CN111187983A - 一种750MPa级特种集装箱专用钢及其制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于炼钢生产技术领域，具体提供了一种750MPa级特种集装箱专用钢，所述钢材的化学成分及质量百分比为：C：0.02～0.08％、Si：0.10～0.30％、Mn：1.5～2.0％、S：0.001～0.005％、P：0.003～0.012％、Cu：≤0.01％、Al：0.015～0.06％、Ca：0.0010～0.0050％、Nb：0.02～0.10％、Ti：0.08～0.18％、Mo：0.05～0.15％，N：0.0010～0.0040％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。以及提供了该钢种特定的制备工艺，包括铁水预处理‑转炉工序‑精炼工序‑连铸工序‑热轧工序。

Description

一种750MPa级特种集装箱专用钢及其制备工艺
技术领域
本发明属于炼钢生产技术领域，具体提供了一种750MPa级特种集装箱专用钢，以及提供了该种钢的制备工艺。
背景技术
一般来说，集装箱用钢是制造陆路、海洋运输集装箱的高技术含量、高附加值钢材，不仅要求其具有较高的强度和韧性指标，同时还要有良好的焊接性能等。随着集装箱行业的不断发展，对集装箱所用钢材的要求正趋向于高强度化、轻量化、减薄倾向等，特别是近年来，受世界贸易量增加、石油价格暴涨,航运成本猛增等因素的影响，运输行业迫切需要采用高强钢制造集装箱等交通运输工具以降低箱体自重、提高运输效率。如目前出口美国市场的53英尺和出口欧洲的45英尺集装箱，陆续采用抗拉强度750MPa级热轧钢板来制造箱体构件，受此影响，国内许多集装箱制造企业开始使用抗拉强度750MPa级热轧钢板来制造箱体构件和托挂车结构件，但是，在试用过程中，普遍存在强度高、韧性差、折弯开裂和焊接开裂等问题，影响到产品应用和市场推广。
部分钢厂通过添加昂贵的镍、铬和铜合金，在解决了特种集装箱用钢矛盾的同时，使集装箱制造成本增加，生产利润降低，尤其在目前国内集装箱市场竞争非常激烈，企业利润被大幅压缩，纷纷面临生存危机。
为了解决上述问题，亟需研制出一种应用于特种集装箱的生产工艺和方法，开发能满足特种集装箱鹅颈梁和结构件实际生产和性能需求的专用钢，降低企业生产成本，拉动内需，节能降耗，并实现大量出口，市场前景广阔。本发明的750MPa特种集装箱专用钢材价格略高于普通低合金钢的价格，利用本发明的750MPa级特种集装箱专用钢材在较好地解决了强韧性匹配、折弯开裂的同时，通过钢板厚度减薄、减轻自重，大幅度降低特种集装箱用钢的制造成本，提高其市场竞争力，在一定程度上减轻环境污染和降低碳排放量。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种750MPa级特种集装箱专用钢的生产工艺和方法，主要用于制造特种集装箱鹅颈梁、结构件等，该钢材的化学成分及质量百分比为：C：0.02～0.08％、Si：0.10～0.30％、Mn：1.5～2.0％、S：0.001～0.005％、P：0.003～0.012％、Cu：≤0.01％、Al：0.015～0.06％、Ca：0.0010～0.0050％、Nb：0.02～0.10％、Ti：0.08～0.18％、Mo：0.05～0.15％，N：0.0010～0.0040％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。
同时提供了针对该750MPa级特种集装箱专用钢的制备工艺，包括如下工艺步骤，
1)铁水预处理工序
预处理入炉S≤0.003％，扒净渣；采用精料废钢；
2)转炉工序
采用顶底复吹转炉冶炼，转炉拉碳一次命中、避免点吹；冶炼和出钢过程中，采用加入高锰、硅铁、钼铁和铌铁进行合金化；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，钢包Als按0.015-0.030％控制；要求钢包N≤30ppm。
3)精炼工序
采用LF钢包炉精炼，在处理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，同时加入钛铁进行合金化，严格控制吹氩强度，尽量避免钢液裸露；采用硅钙线钙处理，喂CaSi线400-500米/炉，使夹杂物充分的球化，改善产品性能。
4)连铸工序
