一种特殊形式。

（2）将从LF炉冶炼形成的精炼钢水经过ESP生产线生成热轧带钢，其中，在ESP产线中，从LF炉冶炼形成的钢水进入连铸机，铸坯厚度为70-110mm，并以不低于5.0m/min的拉速进行浇注，精轧出口温度不低于820℃；

（3）将热轧带钢经层流冷却前段方式冷却，冷却至500-600℃，然后进入卷取机成卷入库。

步骤（2）中，在ESP产线中，粗轧入口的温度不低于950℃，感应加热出口温度1105-1200℃。

感应加热炉位于转毂剪之后，精轧机之前的位置。它的作用是加热带钢，保证精轧温度，也可以说是调节中间坯的温度，感应加热炉温度按照带钢精轧要求且兼顾带钢表面质量而定，低于某一温度会造成精轧温度不合，高于某一温度又会浪费能源。

保持5.0m/min以上的拉速是为了提高产量，且保持后续生产过程中的温度控制，因为如果拉速过低，生产过程中带钢的温度会降低，如粗轧入口、出口，感应加热入口、出口，精轧入口、出口等，如果生产厚度规格在3.0mm以上，则不需要这么高的拉速，但高拉速下会提高生产效率。因此，无论是生产效率，还是工艺控制需要，高拉速都是一个重要的要求。

其中，在ESP产线中，从LF炉精炼出来的含Ti钢水进入ESP连铸机，一定温度和规格的铸坯从连铸机出来后直接进入3机架粗轧机制成中间坯（其中，铸坯进入轧机组的入口温度不低于950℃），然后经过摆剪，将铸坯头部楔形段进行剪切，接着被剪切的部分进入堆垛机（堆垛机的作用是当后面的设备出现故障时，可以在此处堆垛、下线，避免全工序的生产中断）。正常轧制时，中间坯进入感应加热炉加热至1105-1200℃，随后进入精轧机组生成热轧带钢（其中，从精轧机组出来的带钢温度不低于820℃）。热轧带钢经层流冷却，温度降至500-600℃后，通过输出辊道经夹送辊送入卷取机卷取入库。

本发明的有益效果为：本发明基于ESP薄板坯连铸连轧流程,采用Ti微合金化技术生产高强钢,充分发挥ESP连铸连轧流程无头轧制的特点,实现了批量稳定生产薄规格集装箱钢；采用Ti微合金化技术,生产过程控制简单、生产效率高；Ti元素相对于其他微合金化元素资源更丰富、价格更低。本发明生产的集装箱钢，具有生产效率高的优点，达到节能环保以及降低成本的目的，解决了常规热轧包括以CSP为代表的薄板坯连铸连轧生产线，在薄规格集装箱钢技术难度大、生产效率低、成本高等问题。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。

实施例１

将铁水、废钢及其他合金、辅助材料等加入转炉进行冶炼；

将转炉冶炼的钢水转入LF炉进行精炼，得到成分、温度、纯净度合格的精炼钢水，其中钢水成分按质量百分比，各元素含量为：0.04%的C、0.35%的Si、0.55%的Mn、0.08%的P、0.002%的S、0.3%的Cu、0.35%的Cr、0.08%的Ni、0.03%的Ti、0.03%的Al，其余为铁元素；

通过ESP连铸连轧生产线，将LF精炼钢水制成不同厚度规格的热轧带钢。其中，连铸机的拉速不低于5.0m/min，精轧出口的温度不低于820℃；

生成的集装箱钢规格：1.6mm×1250mm，屈服强度：424Mpa，抗拉强度：500Mpa，延伸率：32%。

实施例2

将铁水、废钢及其他合金、辅助材料等加入转炉进行冶炼；

将转炉冶炼的钢水转入LF炉进行精炼，得到成分、温度、纯净度合格的精炼钢水，其中钢水成分按质量百分比，各元素含量为：0.04%的C、0.45%的Si、0.55%的Mn、0.08%的P、0.002%的S、0.3%的Cu、0.45%的Cr、0.08%的Ni、0.035%的Ti、0.03%的Al，其余为铁元素；

