CN112746220A

CN112746220A - 一种耐候钢材料

Info

Publication number: CN112746220A
Application number: CN202011151110.XA
Authority: CN
Inventors: 张帝起; 吴凡; 蔡亮; 罗东勇
Original assignee: Guangzhou Zengli Steel Structure Co ltd
Current assignee: Guangzhou Zengli Steel Structure Co ltd
Priority date: 2020-10-25
Filing date: 2020-10-25
Publication date: 2021-05-04

Abstract

本发明涉及耐候钢技术领域，尤其为一种耐候钢材料，包括以下步骤：材料成分：原料包括废钢、脱氧剂、合金包和脱合金，合金包的成分百分比包括碳、硅、锰、硫、磷、铜、铬、镍、铌和铝；废钢冶炼：将废钢随炉料一起加入炼炉炉内，启动该炼炉装置进行加热，通过炼炉对废钢按照常规工艺进行冶炼，直到加入的废钢全部熔化为钢液；加入材料：废钢冶炼完成后，废钢已经融化成钢液，然后向融化的钢液内部加入脱氧剂；本发明通过添加了铌合金成分，使得浇注形成的耐候钢的抗二氧化硫腐蚀的性能大大提高，并且在钢液中添加了铝合金成分，提高了耐候钢的导热性能，提高了耐候钢的对冰雪的解冻能力，延长了耐候钢的使用寿命。

Description

一种耐候钢材料

技术领域

本发明专利涉及耐候钢技术领域，具体为一种耐候钢材料。

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、光伏、高速工程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、海港建筑等结构件。

耐候钢常常被使用在石油井架中，由于石油的开采或加工的过程中都会产生一定的二氧化硫，耐候钢抗二氧化硫腐蚀的性能较差，并且耐候钢长期暴露在大气中，下雪天容易发生冰冻，耐候钢的解冻能力较差，导致耐候钢的使用寿命降低，为此提出一种耐候钢材料，来解决此问题。

发明专利内容

本发明专利的目的在于提供一种耐候钢材料，解决了耐候钢常常被使用在石油井架中，由于石油的开采或加工的过程中都会产生一定的二氧化硫，耐候钢抗二氧化硫腐蚀的性能较差，并且耐候钢长期暴露在大气中，下雪天容易发生冰冻，耐候钢的解冻能力较差，导致耐候钢的使用寿命降低的问题。

为实现上述目的，本发明专利提供如下技术方案：一种耐候钢材料，包括以下步骤：

步骤1：材料成分：原料包括废钢、脱氧剂、合金包和脱合金，合金包的成分百分比包括碳、硅、锰、硫、磷、铜、铬、镍、铌和铝；

步骤2：废钢冶炼：将废钢随炉料一起加入炼炉炉内，启动该炼炉装置进行加热，通过炼炉对废钢按照常规工艺进行冶炼，直到加入的废钢全部熔化为钢液；

步骤3：加入材料：废钢冶炼完成后，废钢已经融化成钢液，然后向融化的钢液内部加入脱氧剂，接着加入碳、硅、锰、硫、磷、铜、铬、镍、铌、铝和脱合金；

步骤4：吹氩处理：炼炉炉内的钢液加入脱氧剂以及合金成分后，使用钢液吹氩处理装置向炼炉炉内的钢液吹入气体，进行钢液脱气和去除非金属夹杂物；

步骤5：钢液浇注：经过吹氩处理后，立即通过浇注机对钢液进行浇注，接着对吹氩调温后的钢液经连铸机铸成板坯；

步骤6：均热处理：将铸成的板坯放入均热处理装置，使用均热处理装置对铸成的板坯进行均热处理；

步骤7：制成耐候钢：等待板坯进行冷却，经过打磨机对板坯表面进行细致打磨成型，得到耐候钢材料。

优选的，所述在步骤1中，合金包的成分百分比包括：碳的百分比含量为≤0.12％，硅的百分比含量为0.25％～0.75％，锰的百分比含量为0.2％～0.5％，硫的百分比含量为≤0.02％，磷的百分比含量为0.06％～0.12％，铜的百分比含量为0.25％～0.5％，铬的百分比含量为0.3％～1.25％，镍的百分比含量为 0.12％～0.65％，铌百分比含量为0.5％～0.75％，铝的百分比含量为0.2％～ 0.35％。