全程进行保护浇注。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，以便于钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入轻压下功能；浇钢过程保持恒拉速；连铸过热度控制目标不大于30℃。板坯热过热装,剩余板坯放置在库内缓冷区。
5)热轧工序：
加热炉：加热温度1200～1240℃，保温时间控制在35min，控制加热炉炉膛气氛，采用均匀加热；
轧制、卷取部分：荒轧道次选择3+3模式控制；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度：≥850℃；卷取温度：≥550℃，冷却模式采用第六组开冷。
进一步的，为保证强韧性匹配，晶粒充分细小、均匀，所述的冷却模式采用空过前五组，从第六组开始，即，前五组喷水关闭，从第六组开始喷嘴全部打开，连续打水冷却，直到第九组结束。连续打水冷却。
进一步的，浇钢过程保持恒拉速，拉速控制在1.2m/min。
进一步的，步骤5)热轧工序中，轧制、卷取部分R1轧制3道次，R2轧制3道次。
本技术方案的优势在于：
该钢种特定的成分设计上，未加入传统用的昂贵的铬、镍成分，采用价格低廉的Ti强化，合金含量较低，钢液纯净，在保证钢种性能优异的基础上，节约成本。本钢种的成分设计结合其特定的制备工艺，使得高强集装箱钢的冷弯性能和低温冲击韧性，达到用户使用要求。力学性能上，各项指标达到要求，且富余量较充足。板形控制上，本工艺采用合理的加热温度、加热时间和保温时间，中温卷取温度等措施保证板形优良。获得细小均匀的组织，该组织为针状铁素体，晶粒度为12级以上，组织均匀细小，没有偏析现象。综上，使用本技术生产的750MPa级集装箱专用钢，体现出较高的成品质量和成材率，具有很好的经济效益。
具体实施方式
本发明提供一种750MPa级特种集装箱的专用钢的生产工艺和方法，通过添加一种或几种微合金元素，在一定配比下，使其具有良好强韧性、冷弯性能和焊接性能的高强钢。
本发明技术方案在化学成分设计上，未添加昂贵的镍、铬和铜合金的条件下，通过添加高钛低铌，与适当的钼结合，在保证满足特种集装箱要求的情况下，降低合金成本。
钼在低碳微合金钢中可以使“C曲线”右移，抑制先共析铁素体的形成，但对贝氏体转变的推迟作用较小，同时使珠光体最大转变速度的温度升高，贝氏体最大转变速度的温度降低，从而引起珠光体和贝氏体转变的“C曲线”明显分开，使得在相同冷却条件下更易发生贝氏体转变。研究发现，随钼含量的增加，推迟先共析铁素体转变的作用加强。奥氏体向先共析体的转变属于扩散型转变，在添加钼合金情况下，随着钼含量的增加，碳在奥氏体中的扩散激活能提高，从而使碳的扩散系数降低。此外，钼能降低碳化物形成元素(如铌等)的扩散能力，从而阻碍碳化物形成，推迟碳化物析出过程。因此钼强烈阻碍先共析铁素体的析出和长大，促进高密度位错亚结构的针状铁素体的形成。钼还延长铁素体形核的孕育期，而且降低铁素体晶粒的长大速率。
本发明基于上述优选成分含量的钢材是一种750MPa级特种集装箱专用钢，是专为特种集装箱鹅颈梁和结构件研究开发的专用钢材。这种钢材具有良好的冷弯性能和低温冲击韧性，在宽度为35mm，180°弯曲实验，d＝1.5a完好，又继续实验d＝1.0a，d＝0.5a完好；低温冲击韧性-40℃，10×5.0×55mm平均值达到110J，该专用钢的强度指标优于普通耐蚀钢，强度是普通耐蚀钢的2倍以上，并具有优良的冷弯性能和低温冲击韧性，这种钢材制造成本略高于普通耐蚀钢，应用到集装箱鹅颈梁、结构件等，可以满足技术性能要求，解决了强韧性和成形开裂的问题，可降低集装箱的制造成本，提高相关产业经济效益，促进集装箱行业发展和科学技术进步。
实施例1:
本发明提供一种750MPa级特种集装箱专用钢的生产工艺和方法，所述特种集装箱按照质量百分比，包括如下化学成分C：0.04％、Si：0.20％、Mn：1.55％、S：0.002％、P：0.004％、Cu：0.01％、Al：0.015％、Ca：0.0015％、Nb：0.02％、Ti：0.085％、Mo：0.05％、N：0.0015％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。
上述特种集装箱专用钢通过如下制备工艺制得，具体步骤为，
1)铁水预处理工序，经预处理后，入炉铁水S≤0.003％，扒净渣；采用精料废钢。
2)转炉冶炼
