CN103667952B

CN103667952B - 一种耐候钢生产工艺

Info

Publication number: CN103667952B
Application number: CN201410003807.0A
Authority: CN
Inventors: 孙学玉; 牛世浦; 苏海; 李连盈; 刘晓程; 张向东; 代高生
Original assignee: Tangshan Guofeng Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Tangshan Guofeng Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2014-01-06
Filing date: 2014-01-06
Publication date: 2016-05-11
Anticipated expiration: 2034-01-06
Also published as: CN103667952A

Abstract

本发明涉及一种耐候钢生产工艺，属于冶金行业钢材生产技术领域。技术方案是：（1）转炉冶炼加入镍铁6-8kg/t；（2）LF炉精炼加入石灰5～7Kg/t，萤石0.8～1.20Kg/t，精炼后钢水成分质量百分比为：C：0.07～0.12%，Si：0.40～0.50%，Mn：0.40～0.50%，P：0.080～0.115%，S：≤0.012%，Cu：0.26～0.30%，Ni：0.050～0.10%，Cr：0.45～0.55%，Als：0.015-0.050%，其余为Fe和不可避免的杂质；（3）拉速为1-1.5m/min；（4）轧制开轧温度1150±30℃，精轧温度1070±30℃，终轧温度850±10℃，卷取温度600±20℃。在保证耐候性能和产品质量的基础上，通过成分优化和生产工艺改进，综合成本降低49.75元/吨钢，提高经济效益。

Description

一种耐候钢生产工艺

技术领域

本发明涉及一种耐候钢生产工艺，属于冶金行业钢材生产技术领域。

背景技术

近来年，全国钢铁行业大面积亏损，钢铁行业已经步入亏损或微利时期，且此趋势预计短时期内不会发生根本性改变。国家也相应力推钢铁行业的兼并重组，“十二五”计划内要求组建5-6家特大型钢铁联合企业，因此将公司做大做强，在未来的钢铁行业兼并重组的大潮中不被吞并是钢铁企业继续生存的唯一途径。而丰富公司产品结构，提高产品性价比和市场竞争力，是钢铁公司健康、可持续发展的重要工作之一。

耐候钢是在钢中加入少量的合金元素，如 Cu、P、Cr、Ni 等，使其在金属基体表面上形成保护以提高钢材的耐腐蚀性能。我国的高耐大气腐蚀钢是以Cu 系为主并加入稀土元素或微合金化元素等，要用于集装箱、车辆、结构件、桥梁、塔架及城市基础设施等。但由于该钢种中含有的Ni等元素比较昂贵，因此如何在保证产品耐候性能和产品质量的基础上，通过成分优化和生产工艺改进，有效降低贵重合金成本，提高产品性价和竞争力，对于钢铁企业来讲是一件很值得推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐候钢生产工艺，在保证耐候性能和产品质量的基础上，通过成分优化和生产工艺改进，有效降低生产成本，解决背景技术存在的上述问题。

本发明的技术方案为：

一种耐候钢生产工艺，包括如下工艺步骤：

（1）转炉冶炼：转炉冶炼过程加入镍铁5-8kg/t，所述镍铁中Ni含量质量百分比10%；

（2）LF炉精炼：LF进站钢水质量百分比S≤0.050%时，加入石灰5～7Kg/t，萤石0.8～1.20Kg/t，铝造渣球0.2-0.4Kg/吨,铝粉0.2-0.4Kg/吨,硅铁粉0.2Kg/吨；

精炼后钢水成分质量百分比为：C：0.07～0.12%， Si：0.40～0.50%， Mn：0.40～0.50%， P：0.080～0.115%， S：≤0.012%， Cu：0.26～0.30%， Ni：0.050～0.10%， Cr：0.45～0.55%， Als：0.015-0.050%，其余为Fe和不可避免的杂质；

（3）连铸：连浇温度1575±5℃ ，拉速为1-1.5m/min；

（4）轧制：厚度＜3.0 mm时，开轧温度1150±30℃，精轧温度1070±30℃，终轧温度850±10℃，卷取温度600±20℃；厚度为3.0-4.5 mm时，开轧温度1130±30℃，精轧温度1050±30℃，终轧温度850±10℃，卷取温度580±20℃；厚度＞4.5 mm时，开轧温度1110±30℃，精轧温度1030±30℃，终轧温度850±10℃，卷取温度560±20℃。