优选的，所述在步骤2中，炼炉炉内的温度保持在1700℃左右，直到加入的废钢全部熔化呈钢液为止。

优选的，所述在步骤3中，脱氧剂为Si/Mn，脱氧剂的百分比含量为 0.2％～0.35％。

优选的，所述在步骤4中，钢液吹氩处理装置内部吹入的气体为氩气、氮气、一氧化碳、水蒸气、空气其中的一种或多种。

优选的，所述在步骤4中，吹氩开吹的压力大于0.8MPa，吹氩的时间控制在五分钟以上。

优选的，所述在步骤5中，钢液浇注应该为低温浇注，浇注的温度为 1000℃左右。

优选的，所述在步骤6中，均热处理的温度控制在1200℃左右，直到板坯均热处理完成。

优选的，所述在步骤7中，板坯冷却过程中，返红的温度在450～550℃之间，接着转入室温。

与现有技术相比，本发明专利的有益效果如下：

本发明专利通过添加了铌合金成分，使得浇注形成的耐候钢的抗二氧化硫腐蚀的性能大大提高，并且在钢液中添加了铝合金成分，提高了耐候钢的导热性能，提高了耐候钢的对冰雪的解冻能力，延长了耐候钢的使用寿命。

附图说明

图1为本发明专利耐候钢耐腐蚀时间折线图。

具体实施方式

下面将结合本发明专利实施例中的附图，对本发明专利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专利一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明专利中的实施例，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，都属于本发明专利保护的范围。

本发明提供一种技术方案：一种耐候钢材料，包括以下步骤：

实施例一：

材料成分：原料包括废钢、脱氧剂、合金包和脱合金，合金包的成分百分比包括碳、硅、锰、硫、磷、铜、铬、镍、铌和铝，合金包成分的百分比含量包括：碳的百分比含量为≤0.12％，硅的百分比含量为0.25％～0.75％，锰的百分比含量为0.2％～0.5％，硫的百分比含量为≤0.02％，磷的百分比含量为 0.06％～0.12％，铜的百分比含量为0.25％～0.5％，铬的百分比含量为0.3％～ 1.25％，镍的百分比含量为0.12％～0.65％，铌百分比含量为0.5％～0.75％，铝的百分比含量为0.2％～0.35％；废钢冶炼：将废钢随炉料一起加入炼炉炉内，启动该炼炉装置进行加热，通过炼炉对废钢按照常规工艺进行冶炼，直到加入的废钢全部熔化为钢液；加入材料：废钢冶炼完成后，废钢已经融化成钢液，然后向融化的钢液内部加入脱氧剂，接着加入碳、硅、锰、硫、磷、铜、铬、镍、铌、铝和脱合金；吹氩处理：炼炉炉内的钢液加入脱氧剂以及合金成分后，使用钢液吹氩处理装置向炼炉炉内的钢液吹入气体，进行钢液脱气和去除非金属夹杂物；钢液浇注：经过吹氩处理后，立即通过浇注机对钢液进行浇注，接着对吹氩调温后的钢液经连铸机铸成板坯；均热处理：将铸成的板坯放入均热处理装置，使用均热处理装置对铸成的板坯进行均热处理；制成耐候钢：等待板坯进行冷却，经过打磨机对板坯表面进行细致打磨成型，得到耐候钢材料。