采用顶底复吹转炉冶炼(1#～7#转炉)，转炉拉碳一次命中、避免点吹；冶炼和出钢过程中，采用加入低碳低磷锰铁、硅铁配加锰、硅等，由于钼和铌比较稳定，钼铁和铌铁的合金化在出钢过程中进行；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，为了使钢液镇静完全，钢包Als按0.015～0.030％控制；要求钢包N≤0.0030％。
3)精炼工序
采用LF钢包炉精炼，在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，配加钛铁(含Ti70％)进行合金化，使钢中Ti0.085％，严格控制吹氩强度，避免钢液裸露；采用硅钙线钙处理，喂CaSi线420米，使夹杂物充分的球化，改善产品性能。
4)连铸工序
全程进行保护浇注。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，以便于钢中夹杂物的去除；浇钢过程投入轻压下功能；浇钢过程保持恒拉速；连铸过热度控制目标不大于30℃。板坯热过热装，剩余板坯放置在库内缓冷区。
5)热轧
加热炉部分：加热温度1200～1240℃，保温时间控制在35min，控制加热炉炉膛气氛，减少连铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀，为保证板型提供基础。
轧制、卷取部分
荒轧选择3+3模式控制；R1轧制3道次，R2轧制3道次，做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度设定：860℃；卷取温度：600℃，冷却模式采用前段冷却方式。保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面的实际情况，优化调整机架间冷却水量的控制；选择性的投入F1、F2机后小除鳞。
实施例2：
本发明提供一种750MPa级特种集装箱专用钢的生产工艺和方法，所述特种集装箱按照质量百分比，包括如下化学成分C：0.05％、Si：0.18％、Mn：1.62％、S：0.004％、P：0.009％、Cu：0.01％、Al：0.025％、Ca：0.0021％、Nb：0.029％、Ti：0.091％、Mo：0.08％、N：0.0021％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。
上述特种集装箱专用钢通过如下制备工艺获得，具体步骤如下：
1)铁水预处理工序，采用精料废钢，经预处理后，要求入炉铁水S≤0.003％，扒净渣。
2)转炉冶炼
采用在1#～7#顶底复吹转炉冶炼，要求转炉拉碳一次命中、避免点吹；冶炼和出钢过程中，采用加入低碳低磷锰铁、硅铁配加锰、硅等，由于钼和铌比较稳定，钼铁和铌铁的合金化在出钢过程中进行；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，为了使钢液镇静完全，钢包Als按0.015～0.030％控制；要求钢包N≤0.0030％。
3)精炼工序
采用LF钢包炉精炼，在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，配加钛铁(含Ti70％)进行合金化，使钢中Ti0.091％，严格控制吹氩强度，避免钢液裸露；喂入硅钙线进行钙处理，参考喂CaSi线450米，使夹杂物充分球化、上浮，保证产品质量和性能。
4)连铸工序
全程保护性浇注。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，以便于钢中夹杂物充分去除；浇钢过程投入轻压下功能；浇钢过程保持恒拉速；连铸过热度控制目标不大于30℃。根据合同，板坯热送热装，剩余板坯放置在库内缓冷区。
5)热轧
加热炉部分：加热温度1200～1240℃，保温时间控制在35min，控制加热炉炉膛气氛，减少连铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀，为保证板形提供基础。
轧制、卷取部分
荒轧选择第一架R1轧制3道次，第二架R2轧制3道次的模式生产；根据最终产品厚度的不同，做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度设定：860℃；厚度1.5～≤5.99mm，卷取温度设定：600℃，厚度6.0～≤10.0mm，卷取温度设定：580℃，冷却模式：前段冷却代码1。保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面氧化铁皮情况，优化调整机架间冷却水量的控制；选择性的投入F1、F2机后小除鳞。