通过ESP连铸连轧生产线，将LF精炼钢水制成不同厚度规格的热轧带钢。其中，连铸机的拉速不低于5.0m/min，精轧出口的温度不低于820℃；

生成的集装箱钢规格：1.6mm×1175mm，屈服强度：455Mpa，抗拉强度：529Mpa，延伸率：30%。

实施例3

将铁水、废钢及其他合金、辅助材料等加入转炉进行冶炼；

将转炉冶炼的钢水转入LF炉进行精炼，得到成分、温度、纯净度合格的精炼钢水，其中钢水成分按质量百分比，各元素含量为：0.04%的C、0.45%的Si、0.55%的Mn、0.08%的P、0.001%的S、0.3%的Cu、0.45%的Cr、0.08%的Ni、0.035%的Ti、0.03%的Al，其余为铁元素；

通过ESP连铸连轧生产线，将LF精炼钢水制成不同厚度规格的热轧带钢。其中，连铸机的拉速不低于5.0m/min，精轧出口的温度不低于820℃；

生成的集装箱钢规格：1.6mm×1175mm，屈服强度：464Mpa，抗拉强度：544Mpa，延伸率：31%。

实施例4

将铁水、废钢及其他合金、辅助材料等加入转炉进行冶炼；

将转炉冶炼的钢水转入LF炉进行精炼，得到成分、温度、纯净度合格的精炼钢水，其中钢水成分按质量百分比，各元素含量为：0.04%的C、0.45%的Si、0.55%的Mn、0.08%的P、0.001%的S、0.3%的Cu、0.45%的Cr、0.08%的Ni、0.035%的Ti、0.03%的Al，其余为铁元素；

通过ESP连铸连轧生产线，将LF精炼钢水制成不同厚度规格的热轧带钢。其中，连铸机的拉速不低于5.0m/min，精轧出口的温度不低于820℃；

生成的集装箱钢规格：1.6mm×1175mm，屈服强度：466Mpa，抗拉强度：545Mpa，延伸率：30%。

通过上述实施例可以看出，本发明提供的是基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产集装箱钢的方法，采用ESP工艺生产薄规格的含Ti集装箱钢，既能满足薄规格带钢的生产技术要求，又能满足客户利润最大化的需求。

Claims (8)

1.一种含Ti集装箱钢，其特征在于，含Ti集装箱钢的化学成分按质量百分比包括：0.02-0.07%的C、0.20-0.75%的Si、0.30-0.60%的Mn、0.07-0.15%的P、≤0.03%的S、0.01-0.04%的Als、0.25-0.55%的Cu、0.30-1.25%的Cr、≤0.3%的Ni、0.01-0.04%的Ti，其余为铁元素不可避免的残留杂质。

2.根据权利要求1所述的一种含Ti集装箱钢，其特征在于，含Ti集装箱钢的化学成分按质量百分比包括：0.04%的C、0.35%的Si、0.55%的Mn、0.08%的P、0.002%的S、0.3%的Cu、0.35%的Cr、0.08%的Ni、0.03%的Ti、0.03%的Al，其余为铁元素。

3.根据权利要求1所述的一种含Ti集装箱钢，其特征在于，热轧带钢的厚度为1.0-2.0mm。

4.如权利要求1所述的一种含Ti集装箱钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将铁水、废钢、合金及其他原辅材料依次进行转炉冶炼及LF炉冶炼，得到精炼钢水；

（2）将从LF炉冶炼形成的精炼钢水经过ESP生产线生成热轧带钢，其中，在ESP产线中，从LF炉冶炼形成的钢水进入连铸机；

（3）将热轧带钢经层流冷却前段方式冷却，然后进入卷取机成卷入库。

5.根据权利要求4所述的一种含Ti集装箱钢的生产方法，其特征在于，步骤（2）中，在ESP产线中，粗轧入口的温度不低于950℃，感应加热出口温度1105-1200℃。

6.根据权利要求4所述的一种含Ti集装箱钢的生产方法，其特征在于，步骤（2）中，铸坯厚度为70-110mm，并以不低于5.0m/min的拉速进行浇注，精轧出口温度不低于820℃。

7.根据权利要求4所述的一种含Ti集装箱钢的生产方法，其特征在于，步骤（3）中，冷却至500-600℃。

8.根据权利要求4所述的一种含Ti集装箱钢的生产方法，其特征在于，生成的集装箱屈服强度：424-466Mpa，抗拉强度：500-545Mpa，延伸率：30-32%。