CN111922085A

CN111922085A - 一种提高钢板防锈蚀能力的钢的生产方法

Info

Publication number: CN111922085A
Application number: CN202010606362.0A
Authority: CN
Inventors: 李裔; 刘吉文; 刘海浪; 苏俊杰
Original assignee: Hunan Valin Xiangtan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Hunan Valin Xiangtan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2020-06-29
Filing date: 2020-06-29
Publication date: 2020-11-13

Abstract

一种提高钢板防锈蚀能力的钢的生产方法，钢的化学成分重量百分比为C≤0.20，Si=0.15～0.55，Mn=0.45～1.60，P≤0.040，S≤0.040，Nb≤0.065，Ti≤0.025%，Al=0.01～0.05，Ni≤0.55%，Cu≤0.65%，V≤0.1%，Ni≤0.013，A1t=0.01～0.05，余量为铁和必不可少的杂质。本发明分析精轧阶段以及冷却过程中生成的氧化铁皮与精轧的轧辊材质、开轧温度、终轧温度、除鳞道次、轧制速度、压下率等因素之间的关系，通过调整轧制工艺，提高钢板的抗锈蚀能力。该方法利用钢厂现有设备和工艺条件，既不增加投资和生产成本，又提高了生产效率，节能减耗。用本方法生产的钢板可广泛应用于造船、桥梁、压力容器、建筑及工程机械等多个领域。

Description

一种提高钢板防锈蚀能力的钢的生产方法

所属领域

本发明属于冶金技术领域，涉及一种提高钢板防锈蚀能力的钢的生产方法。

背景技术

由于国际海事组织的《新涂装PSPC标准》的实施，以及严峻的国内和国际市场形势等原因，使船东和造船厂对造船原料的表面质量要求日益提高。中厚板氧化铁皮不易去除、铁皮压入、表面红锈、带状“麻点”及“麻面”等典型的表面质量问题，严重阻碍了产品档次的提升。中厚板氧化铁皮问题是目前各个生产厂家一直存在、且没有得到根本性解决的一个问题。

发明内容

本发明旨在提供一种提高钢板防锈蚀能力的钢的生产方法，其代表规格为20mm以下的中薄板，通过在轧制过程中形成一层致密的氧化铁皮保护膜，保证钢板基体不被锈蚀，从而就能保证钢板经过抛丸后不会留下锈蚀凹坑，或者“红锈”等表面质量缺陷。

一种提高钢板防锈蚀能力的钢的生产方法，钢的化学成分重量百分比为C≤0.20，Si=0.15～0.55，Mn=0.45～1.60，P≤0.040，S≤0.040，Nb≤0.065，Ti≤0.025%，Al=0.01～0.05，Ni≤0.55%，Cu≤0.65%，V≤0.1%，Ni≤0.013，A1t=0.01～0.05，余量为铁和必不可少的杂质；关键工艺步骤包括：

（1）轧辊准备：精轧采用高镍铬轧辊；

（2）加热炉出钢温度1160℃～1180℃，终轧温度在980℃～1000℃，使中间待温过程不生成大量的黑色鳞片状二次氧化铁皮；

（3）粗轧机出口至精轧机入口的中间待温段辊道冷却水关闭，中间坯待温阶段不进行除鳞和水冷降温操作，以保证精轧前钢板表面形成均匀的二次氧化铁皮；

（4）精轧采用第一、二道次除鳞，终轧温度760℃～790℃，最后2道次限速4m/s和3m/s，送钢速度2m/S以内，保证形成的氧化铁皮厚度在20～30mm，致密性较好；

（5）精轧第3～7道次中至少有一道次压下率满足下列要求：宽度≤2500mm的钢板压下率≮22%，2500～3000mm的钢板压下率≮20%，3000mm以上的钢板压下率≮18%；

（6）轧后钢板不进行任何形式的水冷，保留精轧阶段形成的外层致密稳定的Fe₃O₄和少量Fe₂O₃保护膜，避免冷却过程中钢板内层氧化铁皮的过多氧化。

采用本发明方法获得的钢板为钢水冶炼并连铸成板坯，其代表规格为20mm以下的中薄板，表面氧化铁皮厚度20～40μm。

本发明主要从以下几方面来提高产品的防锈蚀能力：

（1）加热炉残氧量影响。在保证均热段合理的加热温度下，采用较低的空气系数，在加热段控制空气量在接近理论空气需要量的水平，均热段控制在比理论空气需要量稍高，从而降低高温钢坯附近的氧气浓度以降低其氧化烧损率。

（2）轧辊材质影响。高镍铬轧辊摩擦系数大，在轧制过程中，将钢板表面产生的三次氧化铁皮均匀压入钢板，形成比较致密而且厚度比较厚的表面氧化铁皮膜。

（3）除磷道次的影响。选择好合适的时机除鳞至关重要，因为在钢板高温阶段产生的氧化铁皮主要为FeO和Fe₂O₃，生疏而且不均匀，因此在前几道次将生成的不均匀的氧化铁皮除掉，保证钢板在轧制的后几道次再生成致密而且厚度合适的氧化铁皮。因此，从现场的情况来看，既要保证钢板无氧化铁皮压入，又要保证钢板氧化铁皮均匀，必须在精轧的前几道次除鳞。