实施例3：
本发明提供一种750MPa级特种集装箱专用钢的生产工艺和方法，所述特种集装箱按照质量百分比，包括如下化学成分C：0.06％、Si：0.25％、Mn：1.71％、S：0.003％、P：0.010％、Cu：0.01％、Al：0.03％、Ca：0.0026％、Nb：0.031％、Ti：0.12％、Mo：0.07％、N：0.0020％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。
上述特种集装箱专用钢通过如下制备工艺获得，具体步骤如下：
1)铁水预处理，经预处理后，要求入炉铁水S≤0.003％，扒净渣，避免回硫。
2)转炉冶炼
采用在1#～7#180吨顶底复吹转炉冶炼，拉碳一次命中、避免点吹；由于成品碳0.06％，冶炼和出钢过程中，配加低碳低磷锰铁、硅铁等，由于钼和铌的稳定性，钼铁和铌铁的合金化在出钢过程中进行；出钢前钢包采用氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，为了使钢液镇静完全，控制钢包Als0.015～0.030％之间；要求钢包N≤0.0030％。
3)精炼
采用LF钢包炉精炼，在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、萤石造流动性较好的还原渣，配加钛铁(含Ti70％)进行合金化，使钢中Ti0.12％，严格控制吹氩强度，避免钢液裸露；喂入硅钙线进行钙处理，参考喂CaSi线430米，使夹杂物充分球化、上浮，保证产品质量。
4)连铸
全程保护性浇注，开浇前采用氩气吹扫中包，浇注过程采用保护渣保护性浇铸，严格控制水口吸N，控制增N≤5ppm；采用高碱度中包渣，以便于钢中夹杂物充分去除；浇钢过程投入轻压下功能；浇钢过程保持恒拉速，拉速保持在1.1m/min；连铸过热度控制目标不大于30℃。根据合同，板坯热送热装，剩余板坯放置在库内缓冷区。
5)热轧
加热炉部分：加热温度1200～1240℃，保温时间控制在35min，控制加热炉炉膛气氛，减少连铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀，为保证板形提供基础。
轧制、卷取部分
荒轧选择第一架R1轧制3道次，第二架R2轧制3道次的模式生产；根据最终产品厚度的不同，做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度设定：860℃；厚度1.5～≤5.99mm，卷取温度设定：600℃，厚度6.0～≤10.0mm，卷取温度设定：580℃，冷却模式：前段冷却代码1。保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面氧化铁皮情况，优化调整机架间冷却水量的控制；选择性的投入F1、F2机后小除鳞。
实施例4：
本发明提供一种750MPa级特种集装箱专用钢的生产工艺和方法，所述特种集装箱按照质量百分比，包括如下化学成分C：0.02％、Si：0.30％、Mn：2.0％、S：0.001％、P：0.012％、Cu：0.009％、Al：0.06％、Ca：0.001％、Nb：0.1％、Ti：0.08％、Mo：0.15％、N：0.001％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。
上述特种集装箱专用钢通过如下制备工艺获得，具体步骤如下：
1)铁水预处理工序，采用精料废钢，经预处理后，要求入炉铁水S≤0.003％，扒净渣。
2)转炉冶炼
采用在1#～7#顶底复吹转炉冶炼，要求转炉拉碳一次命中、避免点吹；冶炼和出钢过程中，采用加入低碳低磷锰铁、硅铁配加锰、硅等，由于钼和铌比较稳定，钼铁和铌铁的合金化在出钢过程中进行；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，为了使钢液镇静完全，钢包Als按0.015～0.030％控制；要求钢包N≤0.0030％。
3)精炼工序
采用LF钢包炉精炼，在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，配加钛铁(含Ti70％)进行合金化，使钢中Ti0.091％，严格控制吹氩强度，避免钢液裸露；喂入硅钙线进行钙处理，参考喂CaSi线450米，使夹杂物充分球化、上浮，保证产品质量和性能。
