CN111101070A - 一种低温液体集装箱罐车用钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于低合金高强钢及制备方法,其涉及一种集装箱罐车用钢及制备方法,确切地属于应用于低温液体集装箱罐车用钢及制备方法。采用SPA‑HG热轧卷板,其组分及重量百分比含量为:C 0.03‑0.12%,Mn 0.20‑0.50%,Si 0.20‑0.60%,Al 0.010‑0.050%,Cr 0.30‑0.85%,Cu 0.25‑0.60%,P 0.070~0.120%,S≤0.010%,Ni 0.03‑0.10%,余量为Fe及不可避免夹杂物。大幅度的提高了罐车的使用寿命,减少因腐蚀造成的钢材损耗,带来巨大的社会及经济效益。

Description

一种低温液体集装箱罐车用钢及其制备方法
技术领域
本发明属于低合金高强钢及制备方法,其涉及一种集装箱罐车用钢及制备方法,确切地属于应用于低温液体集装箱罐车用钢及制备方法。
背景技术
集装箱用钢主要用来制造集装箱及相关配套结构件,而低温液体集装箱罐车对材料的低温韧性、耐腐蚀性能都有严格的要求,是集装箱制造业中生产难度最大的一类。该钢对成分设计、冶炼技术、轧制技术及冶金装备水平都有十分严格的要求,因此低温液体集装箱罐车用钢的生产代表着一个钢厂集装箱钢生产的最高水平。
发明内容
低温集装箱罐车用钢SPA-HG要获得优良的耐腐蚀性能及低温韧性,必须要求钢水具有良好的纯净度和合理的微合金化设计,同时减少钢水在凝固过程的偏析和夹杂物。
鉴于此,本发明一方面提供了一种低温液体集装箱罐车用钢,采用SPA-HG热轧卷板,其组分及重量百分比含量为:C 0.03-0.12%,Mn 0.20-0.50%,Si 0.20-0.60%,Al0.010-0.050%,Cr 0.30-0.85%,Cu 0.25-0.60%,P0.070-0.120%,S≤0.010%,Ni0.03-0.10%,余量为Fe及不可避免夹杂物。
进一步地,所述SPA-HG热轧卷板力学性能:屈服强度为458.3MPa,抗拉强度为582.9MPa,延伸率为31%。
本发明另一方面还提供了一种低温液体集装箱罐车用钢的制备方法,精炼处理后进行钙质化,严格控制钢水中夹杂物;全过程采用保护浇注;加热制度:确保板坯出炉温度≥1200℃;精轧出口温度目标860℃;卷取温度目标560℃。
进一步地,包括如下工序:铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼→连铸→(2300热轧)加热→粗轧、精轧→控制冷却→卷取。
进一步地,所述铁水预处理工序中,预处理入炉时要求S≤0.005%。
进一步地,所述转炉精炼工序中,钢包Als按0.005-0.015%控制;钢包N≤30ppm。
进一步地,所述炉外精炼工序中,LF处理过程保持微正压,增N量≤10ppm。
进一步地,所述连铸工序中,水口吸N,控制增N≤5ppm;采用高碱度中包渣,中包按过热度≤35℃控制。
本发明的有益效果:
本发明提供的钢板,在成分设计上,采用低碳,高磷、低硫和微合金化设计,并配合纯净钢技术和控轧控冷工艺,力学性能及耐腐蚀腐蚀各项指标达到要求。
(2)采用低温集装箱罐车用钢SPA-HG生产制造低温液体集装箱罐车可大幅度提高罐车的使用寿命,减少因腐蚀造成的钢材损耗,可带来巨大的社会及经济效益。
具体实施方式
为解决现有技术中主要存在的技术问题:严格的耐腐蚀性能及低温韧性:由于SPA-HG用于制造低温液体集装箱罐车,运输介质对罐体的腐蚀强烈,同时介质为低温液体因此要求有较好的低温韧性。其对钢水洁净度和连铸坯中心偏析的控制要求极高,所以低温集装箱罐车用钢SPA-HG开发对生产工艺,特别是炼钢工艺有非常严格的要求。
低温集装箱罐车用钢SPA-HG的合金设计:在低温集装箱罐车用钢SPA-HG化学成分设计上应以低碳,高磷、低硫和微合金化为主要设计思想,配合纯净钢技术和控轧控冷工艺;在生产上一是降低钢中非金属夹杂物含量,特别是对钢的耐腐蚀性能非常有害的MnS夹杂,并对夹杂物进行变性处理,使硫化物成细小弥撒分布,同时使组织均匀细化、致密。二是尽量添加Cu、Cr、Ni、P等耐腐蚀元素,提高耐腐蚀性能。
本发明:合金成分核心要求C 0.03-0.12%,Mn 0.20-0.50%,Si 0.20-0.60%,Al0.010-0.050%,Cr 0.30-0.85%,Cu 0.25-0.60%,P0.070-0.120%,S≤0.010%,Ni0.03-0.10%,余量为Fe及不可避免夹杂物。
