CN115505824A - 一种高表面质量spa-h耐候集装箱用钢带的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于冶金领域，涉及一种高表面质量SPA‑H耐候集装箱用钢带的制造方法，包括脱硫铁水进入转炉工序深脱硫铁水与纯钢边冶炼，冶炼后的钢水经CAS工序进站测温、取样，出站后进入LF工序升温、脱硫、祛夹杂、微调成分，后经连铸工序、加热工艺进入轧制工艺，轧制工艺完成后经层冷工艺后卷取、打包，轧制工艺包括高压除鳞、带立辊粗轧轧制、精轧高压除鳞与精轧7机架连轧步骤；本发明通过合理的化学成分，重点对炼钢、加热工艺和轧制工艺进行单独设计及控制；表面质量优良，具有良好的机械加工能力；各项力学性能全部满足技术要求，同时满足内控要求和用户使用，表面无氧化铁皮缺陷及麻坑缺陷，产品具备优良的塑韧性能，综合机械加工性能较好。

Description

一种高表面质量SPA-H耐候集装箱用钢带的制造方法
技术领域
本发明属于冶金领域，涉及一种高表面质量SPA-H耐候集装箱用钢带的制造方法。
背景技术
随着我们对制造本钱、矿产资源、能源等问题的密切关注，集装箱长寿命化、轻量化已经成为一种趋势，开始呈现运用本身重量十分轻的铝材料制造集装箱的预兆。集装箱用钢板的屈服强度大致为300MPa，耐候钢SPA-H，在低碳钢中复合添加Cu、P、Cr、Ni的合理成分设计，屈服度在390～439之间，具有很强的耐腐蚀性能，完全可以用来制造集装箱。在集装箱制造职业中，普遍都是用抗压在345MPa级的以上，而且具有耐大气腐蚀性能的热轧薄钢板来制造内部结构和外板的。每年用来制造集装箱的钢板多达300万吨以上，而且随着集装箱运输业的发展，耐大气腐蚀钢的需求也在逐渐增加，具有较低的生产和使用成本，性价比高。因产品成型加工性能优良，集装箱钢在远洋运输中具有较好的前景。
现有耐候用热轧宽钢带在制造过程中，未考虑该系列产品因为耐候元素和高硅含量，热轧过程表面质量难以保证，同时性能影响因素较多，单纯通过成分设计来改善产品的屈强比和成型性能难度较大，对生产条件有要求，不具有普遍应用性；另外，还添加活动较多含量合金元素镍，合金成本有增加，影响了总的制造成本。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种高表面质量SPA-H耐候集装箱用钢带的制造方法，采用低碳、低锰成分设计思路，具有高表面质量、延伸性高、成型性好。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高表面质量SPA-H耐候集装箱用钢带的制造方法，包括脱硫铁水进入转炉工序深脱硫铁水与纯钢边冶炼，冶炼后的钢水经CAS工序进站测温、取样，出站后进入LF工序升温、脱硫、祛夹杂、微调成分，后经连铸工序、加热工艺进入轧制工艺，轧制工艺完成后经层冷工艺后卷取、打包，轧制工艺包括高压除鳞、带立辊粗轧轧制、精轧高压除鳞与精轧7机架连轧步骤；钢的化学成分的按重量百分含量如下：C 0.05－0.10％，Si 0.25－0.50％，Mn 0.40－0.60％，P 0.07－0.15％，S0.015％以下，Cu 0.25－0.40％，Cr 0.30－1.2％，Ni 0.02－0.09％，其余为Fe以及不可避免的杂质。
可选的，脱硫铁水步骤中铁水深脱硫铁水入转炉铁水[S]≤0.005％。
可选的，转炉工序中转炉冶炼采用深脱硫铁水加纯钢边冶炼，不使用渣钢、生铁块等残余元素含量较多的含铁资源；冶炼过程关注炉况变化，不得出现喷溅，保证转炉终点碳、氧含量和出钢量稳定。
可选的，转炉工序中出钢温度控制在1650℃～1665℃，出钢[C]含量≤0.05％，出钢[O] 含量500～850PPm；出钢挡渣，下渣回P量≤0.003％；出钢稠渣剂350～450kg/炉，精炼石灰600～800kg/炉；出钢过程为小流量吹氩，出钢及CAS不得大流量吹氩搅拌。
可选的，CAS工序中钢水进站测温、取样，CAS出站钢包渣面加铝粒60～100kg/炉。