4)连铸工序
全程保护性浇注。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，以便于钢中夹杂物充分去除；浇钢过程投入轻压下功能；浇钢过程保持恒拉速；连铸过热度控制目标不大于30℃。根据合同，板坯热送热装，剩余板坯放置在库内缓冷区。
5)热轧
加热炉部分：加热温度1200～1240℃，保温时间控制在35min，控制加热炉炉膛气氛，减少连铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀，为保证板形提供基础。
轧制、卷取部分
荒轧选择第一架R1轧制3道次，第二架R2轧制3道次的模式生产；根据最终产品厚度的不同，做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度设定：860℃；厚度1.5～≤5.99mm，卷取温度设定：600℃，厚度6.0～≤10.0mm，卷取温度设定：580℃，冷却模式：前段冷却代码1。保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面氧化铁皮情况，优化调整机架间冷却水量的控制；选择性的投入F1、F2机后小除鳞。
实施例5：
本发明提供一种750MPa级特种集装箱专用钢的生产工艺和方法，所述特种集装箱按照质量百分比，包括如下化学成分C：0.08％、Si：0.10％、Mn：1.5％、S：0.005％、P：0.003％、Cu：0.009％、Al：0.025％、Ca：0.005％、Nb：0.029％、Ti：0.18％、Mo：0.08％、N：0.004％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。
上述特种集装箱专用钢通过如下制备工艺获得，具体步骤如下：
1)铁水预处理工序，采用精料废钢，经预处理后，要求入炉铁水S≤0.003％，扒净渣。
2)转炉冶炼
采用在1#～7#顶底复吹转炉冶炼，要求转炉拉碳一次命中、避免点吹；冶炼和出钢过程中，采用加入低碳低磷锰铁、硅铁配加锰、硅等，由于钼和铌比较稳定，钼铁和铌铁的合金化在出钢过程中进行；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，为了使钢液镇静完全，钢包Als按0.015～0.030％控制；要求钢包N≤0.0030％。
3)精炼工序
采用LF钢包炉精炼，在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，配加钛铁(含Ti70％)进行合金化，使钢中Ti0.091％，严格控制吹氩强度，避免钢液裸露；喂入硅钙线进行钙处理，参考喂CaSi线450米，使夹杂物充分球化、上浮，保证产品质量和性能。
4)连铸工序
全程保护性浇注。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，以便于钢中夹杂物充分去除；浇钢过程投入轻压下功能；浇钢过程保持恒拉速；连铸过热度控制目标不大于30℃。根据合同，板坯热送热装，剩余板坯放置在库内缓冷区。
5)热轧
加热炉部分：加热温度1200～1240℃，保温时间控制在35min，控制加热炉炉膛气氛，减少连铸坯氧化铁皮的生成，保证加热温度均匀，为保证板形提供基础。
轧制、卷取部分
荒轧选择第一架R1轧制3道次，第二架R2轧制3道次的模式生产；根据最终产品厚度的不同，做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度设定：860℃；厚度1.5～≤5.99mm，卷取温度设定：600℃，厚度6.0～≤10.0mm，卷取温度设定：580℃，冷却模式：前段冷却代码1。保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面氧化铁皮情况，优化调整机架间冷却水量的控制；选择性的投入F1、F2机后小除鳞。
针对上述实施例1、实施例2与实施例3制备的钢种进行力学性能测试，结果如下表1所示：
表1实施例的力学性能
Figure BDA0002385052600000121
对比例1
对比试验提供了一种低合金结构钢钢材，按照质量百分比，包括如下化学成分C：0.06％、Si：0.08％、Mn：0.68％、S：0.005％、P：0.0011％、Als：0.023％、Ti:0.049％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。
