CN111066680B - 一种畜牧业用耐候耐酸盘条 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种畜牧业用耐候耐酸盘条，所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C≤0.07wt％，硅Si≤0.10wt％，锰Mn：0.20～0.30wt％，磷P≤0.025wt％，硫S≤0.015wt％，镍Ni：0.15～0.20wt％，铬Cr：0.62～0.75wt％，铜Cu：0.25～0.32wt％，锑Sb：0.04～0.06wt％，余量为Fe和不可避免的微量元素。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，具体涉及一种畜牧业用耐候耐酸盘条。
背景技术
养殖笼在畜牧业特别是专业化大型养殖场中有着广泛应用，目前国内普遍使用牌号为Q195的低碳钢热轧圆盘条进行加工，生产加工工艺为：φ6.5mm盘条→机械剥壳(或酸洗)→粗拉→精拉→φ1.85～3.0mm钢丝→矫直、剪切→焊接成网→表面酸洗→热浸锌→风干→打磨毛刺→养殖笼成品。
由于养殖环境湿度大，且与呈弱酸性的禽类粪便接触，造成钢材腐蚀速度快，因此需要对养殖笼进行表面防腐处理。目前国内养殖笼生产企业主要采用热浸锌表面防腐工艺，通过表面较厚的锌层将钢材基体与大气和酸性物质隔离，从而起到防腐的作用。该工艺生产的养殖笼，锌层厚度为80～100μm，按钢丝直径为2.0mm计算，单位面积消耗锌量为570～720g/m2，吨钢消耗锌量为145～181kg；该工艺的生产加工成本大幅增加，按锌锭单价25000元/吨计算，吨钢加工成本高达3600～4500元；而且用现有Q195低碳钢热轧圆盘条通过该工艺生产的养殖笼，当出现刮擦等原因造成表面锌层脱落时，由于钢基体耐大气腐蚀和耐酸腐蚀较差，造成养殖笼的寿命大大降低。随着环保治理工作力度不断加强、环保压力不断加大，这种高能耗、高污染的落后工艺必然会被淘汰。
在实现本发明过程中，申请人发现现有技术中至少存在如下问题：现有畜牧业用养殖笼生产制造方法制造出的养殖笼耐大气腐蚀和耐酸腐蚀较差；用现有Q195盘条制作养殖笼的生产方法具有高能耗、高污染的缺陷。
发明内容
本发明实施例提供一种畜牧业用耐候耐酸盘条，通过对钢材的化学成分进行重新设计，并对炼钢、轧钢过程精细化控制，解决了现有技术生产的盘条耐大气腐蚀和耐酸腐蚀较差的问题，生产的盘条还具备拉拔性能好、钢丝回弹力强等优点。
为达上述目的，本发明实施例提供一种畜牧业用耐候耐酸盘条，包括：
所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C≤0.07wt％，硅Si≤0.10wt％，锰Mn：0.20～0.30wt％，磷P≤0.025wt％，硫S≤0.015wt％，镍Ni：0.15～0.20wt％，铬Cr：0.62～0.75wt％，铜Cu：0.25～0.32wt％，锑Sb：0.04～0.06wt％，余量为Fe和不可避免的微量元素。
进一步地，所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C：0.06wt％，硅Si：0.08wt％，锰Mn：0.24wt％，磷P：0.017wt％，硫S：0.011wt％，镍Ni：0.17wt％，铬Cr：0.65wt％，铜Cu：0.28wt％，锑Sb：0.05wt％。
进一步地，所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C：0.07wt％，硅Si：0.08wt％，锰Mn：0.26wt％，磷P：0.014wt％，硫S：0.009wt％，镍Ni：0.17wt％，铬Cr：0.66wt％，铜Cu：0.29wt％，锑Sb：0.05wt％。
进一步地，所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C：0.07wt％，硅Si：0.07wt％，锰Mn：0.26wt％，磷P：0.018wt％，硫S：0.010wt％，镍Ni：0.19wt％，铬Cr：0.65wt％，铜Cu：0.28wt％，锑Sb：0.05wt％。
进一步地，所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C：0.06wt％，硅Si：0.06wt％，锰Mn：0.25wt％，磷P：0.016wt％，硫S：0.011wt％，镍Ni：0.18wt％，铬Cr：0.67wt％，铜Cu：0.30wt％，锑Sb：0.05wt％。