所述LF炉精炼：石灰和萤石分两批加入，每批各加入一半。

所述连铸：拉速为1-1.4m/min。

C 是钢主要的强化元素之一，但C过高，明显恶化钢的焊接性能和耐腐蚀性能，同时也将影响其成型性能。

Cu 可以降低大气中 S^-或 HS⁻等离子对钢的腐蚀，同时在钢的腐蚀层与铜的富集层之间形成致密的氧化铜薄层，从而减缓和抑制腐蚀介质继续向钢内部腐蚀；但是含铜钢存在热敏感性，在钢的表面氧化铁皮下富集一薄层熔点低于 1100℃的富铜合金，它容易在铸坯或钢材表面产生龟裂。

P是耐候钢的主要合金元素之一，P促进钢的表面形成均匀的锈蚀层，并与内锈蚀层分界明显，Cu和P的复合作用能使锈蚀层形成非晶态Fe₃O₄，而Cu⁺与PO₄ ³ ⁻则能阻止晶体长大，提高耐候性能。但其含量过高将降低钢的冲击韧性，一般控制在0.070％～0.120％。

Cr能在钢表面形成致密的氧化膜，提高钢的钝化能力，当铬与铜同时加入时，效果尤为明显，这可能是由于铜在低台金钢的大气腐蚀过程中起着活性阴极作用，促进了钢的钝化。

Ni是一种比铁稳定的元素，但其钝化能力不如铬，通常当镍含量大于3.5%时，对抗大气腐蚀才较为有效，镍与其他合金元素同时加入钢中，对改善锈层的结构是有益的。本钢中成分设计中Ni存在主要为有效抑制 Cu对铸坯的星形裂纹作用，可提高含铜钢的表面质量。

钼能有效地提高钢的抗大气腐蚀能力。当钢中含 0.4～0.5%钼时，在大气环境下（尤其是工业大气）钢的腐蚀速率可能降低 1/2以上。钼的作用在于改善了锈层的性质，并能促使生成非晶态的氧化膜。

S是恶化钢耐腐蚀性能的元素。硫主要通过形成MnS，MnS与基体金属接触形成微区域腐蚀，加速钢的腐蚀速度，要进行严格控制。

从保证耐候性能看，钢的成分中Cu的作用最大，P和Cr次之, 而Ni合金成本昂贵，且其在本钢种中的含量主要起控制Cu对铸坯星形裂纹缺陷作用而设计，对产品耐候性能影响较小；因此综合各元素对耐候钢腐蚀性能和力学性能的影响，本次产品成分优化设计上采用了降低钢中 C 、S含量，从根本上控制钢的组织形态，降低珠光体分数，提高铁素体分数；降低MnS、FeS易氧化腐蚀源，以有效提高钢的耐大气腐蚀性能，且通过降Ni，由原大部分钢企Ni含量控制在0.09%-0.13%的范围，下调到0.05%-0.10%，从而实现在保证产品表面质量和耐候性能基础上，降低吨钢成本，提高产品经济性的目的，因降低C和Ni对产品强度的影响，可通过适当下调热轧线卷取温度，来使产品力学性能稳中提升。

本发明的积极效果是：在保证耐候性能和产品质量的基础上，通过成分优化和生产工艺改进，综合成本降低49.75元/吨钢，提高经济效益。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明。

实施例 1

一种耐候钢生产工艺，包括如下工艺步骤：

（1）转炉冶炼：转炉采用120吨转炉，转炉冶炼过程加入镍铁650kg，所述镍铁中Ni含量10%；

（2）钢包到站后大气量吹氩破壳，后及时开至加热工位；若需等待时先弱吹以保证底吹通畅；

LF进站钢水S：0.048%，进加热位后强吹氩搅拌，分两批加入石灰600Kg、萤石100Kg，石灰铺展散开后适当调大底吹氩气流量，加入铝造渣球20Kg、铝粉20kg、硅铁粉25 Kg（分散加入），降电极加热化渣。化渣4min时补加石灰、萤石适量，继续化渣后提电极；

化渣结束测温、取样后，沾渣观察渣脱氧情况，加入精炼调渣剂后根据钢包渣氧化性补加硅铁粉、铝造渣球、铝粉；然后根据钢水S含量和化渣情况可适当调整渣料加入量，要求钢包渣控制为浅灰白色或白色后，根据到站钢样碳含量加入增碳剂，继续加热至目标温度；

钢水钙处理及吹氩操作：加热结束，调底吹氩气流量软吹氩，强度以吹开钢水液面但不翻钢花为准，。钢包车开出软吹氩3min后取样、硅钙线150～350m/炉（开浇炉次300～350m/炉）。硅钙线喂线速度2.8～3.3m/s。要求喂硅钙线后软吹氩3～5min；

精炼后钢水成分质量百分比为：C：0.07%， Si：0.40%， Mn：0.40%， P：0.080%， S：0.010%， Cu：0.26%， Ni：0.050%， Cr：0.45%， Als：0.015%，其余为Fe和不可避免的杂质；