上述低合金结构钢通过如下制备工艺制得，具体步骤为，
1)铁水预处理：经过铁水预处理入炉，要求铁水硫含量≤0005％，扒净渣。
2)转炉：转炉拉碳一次命中、避免点吹；在冶炼过程中加入高锰、硅铁等合金，配加锰、硅。
3)精炼：采用LF钢包炉精炼工艺，对钢中的0、N严格控制，要求LF处理过程保持微正压，增N量≤10ppm；采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣，控制吹氩流量67l/min.t，避免钢液裸露；精炼过程中配加TiFe合金，使钢中的Ti达到内控范围。
4)全程保护浇注：开浇前采用氩气吹扫中包，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，以便去除钢中夹杂物，使钢中的夹杂物充分上浮；浇钢过程投入轻压下功能。浇钢过程保持恒拉速；连铸过热度≤30℃。在浇铸1/2时取样分析成品成分，根据合同，板坯切割成定尺长度，板坯热过热装。
5)热轧：
加热炉部分：加热温度1220～1260℃，目标出炉温度1200～1240℃。保证加热时间充分，温度均匀，为保证板形提供基础。
轧制、卷取部分：荒轧选择3+3模式；R1轧制3道次，R2轧制3道次，为保证轧制稳定性，做好精轧模型的负荷分配；精轧开轧温度：950～1000℃；终轧温度：850～890℃；卷取温度：580～620℃。冷却采用从第二组开始间歇冷却模式，代码3。保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面氧化铁皮情况，选择性的投入F1、F2机后小除鳞，优化调整机架间冷却水量的控制。
对比例2
对比试验提供了一种低合金结构钢材，按照质量百分比，包括如下化学成分C：0.07％、Si：0.13％、Mn：0.72％、S：0.006％、P：0.015％、Als：0.035％、Ti:0.055％、，其余为Fe和其他不可避免的杂质。
上述低合金结构钢通过如下制备工艺制得，具体步骤为，
1)铁水预处理：经过铁水预处理入转炉，要求铁水硫含量≤0005％，扒净渣。
2)转炉：转炉拉碳一次命中、避免点吹；冶炼过程中加入高锰、硅铁等合金，配加锰、硅；。
3)精炼：LF精炼，对钢中的O、N进行控制，保持微正压，增N量要求≤10ppm；选用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣，控制吹氩流量66.7l/min.t，避免钢液裸露；LF加入TiFe合金化，使钢中的Ti含量达到内控标准范围。
4)全程保护浇注：开浇前采用氩气吹扫中包，无钢液裸露，严格控制水口吸氮，控制增N≤5ppm；选用高碱度中包渣，使钢中夹杂物上浮、去除；浇铸末期投入轻压下功能，压下量6.9mm。保持恒拉速浇铸，拉速保持在1.2m/min；连铸过热度≤30℃。在浇铸1/2时取成品分析样，根据合同，板坯切割成定尺长度10.5m，板坯热送热装。
5)热轧：
加热炉：加热温度1220～1260℃，目标出炉温度1200～1240℃。控制加热温度和加热时间，保证加热温度均匀、加热时间充分，为保证板形提供基础。
轧制、卷取：荒轧选择3+3模式；R1轧制3道次，R2轧制3道次，做好精轧机组的负荷分配；精轧开轧温度：950～1000℃；终轧温度：850～900℃；卷取温度：580～620℃。冷却采用从第二组开始，间歇冷却，代码3。保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面除磷情况，选择性的投入F1、F2机后小除鳞，优化调整机架间冷却水量的控制。
对比例3
对比试验提供了一种低合金结构钢材，按照质量百分比，包括如下化学成分C：0.08％、Si：0.23％、Mn：0.79％、S：0.004％、P：0.019％、Als：0.055％、Ti:0.62％、，其余为Fe和其他不可避免的杂质。
上述低合金结构钢通过如下制备工艺制得，具体步骤为，
1)铁水预处理：要求铁水硫含量≤0005％，扒净渣兑入转炉。
2)转炉：转炉拉碳一次命中、避免点吹；在冶炼过程中加入高锰、硅铁等合金，配加硅、锰。
3)精炼：LF精炼，对钢中的O、N进行控制，保持微正压，增N量要求≤10ppm；选用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣，控制吹氩流量67l/min.t，避免钢液裸露；加入TiFe合金化，使钢中的Ti含量达到内控标准范围。