进一步地，所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C：0.07wt％，硅Si：0.08wt％，锰Mn：0.24wt％，磷P：0.012wt％，硫S：0.008wt％，镍Ni：0.17wt％，铬Cr：0.65wt％，铜Cu：0.27wt％，锑Sb：0.04wt％。
进一步地，所述的畜牧业用耐候耐酸盘条，其生产工艺路线依次为铁水脱硫处理、150吨顶底复吹转炉、炉后吹氩、LF炉精炼、165mm×165mm方坯连铸、铸坯加热、高压水除鳞、高速线材轧制和控制冷却。
进一步地，所述的165mm×165mm方坯连铸中二冷比水量1.2L/kg，拉速2.4～2.8m/min。
进一步地，所述的铸坯加热步骤中采用铸坯低温短时间加热工艺，铸坯热送热装且进加热炉温度大于450℃，加热温度1050℃，加热时间≤90min。
进一步地，所述的控制冷却采用缓冷工艺，控制冷却速度在0.40℃/s以下。
上述技术方案具有如下有益效果：通过本发明设计的化学成分体系以及上述炼钢、连铸、轧钢工艺控制，生产出的φ6.5mm耐候耐酸盘条经过人造气氛腐蚀试验(盐雾试验)，证明其耐大气和耐酸腐蚀性能明显优于普通Q195盘条。其中，经168小时中性盐雾试验(NSS)，耐候耐酸盘条减重率为0.52％，而Q195盘条减重率为1.46％；经168小时铜加速乙酸盐雾试验(CASS)，耐候耐酸盘条减重率为0.80％，而Q195盘条减重率为2.66％。此外，本发明生产的耐候耐酸盘条表面质量好，未出现裂纹、结疤等表面缺陷；用本发明方法生产的盘条拉拔至φ1.85mm～φ3.0mm未发生断丝现象；成品钢丝回弹性好，在养殖企业应用后破蛋率由5％以上降低至1％以下。
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是本发明牌号为LGQ195NHS的耐候耐酸钢盘条生产过程中铸坯酸洗检验图
图2是本发明牌号为LGQ195NHS的耐候耐酸钢盘条表面质量图
图3是本发明牌号为LGQ195NHS的耐候耐酸钢盘条放大100倍的金相组织图
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种畜牧业用耐候耐酸盘条，包括：
铜、铬、镍是通常耐候钢生产所必需的元素。铜元素在钢的腐蚀过程中起到活性阴极作用使钢产生阳极钝化，同时与钢中的硫反应生成Cu2S钝化膜抑制阴阳极产生化学反应；铬元素能在钢表面形成致密的氧化膜；镍能使钢的自腐蚀电位向正向变化，增加钢的稳定性。以上元素的添加，使钢材具备耐大气腐蚀的特点，但要达到既耐大气腐蚀又耐酸腐蚀的服役要求，本发明的成分设计中加入了锑元素，锑的加入可以抑制阳极反应，并在钢表面形成Cu2Sb薄膜，该薄膜对弱酸能起到很好的防腐效果。
在满足耐大气腐蚀、耐酸腐蚀的基础上，考虑盘条拉拔性能、钢丝回弹性能、合金经济性以及四种耐腐蚀元素对钢材性能的影响，最终将化学成分设计如下：
所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C≤0.07wt％，硅Si≤0.10wt％，锰Mn：0.20～0.30wt％，磷P≤0.025wt％，硫S≤0.015wt％，镍Ni：0.15～0.20wt％，铬Cr：0.62～0.75wt％，铜Cu：0.25～0.32wt％，锑Sb：0.04～0.06wt％，余量为Fe和不可避免的微量元素。
进一步地，所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C：0.06wt％，硅Si：0.08wt％，锰Mn：0.24wt％，磷P：0.017wt％，硫S：0.011wt％，镍Ni：0.17wt％，铬Cr：0.65wt％，铜Cu：0.28wt％，锑Sb：0.05wt％。
进一步地，所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C：0.07wt％，硅Si：0.08wt％，锰Mn：0.26wt％，磷P：0.014wt％，硫S：0.009wt％，镍Ni：0.17wt％，铬Cr：0.66wt％，铜Cu：0.29wt％，锑Sb：0.05wt％。
进一步地，所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C：0.07wt％，硅Si：0.07wt％，锰Mn：0.26wt％，磷P：0.018wt％，硫S：0.010wt％，镍Ni：0.19wt％，铬Cr：0.65wt％，铜Cu：0.28wt％，锑Sb：0.05wt％。