实施例二：

材料成分：原料包括废钢、脱氧剂、合金包和脱合金，合金包的成分百分比包括碳、硅、锰、硫、磷、铜、铬、镍，合金包成分的百分比含量包括：碳的百分比含量为≤0.12％，硅的百分比含量为0.25％～0.75％，锰的百分比含量为0.2％～0.5％，硫的百分比含量为≤0.02％，磷的百分比含量为0.06％～ 0.12％，铜的百分比含量为0.25％～0.5％，铬的百分比含量为0.3％～1.25％，镍的百分比含量为0.12％～0.65％；废钢冶炼：将废钢随炉料一起加入炼炉炉内，启动该炼炉装置进行加热，通过炼炉对废钢按照常规工艺进行冶炼，直到加入的废钢全部熔化为钢液；加入材料：废钢冶炼完成后，废钢已经融化成钢液，然后向融化的钢液内部加入脱氧剂，接着加入碳、硅、锰、硫、磷、铜、铬、镍和脱合金；吹氩处理：炼炉炉内的钢液加入脱氧剂以及合金成分后，使用钢液吹氩处理装置向炼炉炉内的钢液吹入气体，进行钢液脱气和去除非金属夹杂物；钢液浇注：经过吹氩处理后，立即通过浇注机对钢液进行浇注，接着对吹氩调温后的钢液经连铸机铸成板坯；均热处理：将铸成的板坯放入均热处理装置，使用均热处理装置对铸成的板坯进行均热处理；制成耐候钢：等待板坯进行冷却，经过打磨机对板坯表面进行细致打磨成型，得到耐候钢材料。

将耐候钢浸入二氧化硫气体罐内部，腐蚀时间约为五小时，耐候钢进行冷冻后，解冻的时间为四十七分钟。

实施例三：

材料成分：原料包括废钢、脱氧剂、合金包和脱合金，合金包的成分百分比包括碳、硅、锰、硫、磷、铜、铬、镍、铌和铝，合金包成分的百分比含量包括：碳的百分比含量为≤0.12％，硅的百分比含量为0.25％～0.75％，锰的百分比含量为0.2％～0.5％，硫的百分比含量为≤0.02％，磷的百分比含量为0.06％～0.12％，铜的百分比含量为0.25％～0.5％，铬的百分比含量为0.3％～ 1.25％，镍的百分比含量为0.12％～0.65％，铌百分比含量为0.1％～0.29％，铝的百分比含量为0.05％～0.1％；废钢冶炼：将废钢随炉料一起加入炼炉炉内，启动该炼炉装置进行加热，通过炼炉对废钢按照常规工艺进行冶炼，直到加入的废钢全部熔化为钢液；加入材料：废钢冶炼完成后，废钢已经融化成钢液，然后向融化的钢液内部加入脱氧剂，接着加入碳、硅、锰、硫、磷、铜、铬、镍、铌、铝和脱合金；吹氩处理：炼炉炉内的钢液加入脱氧剂以及合金成分后，使用钢液吹氩处理装置向炼炉炉内的钢液吹入气体，进行钢液脱气和去除非金属夹杂物；钢液浇注：经过吹氩处理后，立即通过浇注机对钢液进行浇注，接着对吹氩调温后的钢液经连铸机铸成板坯；均热处理：将铸成的板坯放入均热处理装置，使用均热处理装置对铸成的板坯进行均热处理；制成耐候钢：等待板坯进行冷却，经过打磨机对板坯表面进行细致打磨成型，得到耐候钢材料。

