CN115044829A - 耐腐蚀钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开钢铁铸造领域的一种耐腐蚀钢及其制备方法，所述耐腐蚀钢的成分为：C元素含量0.13～0.15％、Si元素含量0.68～0.72％、Mn元素含量1.48～1.55％、V元素含量0.075～0.085％、P元素含量0.055～0.065％、S元素含量≤0.010％、Cu元素含量0.32～0.38％、Cr元素含量0.32～0.38％、Ceq≤0.54％；有效提高铸坯质量，提高轧材性能。

Description

耐腐蚀钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及钢铁铸造领域，具体地，涉及一种耐腐蚀钢及其制备方法。
背景技术
随着川藏线等工程的大量建设，螺纹钢在各类内陆工程中得到大批量的应用，在以川藏线沿线复杂自然环境和内陆工业大气环境为代表的自然环境，对钢筋混凝土结构的耐久性提出了更高的要求。目前为提高钢筋混凝土结构耐久性，主要通过添加缓蚀剂、混凝土表面涂镀保护层，采用耐蚀钢筋、钢筋涂料和施加阴极保护等措施。而耐蚀钢筋是防止钢筋混凝土因钢筋腐蚀而过早失效的最后一道屏障。现有的耐腐蚀钢筋成分配比不佳，铸坯内部质量不良，轧材性能一般低于400Mpa，不能满足强度要求。
因此，急需提供一种耐腐蚀钢及其制备方法来解决上述技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种耐腐蚀钢及其制备方法，可以有效提高铸坯质量，提高轧材性能。
为了实现上述目的，本发明提供了一种耐腐蚀钢，所述耐腐蚀钢的成分为：C元素含量0.13～0.15％、Si元素含量0.68～0.72％、Mn元素含量 1.48～1.55％、V元素含量0.075～0.085％、P元素含量0.055～0.065％、S元素含量≤0.010％、Cu元素含量0.32～0.38％、Cr元素含量0.32～0.38％、Ceq≤ 0.54％。
本发明还提供一种制备上述耐腐蚀钢的方法，包括以下步骤：
S1、在LD转炉中加入铁水、废钢和铜，氧气喷枪从所述LD转炉顶部降下吹入氧气，将废钢熔化成钢水；
S2、当所述钢水温度≥1620℃时，且所述钢水内C元素含量≤0.08％、 P元素含量≤0.045％时，将所述钢水从出钢口注入钢包；
S3、所述LD转炉出钢过程中，依次加入脱氧剂、合金、白灰和化渣剂，出钢时需要进行挡渣；
S4、将所述钢水转入LF精炼炉进行精炼，精炼过程中进行搅拌使钢液成分和温度均匀化，精炼时间≥35min；
S5、精炼过程中加入白灰和萤石调渣，加入硅镁粉进行扩散脱氧，根据钢水中的硫含量造黄白渣；
S6、喂纯钙线，而后进行氩气软吹，软吹时间≥10min；
S7、精炼完成后，将所述钢水注入连铸机浇铸钢坯。
优选的，S1中所述铁水的成分为：Si元素含量≤0.70％、P元素含量≤ 0.120％、S元素含量≤0.030％、带渣量≤0.5％。
优选的，S1中的所述废钢的装入量为130～140t，所述铜的装入量为 3.2kg/t钢。
优选的，S3中的所述脱氧剂加入量为150kg/炉、所述化渣剂加入量为 100kg/炉、所述白灰加入量为500kg/炉，所述合金种类和加入量分别为：硅锰20.5kg/t钢水、低碳铬铁4kg/t钢水、硅铁4kg/t钢水、钒铁50kg/炉、钒氮合金0.7kg/t钢水。
优选的，S4中的所述钢水进入LF精炼炉时温度≥1530℃，成分要求： C元素含量≤0.10％、Si元素含量0.50～0.60％、Mn元素含量1.44～1.52％、 Cu元素含量0.28～0.35％、V元素含量0.074～0.078％、Cr元素含量0.24～0.31％。
优选的，S4中的所述钢水进入所述LF精炼炉前，送电破开渣层进行取样，根据样品成分调整磷铁加入量，S元素含量控制在≤0.10％。
优选的，S7中的所述连铸机浇铸过程中，一冷水量为115m3/h，二冷水比水量为0.5L/kg钢水。
优选的，S7中的所述连铸机的拉坯速度为1.4m/min，过热度为25～35℃。
