CN111719081A - 一种集装箱用钢优化合金降低成本的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及耐候钢领域，具体为一种集装箱用钢优化合金降低成本的控制方法。按质量百分数计，集装箱用钢SPA‑H的化学成分为：C 0.05～0.07；Si 0.25～0.40；Mn 0.35～0.45；P 0.080～0.100；S≤0.018；Cr 0.35～0.50；Ni 0.07～0.12；Cu 0.25～0.35；Als 0.010～0.050；其余为Fe。屈服强度≥355MPa，抗拉强度490～630MPa，伸长率≥22％。采用高碳铬铁合金进行化学元素铬的控制。本发明优化合金化元素控制，合金元素符合钢种成分要求，生产工艺完善、产品质量稳定、产品化学成分均匀、钢的洁净度高、钢坯质量高的组织性能均匀稳定、表面质量好等。

Description

一种集装箱用钢优化合金降低成本的控制方法
技术领域
本发明涉及耐候钢领域，具体为一种集装箱用钢优化合金降低成本的控制方法。
背景技术
耐候钢即耐大气腐蚀钢，是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列，耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成，具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性；耐候性为普碳钢的2～8倍，涂装性为普碳钢的1.5～10倍。同时，它具有耐锈，使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗，省工节能等特点。耐候钢主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中使用的钢结构。用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。
其中，集装箱板SPA-H钢种合金优化时，在实际的控制中C、Mn、Cr、Ni的含量波动，造成对钢材屈服强度、抗拉强度、伸长率等的影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种集装箱用钢优化合金降低成本的控制方法，优化合金化元素控制，合金元素符合钢种成分要求，生产工艺完善、产品质量稳定、产品化学成分均匀、钢的洁净度高、钢坯质量高的组织性能均匀稳定、表面质量好等。
本发明的技术方案是：
一种集装箱用钢优化合金降低成本的控制方法，按质量百分数计，集装箱用钢SPA-H的化学成分为：
C 0.05～0.07；Si 0.25～0.40；Mn 0.35～0.45；P 0.080～0.100；S≤0.018；Cr0.35～0.50；Ni 0.07～0.12；Cu 0.25～0.35；Als 0.010～0.050；其余为Fe。
所述的集装箱用钢优化合金降低成本的控制方法，屈服强度≥355MPa，抗拉强度490～630MPa，伸长率≥22％。
所述的集装箱用钢优化合金降低成本的控制方法，采用高碳铬铁合金进行化学元素铬的控制。
本发明的优点及有益效果是：
⑴本发明合金优化降低生产成本后SPA-H对应规格屈服强度平均值基本相当，抗拉强度平均值略高20MPa，可以看出，板材各产线降成本对热卷性能影响不大。
⑵本发明合金优化降低生产成本后SPA-H伸长率稳定，极差值控制合理，技术经济效益和社会效益显著，具有很大的成本优势和市场前景。
具体实施方式
在具体实施过程中，耐候钢指具有保护锈层耐大气腐蚀，可用于制造车辆、桥梁、塔架、集装箱等钢结构的低合金结构钢。与普碳钢相比，耐候钢在大气中具有更优良的抗蚀性能。与不锈钢相比，耐候钢只有微量的合金元素，诸如磷、铜、铬、镍、钼、铌、钒、钛等，合金元素总量仅占百分之几，而不像不锈钢那样，达到百分之十几，因此价格较为低廉。钢中加入磷、铜、铬、镍等微量元素后，使钢材表面形成致密和附着性很强的保护膜，阻碍锈蚀往里扩散和发展，保护锈层下面的基体，以减缓其腐蚀速度。在锈层和基体之间形成的约50μm～100μm厚的非晶态尖晶石型氧化物层致密且与基体金属黏附性好，由于这层致密氧化物膜的存在，阻止了大气中氧和水向钢铁基体渗入，减缓了锈蚀向钢铁材料纵深发展，大大提高了钢铁材料的耐大气腐蚀能力。耐候钢是可减薄使用、裸露使用或简化涂装，而使制品抗蚀延寿、省工降耗、升级换代的钢系，也是一个可融入现代冶金新机制、新技术、新工艺而使其持续发展和创新的钢系。
针对这些要求，集装箱用钢SPA-H的成分控制简要说明如下：
⑴C：C虽然可以提高屈服强度和抗拉强度，但对韧性不利，控制C0.05～0.07。
⑵Mn和Si：合金元素Mn和Si是钢的重要强化元素，其强化效应主要来自固溶强化和组织强化，同时Mn和Si又是重要脱氧剂，控制Si 0.25～0.40、Mn 0.35～0.45。
⑶Cu、P：是赋于钢以耐候性的元素，但又助长焊接裂纹，特别是当含P量超过0.1％影响更大。此系因当焊接金属凝固时，P促进低熔点夹杂物生成既易产生高温裂纹，又增加低温裂纹敏感性，使焊缝的延展性和韧性变坏。然而P对钢的有害作用与钢种含C量有关，降低含C量而使钢中C和P的总量不超过0.25％时，则可防止冷脆倾向，控制Cu 0.25～0.35、P0.080～0.100。
⑷Cr：铬元素能够在钢的表面形成致密的氧化膜，提高钢的钝化能力，控制Cr0.35～0.50。
⑸Ni：镍是一种比铁稳定的元素，加入镍提高钢的自腐蚀电位，增加钢的稳定性，但其钝化作用不如铬，控制Ni 0.07～0.12。
集装箱用钢SPA-H采用精料入炉→冶炼(转炉、电炉)→微合金化处理→钢包底吹氩→LF炉精炼→低过热度连铸→控轧控冷等工艺路线。在冶炼时，废钢随炉料一起加入炉内，按常规工艺冶炼，出钢后加入脱氧剂及合金，钢水经吹氩处理后，随即进行浇铸，吹氩调温后的钢水经连铸机铸成板坯。
表1集装箱用钢SPA-H成分(wt％)
C Si Mn P S Cr Ni Cu Als Fe
实施例1 0.06 0.32 0.43 0.086 0.011 0.41 0.09 0.28 0.026 余
实施例2 0.05 0.37 0.38 0.095 0.015 0.37 0.08 0.26 0.013 余
实施例3 0.07 0.28 0.42 0.082 0.009 0.46 0.10 0.33 0.039 余
表2集装箱用钢SPA-H性能统计
Figure BDA0002002955200000031
实施例结果表明：
⑴在集装箱SPA-H钢种生产中，在保证力学性能合格的前提下，采取价格优势的高碳铬铁合金优化进行化学元素铬的控制，保证钢材屈服强度、抗拉强度、伸长率等符合质量需要。
⑵耐候钢向降低碳含量方向发展，并利用微合金化和组织强化等措施提高强度，既保证了焊接性，同时又获得高强度和高韧性。

Claims (3)

1.一种集装箱用钢优化合金降低成本的控制方法，其特征在于，按质量百分数计，集装箱用钢SPA-H的化学成分为：
C 0.05～0.07；Si 0.25～0.40；Mn 0.35～0.45；P 0.080～0.100；S≤0.018；Cr 0.35～0.50；Ni 0.07～0.12；Cu 0.25～0.35；Als 0.010～0.050；其余为Fe。
2.按照权利要求1所述的集装箱用钢优化合金降低成本的控制方法，其特征在于，屈服强度≥355MPa，抗拉强度490～630MPa，伸长率≥22％。
3.按照权利要求1所述的集装箱用钢优化合金降低成本的控制方法，其特征在于，采用高碳铬铁合金进行化学元素铬的控制。
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