（4）终轧温度影响。在传统TMCP 轧制过程中，粗轧和待温过程中二次鳞成长较快，其主要成分是FeO，这个过程的氧化是不可避免的，所以采取“高温快轧”可以有效抑制生成疏松的氧化铁皮，但当精轧段温度较高时，具备三次鳞反复生成条件，三次鳞多，且被压入钢板的高压水除不干净，使钢板表面出现麻坑和红色铁皮等缺陷。利用900～750 ℃温度区间，氧化铁皮基本停止增长，各层氧化铁皮较为稳定的特点，采用低温开轧，发现板面生成的氧化铁皮非常致密。而且在低温轧制时，生成均匀的氧化铁皮和基体结合的强度更加大，在运输过程中，不容易与掉落，因此对基体的保护起到非常重要的作用。

（5）轧制速度和压下率的影响。随压下率的增加一次氧化铁皮厚度明显减低，二次氧化铁皮基本保持不变；随轧制速度的增加，一次氧化铁皮厚度显著减低，二次氧化铁皮厚度基本不变；较大压下率依然可以显著降低氧化铁皮表面粗糙度，随轧制速度增加，表面粗糙度先增加后减低，当轧制速度大于3 .5m/ s 时，轧制速度越快，表面粗糙度越低。

本发明的有益效果：（1）在现有设备条件下，通过对钢的化学组成范围的设计，调整生产工艺，将原来对钢板表面质量影响巨大的氧化铁皮转变成一种对钢板基体起保护作用的保护膜，从而使提高钢板防锈蚀能力得以有效提高；（2）使钢板的氧化铁皮压入、麻点、锈蚀凹坑等表面质量缺陷得到根本性的改善，确保表面质量合格率98%以上；（3）生产方法可广泛应用于造船、桥梁、压力容器、建筑及工程机械等多个领域，有效提高钢板防锈蚀能力。

附图说明

图1为本发明方法轧制温度与氧化铁皮的关系图。

图2为本发明实施例中氧化铁皮断面形貌显微图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

一种提高钢板防锈蚀能力的钢的生产方法。连铸坯厚度范围100～300mm；轧后钢板厚度规格6～20mm。钢的化学组成如表1。表1中除所列成分外，其余为Fe和微量杂质；元素含量为空格的表示为微量未检出。

实例1：

普通船板钢生产方法。采用220mm的板坯，加热炉出钢温度1190℃，终轧温度在1000℃；粗轧机出口至精轧机入口的中间待温段辊道冷却水关闭，中间坯待温阶段不进行除鳞和水冷降温操作；精轧采用高镍铬轧辊，采用第一、二道次除鳞，终轧温度760℃～790℃，最后2道次限速4m/s和3m/s，送钢速度2m/S以内；精轧第3道次压下率大于22%，轧后钢板不进行任何形式的水冷进行自然冷却。采用上述方法获得的钢板表面氧化铁皮厚度20～40μm。

实例2：

桥梁用钢生产方法。采用300mm的板坯，加热炉出钢温度1180℃，终轧温度在1000℃；粗轧机出口至精轧机入口的中间待温段辊道冷却水关闭，中间坯待温阶段不进行除鳞和水冷降温操作；精轧采用高镍铬轧辊，采用第一、二道次除鳞，终轧温度780℃～790℃，最后2道次限速4m/s和3m/s，送钢速度2m/s以内；精轧第5道次压下率大于18%，轧后钢板不进行任何形式的水冷进行自然冷却。采用上述方法获得的钢板表面氧化铁皮厚度20～35μm。

实例3：

压力容器用钢生产方法。采用300mm的板坯，加热炉出钢温度1180℃，终轧温度1000℃；粗轧机出口至精轧机入口的中间待温段辊道冷却水关闭，中间坯待温阶段不进行除鳞和水冷降温操作；精轧采用高镍铬轧辊，采用第一、二道次除鳞，终轧温度780℃～795℃，最后2道次限速4m/s和3m/s，送钢速度2m/s以内；精轧第3道次压下率大于20%，轧后钢板不进行任何形式的水冷进行自然冷却。采用上述方法获得的钢板表面氧化铁皮厚度20～30μm。

实例4：

建筑及工程机械用钢的生产方法。采用300mm的板坯，加热炉出钢温度1185℃，终轧温度在1000℃；粗轧机出口至精轧机入口的中间待温段辊道冷却水关闭，中间坯待温阶段不进行除鳞和水冷降温操作；精轧采用高镍铬轧辊，采用第一、二道次除鳞，终轧温度780℃～795℃，最后2道次限速4m/s和3m/s，送钢速度2m/s以内；精轧第3道次压下率大于22%，轧后钢板不进行任何形式的水冷进行自然冷却。采用上述方法获得的钢板表面氧化铁皮厚度20～40μm。

表1 各实施例中钢的化学组成重量百分比（wt%）

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Claims

1.一种提高钢板防锈蚀能力的钢的生产方法，其特征在于：钢的化学成分重量百分比为C≤0.20，Si=0.15～0.55，Mn=0.45～1.60，P≤0.040，S≤0.040，Nb≤0.065，Ti≤0.025%，Al=0.01～0.05，Ni≤0.55%，Cu≤0.65%，V≤0.1%，Ni≤0.013，A1t=0.01～0.05，余量为铁和必不可少的杂质；关键工艺步骤包括：

（1）轧辊准备：精轧采用高镍铬轧辊；