进一步地，所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C：0.06wt％，硅Si：0.06wt％，锰Mn：0.25wt％，磷P：0.016wt％，硫S：0.011wt％，镍Ni：0.18wt％，铬Cr：0.67wt％，铜Cu：0.30wt％，锑Sb：0.05wt％。
进一步地，所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C：0.07wt％，硅Si：0.08wt％，锰Mn：0.24wt％，磷P：0.012wt％，硫S：0.008wt％，镍Ni：0.17wt％，铬Cr：0.65wt％，铜Cu：0.27wt％，锑Sb：0.04wt％。
进一步地，所述的畜牧业用耐候耐酸盘条，其生产工艺路线依次为KR铁水脱硫处理、150吨顶底复吹转炉、炉后吹氩、LF炉精炼、165mm×165mm方坯连铸、铸坯加热、高压水除鳞、高速线材轧制、控制冷却、集卷、检验、包装和入库。
所述150吨顶底复吹转炉中转炉终渣二元碱度(氧化钙CaO/二氧化硅SiO2)控制在2.5～3.5范围，吹炼终点碳含量0.03～0.06wt％、磷含量≤0.020wt％，出钢30s至3min在钢包内进行脱氧及合金化，分别加入低碳锰铁1.28～2.56kg/t，低碳铬铁11.5～13.8kg/t，镍板1.61～2.15kg/t，铜板2.66～3.18kg/t，锑锭0.42～0.63kg/t，钢芯铝1.33～2.80kg/t，硅钙钡0.67～2.07kg/t，硅铝钙钡0.34～2.07kg/t，出钢结束后转至炉后吹氩工位。
所述的炉后吹氩为强吹氩，氩气流量≥21m3/h，时间为3～5min，使加入钢液中的合金充分搅拌均匀。
所述的LF精炼为LF精炼前期加入造渣料：石灰2.0～1.0kg/t，石英砂0.5～2.0kg/t，多功能脱氧剂0.5～2.0kg/t，精炼结束进行钙处理，喂入纯钙线0.86～1.8m/t，软吹氩，氩气流量≤9m3/h，时间为8～10min，为保证脱氧效果及钢水流动性，钢中铝Als控制在0.0040～0.0060wt％范围，氧O控制在0.0010～0.0025wt％范围。
进一步地，所述的165mm×165mm方坯连铸采用高比水量高拉速工艺，二冷比水量1.2L/kg，拉速2.4～2.8m/min，避免铜Cu、锑Sb元素发生晶界偏聚造成铸坯表面网状裂纹。
进一步地，所述的铸坯加热步骤中采用铸坯低温短时间加热工艺，铸坯热送热装且进加热炉温度大于450℃，加热温度1050℃，避免长时间加热，加热时间≤90min；防止高温加热和长时间加热时，避免铜Cu、锑Sb元素在氧化层及晶界处富集严重，导致铸坯在高温变形过程中表面产生网状裂纹。
所述高速线材轧制步骤中开轧温度1000℃，入精轧温度970℃，吐丝温度960℃。
进一步地，吐丝后控制冷却采用缓冷工艺，斯太尔摩辊道速度10m/min，保温罩和风机全部关闭，将冷却速度控制在0.40℃/s以下，确保得到均匀的铁素体组织，同时避免出现混晶组织，提高盘条的拉拔性能和成品钢丝的回弹性。
本发明提供的实施例是运用本发明来生产牌号为LGQ195NHS的耐候耐酸钢盘条，化学成分见表2。盘条的生产工艺：按LGQ195NHS耐候耐酸钢盘条的化学组成配置冶炼原料，依次进行KR铁水预脱硫处理→150吨顶底复吹转炉→炉后吹氩→LF炉精炼→165mm×165mm方坯连铸→铸坯加热→高压水除鳞→高速线材轧制→控制冷却→集卷→检验、包装、入库。连铸时钢水的目标过热度控制在20～30℃，二冷比水量1.22L/kg，拉速2.62～2.70m/min，铸坯在矫直过程温度为680～710℃，避开了725℃～825℃的高温脆性区。铸坯经酸洗检验，表面未出现网状裂纹，见图1。
将连铸坯在中性气氛的加热炉内加热至1050±15℃保温80～90min，出炉经高压水除鳞处理后通过28机架轧机轧制到φ6.5mm规格，开轧温度1000±15℃，入精轧温度970±15℃，吐丝温度960±15℃，斯太尔摩辊道速度10m/min，保温罩和风机全部关闭，将冷却速度控制在0.40℃/s以下，成品盘条未出现裂纹、结疤等表面缺陷，金相组织为均匀的铁素体2+极少量珠光体1，晶粒度等级9.5～10级，盘条表面质量见图2，盘条表面光滑，未出现网状裂纹、横裂纹、结疤、凹坑等表面缺陷。金相组织见图3，盘条力学性能见表3。