根据上述技术方案，对耐腐蚀钢进行成分优化，目的是提高强度，确保轧材性能高于400Mpa以上，基于此提高了目标C元素含量提升至0.14％、 Mn元素含量提升至1.52％、V元素含量提升至0.08、Si元素含量提高至 0.70％，进一步提高耐蚀螺纹材的强度性能指标，确保满足强度要求，这种成分配比的耐腐蚀钢，改善了铸坯内部质量，同时提高钢中氮含量增加方式，从而提高轧材性能。一冷水115m3/h，比水量0.5L/kg，过热度25～35℃，拉速1.4m/min，有效降低铸坯中心疏松、中心裂纹、角部裂纹等内部质量的发生。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明耐腐蚀钢成分调整前的成分构成表；
图2是本发明耐腐蚀钢成分调整后的成分构成表；
图3是本发明连铸机铸坯时的参数表。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种耐腐蚀钢，所述耐腐蚀钢的成分为：C元素含量 0.13～0.15％、Si元素含量0.68～0.72％、Mn元素含量1.48～1.55％、V元素含量0.075～0.085％、P元素含量0.055～0.065％、S元素含量≤0.010％、Cu元素含量0.32～0.38％、Cr元素含量0.32～0.38％、Ceq≤0.54％。
C元素起到固溶强化作用，能够提高钢材强度，同时还能够提高强屈比，但是含量过高影响焊接性能，降低塑性，因此本发明中，C元素的含量为 0.10～0.16％，优选为0.13～0.15％，目标含量为0.14％。
Si元素起固溶强化作用，能够提高钢材强度，但是含量过高会降低钢材韧性和塑性，因此本发明中，Si元素含量为0.65～0.75％，优选为0.68～0.72％，目标含量为0.7％。
Mn元素起到固溶强化作用，显著提高钢材强度及淬透性，提高珠光体含量，提高强屈比，但提高Mn元素会造成生产成本的增加，同时促进晶粒粗大；因此本发明中，Mn元素含量为1.45～1.60％，优选为1.48～1.55％，目标含量为1.52％。
V元素是主要强化元素，形成的V(C，N)化合物对晶界及位错有强烈的钉扎作用，能够细化晶粒，能显著提高强度，但V(C，N)易沿晶界析出，形成铸坯表面裂纹不利于轧钢轧制，本发明中，将V元素含量控制在 0.070～0.090％，优选为0..075～0.085％，目标含量为0.08％。
提高C、Mn、V元素含量的目的是为了提高碳当量，从而增加轧材的强度性能，基于改进前C元素含量0.10％，Mn元素含量1.42％、V元素含量0.035％、Cr元素含量0.30％，轧材性能低于或接近400Mpa，不符合标准要求。因此，对其进行成分优化，目的是提高强度，确保轧材性能高于400Mpa 以上，基于此提高了目标C元素含量提升至0.14％、Mn元素含量提升至 1.52％、V元素含量提升至0.08、Si元素含量提高至0.70％，进一步提高耐蚀螺纹材的强度性能指标，确保满足强度要求，这种成分配比的耐腐蚀钢，改善了铸坯内部质量，同时提高钢中氮含量增加方式，从而提高轧材性能。
本发明还提供一种制备上述耐腐蚀钢的方法，包括以下步骤：
S1、在LD转炉中加入铁水、废钢和铜，氧气喷枪从所述LD转炉顶部降下吹入氧气，将废钢熔化成钢水；
S2、当所述钢水温度≥1620℃时，且所述钢水内C元素含量≤0.08％、 P元素含量≤0.045％时，将所述钢水从出钢口注入钢包；
S3、所述LD转炉出钢过程中，依次加入脱氧剂、合金、白灰和化渣剂，出钢时需要进行挡渣；
S4、将所述钢水转入LF精炼炉进行精炼，精炼过程中进行搅拌使钢液成分和温度均匀化，精炼时间≥35min；
S5、精炼过程中加入白灰和萤石调渣，加入硅镁粉进行扩散脱氧，根据钢水中的硫含量造黄白渣；
S6、喂纯钙线，而后进行氩气软吹，软吹时间≥10min；
S7、精炼完成后，将所述钢水注入连铸机浇铸钢坯。
在本实施方式中，S1中所述铁水的成分为：Si元素含量≤0.70％、P元素含量≤0.120％、S元素含量≤0.030％、带渣量≤0.5％。
在本实施方式中，S1中的所述废钢的装入量为130～140t，所述铜的装入量为3.2kg/t钢。
在本实施方式中，S3中的所述脱氧剂加入量为150kg/炉、所述化渣剂加入量为100kg/炉、所述白灰加入量为500kg/炉，所述合金种类和加入量分别为：硅锰20.5kg/t钢水、低碳铬铁4kg/t钢水、硅铁4kg/t钢水、钒铁50kg/ 炉、钒氮合金0.7kg/t钢水。增氮由原先的钒铁0.6kg/t钢水，改为钒铁50kg/ 炉，其余由钒氮合金0.70kg/t调整；提高钢中氮含量增加方式，从而提高轧材性能。
在本实施方式中，S4中的所述钢水进入LF精炼炉时温度≥1530℃，成分要求：C元素含量≤0.10％、Si元素含量0.50～0.60％、Mn元素含量 1.44～1.52％、Cu元素含量0.28～0.35％、V元素含量0.074～0.078％、Cr元素含量0.24～0.31％。