其中低碳,高磷、低硫和微合金化为主要设计思想,P:能提高钢材耐候性的元素,在钢表面形成的电解质溶液中,它能促使钢的均匀溶解,避免点蚀,有助于在钢表面形成均匀的锈层,促使非晶态羟基致密保护膜的形成。Cu:可以促使钢的表面形成Cu2S钝化膜,从而抑制了阳极和阴极的电化学反应。Cr:铬的电极电位较低,能使钢具有钝化倾向。铬与铜配合在不存在活性碳情况下也能促进钝化,明显降低腐蚀速率,特别是更显著地降低孔蚀速率,从而提高低合金钢的耐硫酸露点腐蚀性能。
采用低碳,高磷、低硫和微合金化设计可以提高钢的耐腐蚀性能,低C低S控制,可以减少钢中的夹杂物,提高韧塑性。
低温集装箱罐车用钢SPA-HG具体方案如下:
精炼处理后进行钙质化,严格控制钢水中夹杂物(要求A、B、C、D类夹杂物≤2.0级,产品实物A类夹杂物为1.0级,B类夹杂物为0.5级,C类夹杂物为0.5级,D类夹杂物为1.0级);全过程采用保护浇注。加热制度:确保板坯出炉温度≥1200℃;精轧出口温度目标860℃;卷取温度目标560℃。
实施例1:
一种低温液体集装箱罐车用钢,采用SPA-HG热轧卷板,其组分及重量百分比含量为:C 0.09%,Mn 0.35%,Si 0.35%,Al 0.020%,Cr 0.70%,Cu 0.30%,P 0.085%,S0.009%,Ni 0.05%,余量为Fe及不可避免夹杂物。
一、炼钢
1、原料工序
预处理入炉S=0.003%,扒净渣;采用精料废钢。
2、钢包工序
要求红罐受钢;确保钢包透气性、自浇性;钢包清洁无残钢、残渣;钢包使用要考虑喂钙。
3、转炉工序
转炉拉碳一次命中、避免点吹;出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、钼铁、高铬合金化;出钢前钢包氩气吹扫,控制出钢口、避免散流,钢包Als按0.012%控制;要求钢包N=21ppm挡渣出钢,严格控制进入钢包中的渣量。
4、精炼工序
要求LF处理过程保持微正压,严格控制LF增N,要求增N量=6ppm;LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣,严格控制吹氩强度,尽量避免钢液裸露;LF处理后进行钙质处理,严格控制钢水中夹杂物。
5、连铸工序
采用长水口保护浇注,引流及敞浇浇注时间尽量缩短。开浇前采用氩气吹扫中包,浇注过程做到无钢液裸露,严格控制水口吸N,控制增N=2ppm;采用高碱度中包渣,以便钢中夹杂物的去除;浇钢过程投入软压下功能;浇钢过程保持恒拉速;中包按过热度=20℃控制。
二、热轧
1、板坯和加热区域
板坯出炉温度=1250℃。控制加热炉炉膛气氛,减少铸坯氧化铁皮的生成,保证加热温度均匀。
2、荒轧、精轧、卷取区域
做好精轧模型的负荷分配,保证轧制稳定性;精轧出口温度目标860℃;卷取温度目标560℃。冷却模式前段连续冷却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制。
实施例2
一种低温液体集装箱罐车用钢,采用SPA-HG热轧卷板,其组分及重量百分比含量为:C 0.12%,Mn 0.50%,Si 0 0.60%,Al 0.050%,Cr 0.85%,Cu 0.60%,P0.120%,S0.010%,Ni 0.10%,余量为Fe及不可避免夹杂物。
一、炼钢
1、原料工序
预处理入炉S=0.005%,扒净渣;采用精料废钢。
2、钢包工序
要求红罐受钢;确保钢包透气性、自浇性;钢包清洁无残钢、残渣;钢包使用要考虑喂钙。
3、转炉工序
转炉拉碳一次命中、避免点吹;出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、钼铁、高铬合金化;出钢前钢包氩气吹扫,控制出钢口、避免散流,钢包Als按0.015%控制;要求钢包N=30ppm挡渣出钢,严格控制进入钢包中的渣量。
4、精炼工序
要求LF处理过程保持微正压,严格控制LF增N,要求增N量=10ppm;LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣,严格控制吹氩强度,尽量避免钢液裸露;LF处理后进行钙质处理,严格控制钢水中夹杂物。
5、连铸工序
采用长水口保护浇注,引流及敞浇浇注时间尽量缩短。开浇前采用氩气吹扫中包,浇注过程做到无钢液裸露,严格控制水口吸N,控制增N=5ppm;采用高碱度中包渣,以便钢中夹杂物的去除;浇钢过程投入软压下功能;浇钢过程保持恒拉速;中包按过热度=35℃控制。
二、热轧
1、板坯和加热区域
板坯出炉温度=1200℃。控制加热炉炉膛气氛,减少铸坯氧化铁皮的生成,保证加热温度均匀。
2、荒轧、精轧、卷取区域