4)全程保护性浇注：控制水口吸氮，控制增N≤5ppm；浇铸前采用氩气吹扫中包，选用适当的高碱度中包渣，使钢中夹杂物上浮、去除；浇铸末期投入轻压下功能，压下量6.7mm，拉速控制在1.1m/min；连铸过热度≤30℃。在连铸机浇铸1/2时取成品样，根据合同，板坯切割成定尺长度10.5m，板坯热过热装。
5)热轧：
加热炉：板坯出炉温度1200～1240℃，保证加热温度均匀、加热时间充分，为保证板形提供基础。
轧制、卷取：荒轧选择R1轧制3道次，R2轧制3道次，做好精轧负荷分配；精轧开轧温度：940～990℃；终轧温度：840～890℃；卷取温度：590～630℃。冷却采用从第二组开始，间隙冷却模式，代码3。保证终轧、卷取温度的精确控制；根据带钢表面除磷情况，选择性的投入F1、F2机后小除鳞，优化机架间冷却水量的控制。
针对上述对比例1、对比例2与对比例3制备的钢种进行力学性能测试，结果如下表3、表4所示：
表3比较例的力学性能检验结果
Figure BDA0002385052600000151
Figure BDA0002385052600000161
从实施例和比较例的力学性能实验结果来看，实施例1-3分别采用在C-Mn钢基础上，添加高钛、低铌和钼等元素复合强化采用特定的组分配比与对应的工艺参数相结合，所制备的钢材，在钢种性能测试上：力学性能与冲击性能均优于采用单一添加钛的对比例钢种成分。一般情况下，特种集装箱的鹅颈梁和结构件采用厚度为6.0-8.0mm的低合金结构钢，为了达到集装箱高强减薄、轻量化的目的，本技术方案的实施例采用了高钛、低铌和钼复合强化，在提高钢板强度的同时，也提高钢板的韧性，使集装箱的鹅颈梁和结构件的厚度6.0-8.0mm，减为4.0-6.0mm，因此采用高钛、低铌和钼复合强化效果要优于原有的工艺。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种750MPa级特种集装箱专用钢，其特征在于：所述钢材的化学成分及质量百分比为：C：0.02～0.08％、Si：0.10～0.30％、Mn：1.5～2.0％、S：0.001～0.005％、P：0.003～0.012％、Cu：≤0.01％、Al：0.015～0.06％、Ca：0.0010～0.0050％、Nb：0.02～0.10％、Ti：0.08～0.18％、Mo：0.05～0.15％，N：0.0010～0.0040％，其余为Fe和其他不可避免的杂质。
2.一种750MPa级特种集装箱专用钢的制备工艺，其特征在于：包括如下工艺步骤，
1)铁水预处理：预处理入炉S≤0.003％，扒净渣；
2)转炉工序：采用顶底复吹转炉冶炼，转炉拉碳一次命中；冶炼和出钢过程中，加入高锰、硅铁、钼铁和铌铁进行合金化；出钢前钢包氩气吹扫，控制出钢口、避免散流，钢包Als按0.015～0.030％控制，要求钢包N≤30ppm；
3)精炼工序：采用LF钢包炉精炼，处理过程保持微正压，严格控制LF增N，要求增N量≤10ppm；采用硅钙线钙处理，规格喂CaSi线400-500米/炉；LF采用活性石灰、萤石造流动性好的还原渣，同时加入钛铁进行合金化；
4)连铸工序：全程进行保护浇注：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，浇钢过程投入轻压下功能；连铸过热度控制目标不大于30℃；板坯热过热装,剩余板坯放置在缓冷区；
5)热轧工序：
加热炉：加热温度1200～1240℃，保温时间控制在35min，控制加热炉炉膛气氛，采用均匀加热；
轧制、卷取部分：荒轧道次选择3+3模式控制；做好精轧模型的负荷分配，保证轧制稳定性；终轧温度：≥850℃；卷取温度：≥550℃，冷却模式采用第六组开冷。
3.如权利要求2所述的一种750MPa级特种集装箱专用钢的制备工艺，其特征在于：所述的冷却模式采用前五组喷水关闭，从第六组开始喷嘴全部打开，连续打水冷却，直到第九组结束。
4.如权利要求2所述的一种750MPa级特种集装箱专用钢的制备工艺，其特征在于：浇钢过程保持恒拉速，拉速控制在1.2m/min。
5.如权利要求2所述的一种750MPa级特种集装箱专用钢的制备工艺，其特征在于：步骤5)热轧工序中的轧制、卷取部分其中R1轧制3道次，R2轧制3道次。
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