将耐候钢浸入二氧化硫气体罐内部，腐蚀时间约为十五小时，耐候钢进行冷冻后，解冻的时间为三十五分钟。

实施例四：

材料成分：原料包括废钢、脱氧剂、合金包和脱合金，合金包的成分百分比包括碳、硅、锰、硫、磷、铜、铬、镍、铌和铝，合金包成分的百分比含量包括：碳的百分比含量为≤0.12％，硅的百分比含量为0.25％～0.75％，锰的百分比含量为0.2％～0.5％，硫的百分比含量为≤0.02％，磷的百分比含量为 0.06％～0.12％，铜的百分比含量为0.25％～0.5％，铬的百分比含量为0.3％～ 1.25％，镍的百分比含量为0.12％～0.65％，铌百分比含量为0.3％～0.49％，铝的百分比含量为0.1％～0.19％；废钢冶炼：将废钢随炉料一起加入炼炉炉内，启动该炼炉装置进行加热，通过炼炉对废钢按照常规工艺进行冶炼，直到加入的废钢全部熔化为钢液；加入材料：废钢冶炼完成后，废钢已经融化成钢液，然后向融化的钢液内部加入脱氧剂，接着加入碳、硅、锰、硫、磷、铜、铬、镍、铌、铝和脱合金；吹氩处理：炼炉炉内的钢液加入脱氧剂以及合金成分后，使用钢液吹氩处理装置向炼炉炉内的钢液吹入气体，进行钢液脱气和去除非金属夹杂物；钢液浇注：经过吹氩处理后，立即通过浇注机对钢液进行浇注，接着对吹氩调温后的钢液经连铸机铸成板坯；均热处理：将铸成的板坯放入均热处理装置，使用均热处理装置对铸成的板坯进行均热处理；制成耐候钢：等待板坯进行冷却，经过打磨机对板坯表面进行细致打磨成型，得到耐候钢材料。

将耐候钢浸入二氧化硫气体罐内部，腐蚀时间约为三十六小时，耐候钢进行冷冻后，解冻的时间为二十二分钟。

实施例五：

将耐候钢浸入二氧化硫气体罐内部，腐蚀时间约为四十七小时，耐候钢进行冷冻后，解冻的时间为十分钟。

通过上述实验可得知，在耐候钢中铌合金百分比的增加，抗二氧化硫的腐蚀时间延长，在铌合金百分比为0.5～0.75时耐候钢抗二氧化硫的腐蚀性能最高，在耐候钢中铝合金百分比的增加，解冻的时间缩短，在铝合金百分比为 0.2～0.35时耐候钢的解冻性能最高。

铌合金成分的具体份量结果表

铝合金成分的具体份量结果表

尽管已经示出和描述了本发明专利的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明专利的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明专利的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种耐候钢材料，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种耐候钢材料，其特征在于：所述在步骤1中，合金包的成分百分比包括：碳的百分比含量为≤0.12％，硅的百分比含量为0.25％～0.75％，锰的百分比含量为0.2％～0.5％，硫的百分比含量为≤0.02％，磷的百分比含量为0.06％～0.12％，铜的百分比含量为0.25％～0.5％，铬的百分比含量为0.3％～1.25％，镍的百分比含量为0.12％～0.65％，铌百分比含量为0.5％～0.75％，铝的百分比含量为0.2％～0.35％。

3.根据权利要求1所述的一种耐候钢材料，其特征在于：所述在步骤2中，炼炉炉内的温度保持在1700℃左右，直到加入的废钢全部熔化呈钢液为止。

4.根据权利要求1所述的一种耐候钢材料，其特征在于：所述在步骤3中，脱氧剂为Si/Mn，脱氧剂的百分比含量为0.2％～0.35％。

5.根据权利要求1所述的一种耐候钢材料，其特征在于：所述在步骤4中，钢液吹氩处理装置内部吹入的气体为氩气、氮气、一氧化碳、水蒸气、空气其中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种耐候钢材料，其特征在于：所述在步骤4中，吹氩开吹的压力大于0.8MPa，吹氩的时间控制在五分钟以上。

7.根据权利要求1所述的一种耐候钢材料，其特征在于：所述在步骤5中，钢液浇注应该为低温浇注，浇注的温度为1000℃左右。

8.根据权利要求1所述的一种耐候钢材料，其特征在于：所述在步骤6中，均热处理的温度控制在1200℃左右，直到板坯均热处理完成。

9.根据权利要求1所述的一种耐候钢材料，其特征在于：所述在步骤7中，板坯冷却过程中，返红的温度在450～550℃之间，接着转入室温。