在本实施方式中，S4中的所述钢水进入所述LF精炼炉前，送电破开渣层进行取样，根据样品成分调整磷铁加入量，S元素含量控制在≤0.10％。
在本实施方式中，S7中的所述连铸机浇铸过程中，一冷水量为115m3/h，二冷水比水量为0.5L/kg钢水。
在本实施方式中，S7中的所述连铸机的拉坯速度为1.4m/min，过热度为25～35℃。开发前期，一冷水125m3/h，比水量0.7L/kg钢水，过热度35℃左右，拉速1.2-1.3m/min，铸坯内部质量和表面质量不能保证，后摸索调整到现在的冷却参数一冷水115m3/h，比水量0.5L/kg，过热度25～35℃，拉速 1.4m/min，有效降低铸坯中心疏松、中心裂纹、角部裂纹等内部质量的发生。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (9)

1.一种耐腐蚀钢，其特征在于，所述耐腐蚀钢的成分为：C元素含量0.13～0.15％、Si元素含量0.68～0.72％、Mn元素含量1.48～1.55％、V元素含量0.075～0.085％、P元素含量0.055～0.065％、S元素含量≤0.010％、Cu元素含量0.32～0.38％、Cr元素含量0.32～0.38％、Ceq≤0.54％。
2.一种制备权利要求1所述的耐腐蚀钢的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在LD转炉中加入铁水、废钢和铜，氧气喷枪从所述LD转炉顶部降下吹入氧气，将废钢熔化成钢水；
S2、当所述钢水温度≥1620℃时，且所述钢水内C元素含量≤0.08％、P元素含量≤0.045％时，将所述钢水从出钢口注入钢包；
S3、所述LD转炉出钢过程中，依次加入脱氧剂、合金、白灰和化渣剂，出钢时需要进行挡渣；
S4、将所述钢水转入LF精炼炉进行精炼，精炼过程中进行搅拌使钢液成分和温度均匀化，精炼时间≥35min；
S5、精炼过程中加入白灰和萤石调渣，加入硅镁粉进行扩散脱氧，根据钢水中的硫含量造黄白渣；
S6、喂纯钙线，而后进行氩气软吹，软吹时间≥10min；
S7、精炼完成后，将所述钢水注入连铸机浇铸钢坯。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，S1中所述铁水的成分为：Si元素含量≤0.70％、P元素含量≤0.120％、S元素含量≤0.030％、带渣量≤0.5％。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，S1中的所述废钢的装入量为130～140t，所述铜的装入量为3.2kg/t钢。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，S3中的所述脱氧剂加入量为150kg/炉、所述化渣剂加入量为100kg/炉、所述白灰加入量为500kg/炉，所述合金种类和加入量分别为：硅锰20.5kg/t钢水、低碳铬铁4kg/t钢水、硅铁4kg/t钢水、钒铁50kg/炉、钒氮合金0.7kg/t钢水。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，S4中的所述钢水进入LF精炼炉时温度≥1530℃，成分要求：C元素含量≤0.10％、Si元素含量0.50～0.60％、Mn元素含量1.44～1.52％、Cu元素含量0.28～0.35％、V元素含量0.074～0.078％、Cr元素含量0.24～0.31％。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，S4中的所述钢水进入所述LF精炼炉前，送电破开渣层进行取样，根据样品成分调整磷铁加入量，S元素含量控制在≤0.10％。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，S7中的所述连铸机浇铸过程中，一冷水量为115m3/h，二冷水比水量为0.5L/kg钢水。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，S7中的所述连铸机的拉坯速度为1.4m/min，过热度为25～35℃。
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