通过本发明设计的化学成分体系以及上述炼钢、连铸、轧钢工艺控制，生产出的φ6.5mm耐候耐酸盘条经过人造中性气氛腐蚀试验(盐雾试验)，证明其耐大气和耐酸腐蚀性能明显优于普通Q195盘条。168小时中性盐雾试验(NSS)和铜加速乙酸盐雾试验(CASS)结果见表4，其中，经168小时中性盐雾试验(NSS)，耐候耐酸盘条减重率为0.52％，而Q195盘条减重率为1.46％；经168小时铜加速乙酸盐雾试验(CASS)，耐候耐酸盘条减重率为0.80％，而Q195盘条减重率为2.66％。试验证明LGQ195NHS耐候耐酸钢盘条的耐大气和耐酸腐蚀性能明显优于普通Q195盘条。
此外，本发明生产的耐候耐酸盘条表面质量好，未出现裂纹、结疤等表面缺陷；下游用户拉拔至φ1.85mm～φ3.0mm未发生断丝现象；成品钢丝回弹性好，在养殖企业应用后破蛋率由5％以上降低至1％以下。
表2化学成分
表3盘条力学性能
| 生产批次 | 抗拉强度R<sub>m</sub>，MPa | 断后伸长率，％ | 断面收缩率，％ |
| 生产批次1 | 382 | 35 | 79 |
| 生产批次2 | 396 | 34 | 78 |
| 生产批次3 | 389 | 34 | 78 |
| 生产批次4 | 382 | 35 | 79 |
| 生产批次5 | 381 | 31 | 79 |
表4盐雾试验对比
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种畜牧业用耐候耐酸盘条，其特征在于：
所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C≤0.07 wt%，硅Si≤0.08wt%，锰Mn：0.20~0.30 wt%，磷P≤0.025 wt%，硫S≤0.015 wt%，镍Ni：0.15~0.20 wt%，铬Cr：0.62~0.67 wt%，铜Cu：0.25~0.29 wt%，锑Sb：0.04~0.06 wt%，余量为Fe和不可避免的微量元素；
所述的畜牧业用耐候耐酸盘条，其生产工艺路线依次为铁水脱硫处理、150吨顶底复吹转炉、炉后吹氩、LF炉精炼、165mm×165mm方坯连铸、铸坯加热、高压水除鳞、高速线材轧制和控制冷却；
所述的铸坯加热步骤中采用铸坯低温短时间加热工艺，铸坯热送热装且进加热炉温度大于450℃，加热温度1050℃，避免长时间加热，加热时间≤90min；
吐丝后控制冷却采用缓冷工艺，斯太尔摩辊道速度10 m/min，保温罩和风机全部关闭，将冷却速度控制在0.40℃/s以下。
2.根据权利要求1所述的一种畜牧业用耐候耐酸盘条，其特征在于：
所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C：0.06 wt%，硅Si：0.08wt%，锰Mn：0.24 wt%，磷P：0.017 wt%，硫S：0.011 wt%，镍Ni：0.17 wt%，铬Cr：0.65 wt%，铜Cu：0.28 wt%，锑Sb：0.05 wt%。
3.根据权利要求1所述的一种畜牧业用耐候耐酸盘条，其特征在于：
所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C：0.07wt%，硅Si：0.08 wt%，锰Mn：0.26 wt%，磷P：0.014wt%，硫S：0.009 wt%，镍Ni：0.17 wt%，铬Cr：0.66wt%，铜Cu：0.29wt%，锑Sb：0.05 wt%。
4.根据权利要求1所述的一种畜牧业用耐候耐酸盘条，其特征在于：
所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C：0.07wt%，硅Si：0.07wt%，锰Mn：0.26 wt%，磷P：0.018wt%，硫S：0.010wt%，镍Ni：0.19 wt%，铬Cr：0.65wt%，铜Cu：0.28wt%，锑Sb：0.05 wt%。
5.根据权利要求1所述的一种畜牧业用耐候耐酸盘条，其特征在于：
所述的畜牧业用耐候耐酸盘条化学成分重量百分比为：碳C：0.07wt%，硅Si：0.08wt%，锰Mn：0.24 wt%，磷P：0.012wt%，硫S：0.008wt%，镍Ni：0.17wt%，铬Cr：0.65wt%，铜Cu：0.27wt%，锑Sb：0.04 wt%。
6.根据权利要求1所述的一种畜牧业用耐候耐酸盘条，其特征在于：
所述的165mm×165mm方坯连铸中二冷比水量1.2 L/kg，拉速2.4~2.8 m/min。
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