（3）连铸：连浇温度1575℃ ，拉速为1.3m/min；

（4）轧制：开轧温度1150℃，精轧温度1070℃，终轧温度850℃，卷取温度600℃。

经检测：耐候钢力学性能：抗拉强度530MPa，屈服强度435MPa，伸长率34%，完全满足标准要求。

实施例 2

一种耐候钢生产工艺，包括如下工艺步骤：

（1）转炉冶炼：转炉采用120吨转炉，转炉冶炼过程加入镍铁750kg，所述镍铁中Ni含量10%；

LF进站钢水S：0.045%，进加热位后强吹氩搅拌，分两批加入石灰700Kg、萤石120Kg，石灰铺展散开后适当调大底吹氩气流量，加入铝造渣球30Kg、铝粉30kg、硅铁粉25 Kg（分散加入），降电极加热化渣。化渣4min时补加石灰、萤石适量，继续化渣后提电极；

钢水钙处理及吹氩操作：加热结束，调底吹氩气流量软吹氩，强度以吹开钢水液面但不翻钢花为准。钢包车开出软吹氩3min后取样、硅钙线150～350m/炉（开浇炉次300～350m/炉）。硅钙线喂线速度2.8～3.3m/s。要求喂硅钙线后软吹氩4min；

精炼后钢水成分质量百分比为：C：0.10%， Si：0.45%， Mn：0.45%， P：0.10%， S：≤0.01%， Cu：0.28%， Ni：0.07%， Cr：0.50%， Als：0.025%，其余为Fe和不可避免的杂质；

（3）连铸：连浇温度1573℃ ，拉速为1.4m/min；

（4）开轧温度1130℃，精轧温度1050℃，终轧温度840℃，卷取温度570℃。

经检测：耐候钢力学性能：抗拉强度518MPa，屈服强度449MPa，伸长率38%，完全满足标准要求。

实施例 3

一种耐候钢生产工艺，包括如下工艺步骤：

（1）转炉冶炼：转炉采用120吨转炉，转炉冶炼过程加入镍铁900kg，所述镍铁中Ni含量10%；

LF进站钢水S：0.040%，进加热位后强吹氩搅拌，分两批加入石灰750Kg、萤石140Kg，石灰铺展散开后适当调大底吹氩气流量，加入铝造渣球35Kg、铝粉37kg、硅铁粉25 Kg（分散加入），降电极加热化渣。化渣4min时补加石灰、萤石适量，继续化渣后提电极；

钢水钙处理及吹氩操作：加热结束，调底吹氩气流量软吹氩，强度以吹开钢水液面但不翻钢花为准。钢包车开出软吹氩3min后取样、硅钙线150～350m/炉（开浇炉次300～350m/炉）。硅钙线喂线速度2.8～3.3m/s。要求喂硅钙线后软吹氩5min；

精炼后钢水成分质量百分比为：C：0.12%， Si：0.50%， Mn：0.50%， P：0.115%， S：0.009%， Cu：0.30%， Ni：0.08%， Cr：0.55%， Als：0.050%，其余为Fe和不可避免的杂质；

（3）连铸：连浇温度1579℃ ，拉速为1.2m/min；

（4）轧制：开轧温度1110℃，精轧温度1010℃，终轧温度840℃，卷取温度550℃。

经检测：耐候钢力学性能：抗拉强度513MPa，屈服强度439MPa，伸长率36%，完全满足标准要求。

Claims

1.一种耐候钢生产工艺，其特征在于包括如下工艺步骤：

（1）转炉冶炼：转炉冶炼过程加入镍铁6-8kg/t，所述镍铁中Ni含量质量百分比10%；

（2）LF炉精炼：LF进站钢水质量百分比S≤0.050%时，加入石灰5～7kg/t，萤石0.8～1.20kg/t，铝造渣球0.2-0.4kg/t,铝粉0.2-0.4kg/t,硅铁粉0.2kg/t；

精炼后钢水成分质量百分比为：C：0.07～0.12%， Si：0.40～0.50%，Mn：0.40～0.50%， P：0.080～0.115%， S：≤0.012%， Cu： 0.28%，Ni：0.050%， Cr：0.45～0.50%，Als：0.015-0.050%，其余为Fe和不可避免的杂质；

（3）连铸：连浇温度1575±5℃，拉速为1-1.5m/min；

2.根据权利要求1所述的耐候钢生产工艺，其特征在于所述LF炉精炼：石灰和萤石分两批加入，每批各加入一半。

3.根据权利要求1所述的耐候钢生产工艺，其特征在于所述连铸：拉速为1-1.4m/min。