做好精轧模型的负荷分配,保证轧制稳定性;精轧出口温度目标860℃;卷取温度目标560℃。冷却模式前段连续冷却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制。
实施例3
一种低温液体集装箱罐车用钢,采用SPA-HG热轧卷板,其组分及重量百分比含量为:C 0.03%,Mn 0.20%,Si 0.20%,Al 0.010%,Cr 0.30%,Cu 0.25%,P0.070%,S0.12%,Ni0.03%,余量为Fe及不可避免夹杂物。
一、炼钢
1、原料工序
预处理入炉S=0.002%,扒净渣;采用精料废钢。
2、钢包工序
要求红罐受钢;确保钢包透气性、自浇性;钢包清洁无残钢、残渣;钢包使用要考虑喂钙。
3、转炉工序
转炉拉碳一次命中、避免点吹;出钢采用低碳低磷锰铁、硅铁、钼铁、高铬合金化;出钢前钢包氩气吹扫,控制出钢口、避免散流,钢包Als按0.005%控制;要求钢包N=17ppm挡渣出钢,严格控制进入钢包中的渣量。
4、精炼工序
要求LF处理过程保持微正压,严格控制LF增N,要求增N量=6ppm;LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣,严格控制吹氩强度,尽量避免钢液裸露;LF处理后进行钙质处理,严格控制钢水中夹杂物。
5、连铸工序
采用长水口保护浇注,引流及敞浇浇注时间尽量缩短。开浇前采用氩气吹扫中包,浇注过程做到无钢液裸露,严格控制水口吸N,控制增N=2ppm;采用高碱度中包渣,以便钢中夹杂物的去除;浇钢过程投入软压下功能;浇钢过程保持恒拉速;中包按过热度=21℃。
二、热轧
1、板坯和加热区域
板坯出炉温度=1350℃。控制加热炉炉膛气氛,减少铸坯氧化铁皮的生成,保证加热温度均匀。
2、荒轧、精轧、卷取区域
做好精轧模型的负荷分配,保证轧制稳定性;精轧出口温度目标860℃;卷取温度目标560℃。冷却模式前段连续冷却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制。
对比例1:
一种Q235B钢板,钢板化学成分按重量百分比计包括:C:0.17~0.19%;Si:0.18~0.28%;Mn:0.45~0.55%;P:≤0.02%;S:≤0.015%;Als:0.017~0.027%;Ca:0.001~0.0025%;其余为铁和不可避免杂质。
为保证低温液体集装箱罐车SPA-HG在使用过程中的耐腐蚀性能要求,进行了进行盐雾腐蚀对比试验。检验结果见表:
可见相对于几种常见的钢种Q235B钢种,本申请中提供的SPA-HG在使用过程中的耐腐蚀率大大提高。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种低温液体集装箱罐车用钢,其特征在于,采用SPA-HG热轧卷板,其组分及重量百分比含量为:C 0.03-0.12%,Mn 0.20-0.50%,Si 0.20-0.60%,Al 0.010-0.050%,Cr0.30-0.85%,Cu 0.25-0.60%,P0.070~0.120%,S≤0.010%,Ni 0.03-0.10%,余量为Fe及不可避免夹杂物。
2.根据权利要求1所述的一种低温液体集装箱罐车用钢,其特征在于,所述SPA-HG热轧卷板力学性能:屈服强度为458.3MPa,抗拉强度为582.9MPa,延伸率为31%。
3.一种低温液体集装箱罐车用钢的制备方法,其特征在于,精炼处理后进行钙质化,严格控制钢水中夹杂物;全过程采用保护浇注;加热制度:确保板坯出炉温度≥1200℃;精轧出口温度目标860℃;卷取温度目标560℃。
4.根据权利要求3所述的一种低温液体集装箱罐车用钢的制备方法,其特征在于,铁水预处理→转炉冶炼→炉外精炼→连铸→(2300热轧)加热→粗轧、精轧→控制冷却→卷取。
5.根据权利要求4所述的一种低温液体集装箱罐车用钢的制备方法,其特征在于,所述铁水预处理工序中,预处理入炉时要求S≤0.005%。
6.根据权利要求4所述的一种低温液体集装箱罐车用钢的制备方法,其特征在于,所述转炉精炼工序中,钢包Als按0.005-0.015%控制;钢包N≤30ppm。
7.根据权利要求4所述的一种低温液体集装箱罐车用钢的制备方法,其特征在于,所述炉外精炼工序中,LF处理过程保持微正压,增N量≤10ppm。
8.根据权利要求4所述的一种低温液体集装箱罐车用钢的制备方法,其特征在于,所述连铸工序中,水口吸N,控制增N≤5ppm;采用高碱度中包渣,中包按过热度≤35℃控制。
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