可选的，LF工序中，钢水进站升温加入石灰500～2000kg/炉，视情况加入铝矾土；采用人工向钢包加铝粒方式，不得采用料仓加铝丸；LF全程钢包吹氩流量5～15Nm3/h；出LF前钢水硅、锰、磷、铝元素满足目标要求。
可选的，连铸工序中连铸浇注周期按38min控制；中间包钢液目标温度1545℃～1560℃；浇注过程保护浇注良好；正常情况下，塞棒吹氩流量≤3L/min控制；浇铸拉速1.1m/s。
可选的，加热工艺中入炉温度≤600℃，采用高温快烧工艺，预热段温度1100℃，加热段温度1150-1270℃，停留时间40-50min，均热段温度1230℃，板坯出炉温度1230-1270℃，板坯出炉时表面与中心温差40℃。
可选的，轧制工艺中，
1)除鳞方面：高压除鳞箱投用一组，不与粗轧机除鳞同时喷射，水压力保持21～23MPa，粗轧机上除鳞次数为5次精轧除鳞箱投用二组，水压力19～21Mpa；
2)粗轧工艺：粗轧机采用5次可逆压下，中间坯厚度33-35mm；立辊1/3/5道次投用立辊减宽，减宽量20mm；
3)精轧工艺：F1、F2机架间除鳞水投用，F1，F3，F5三个机架投用逆喷水，控制二次氧化铁皮；轧制速度与轧制负荷参照模型***进行设置。
可选的，层冷工艺中，根据氧化铁皮构成原理，对卷取温度进行调整，降低目标温度20℃，同时投用精轧出口密集冷却装置，集中前段冷却，实现水冷速度15～22℃/s。
本发明的有益效果在于：本发明一种高表面质量SPA-H耐候集装箱用钢带的制造方法，通过合理的化学成分，重点对炼钢、加热工艺和轧制工艺进行单独设计及控制；该产品在现有条件下成功开发，表面质量优良，具有良好的机械加工能力；各项力学性能全部满足技术要求，同时满足内控要求和用户使用，表面无氧化铁皮缺陷及麻坑缺陷，产品具备优良的塑韧性能，综合机械加工性能较好。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明公开了一种高表面质量SPA-H耐候集装箱用钢带的制造方法，采用低碳、低锰成分设计思路，包括脱硫铁水进入转炉工序深脱硫铁水与纯钢边冶炼，冶炼后的钢水经CAS工序进站测温、取样，出站后进入LF工序升温、脱硫、祛夹杂、微调成分，后经连铸工序、加热工艺进入轧制工艺，轧制工艺完成后经层冷工艺后卷取、打包，轧制工艺包括高压除鳞、带立辊粗轧轧制、精轧高压除鳞与精轧7机架连轧步骤；钢的化学成分的按重量百分含量如下：C 0.05－0.10％，Si 0.25－0.50％，Mn 0.40－0.60％，P 0.07－0.15％，S0.015％以下， Cu 0.25－0.40％，Cr 0.30－1.2％，Ni 0.02－0.09％，其余为Fe以及不可避免的杂质，确保产品力学试验各项达标，带钢表面质量良好，无氧化皮和表面麻坑缺陷，满足用户使用要求。
脱硫铁水：铁水深脱硫铁水入转炉铁水[S]≤0.005％。
转炉工序：转炉冶炼采用深脱硫铁水加纯钢边冶炼，不使用渣钢、生铁块等残余元素含量较多的含铁资源。冶炼过程重点关注炉况变化，不得出现喷溅，保证转炉终点碳、氧含量和出钢量稳定。出钢温度控制在1650℃～1665℃，出钢[C]含量≤0.05％，出钢[O]含量500～ 850PPm。出钢挡渣，下渣回P量≤0.003％；出钢稠渣剂350～450kg/炉，精炼石灰600～800kg/ 炉。出钢过程为小流量吹氩(5～15Nm3/h)，出钢及CAS不得大流量吹氩搅拌。
CAS工序：钢水进站测温、取样，CAS出站钢包渣面加铝粒60～100kg/炉。
LF工序：LF过程主要目的为升温、脱硫、祛夹杂、微调成分。钢水进站升温加入石灰500～2000kg/炉，视情况加入铝矾土。采用人工向钢包加铝粒方式，不得采用料仓加铝丸。LF全程钢包吹氩流量5～15Nm3/h，不得大流量吹氩搅拌。出LF前钢水硅、锰、磷、铝元素满足目标要求。
连铸工序：连铸浇注周期按38min控制。中间包钢液目标温度1545℃～1560℃。浇注过程保护浇注良好。正常情况下，塞棒吹氩流量≤3L/min控制。浇铸拉速1.1m/s
加热工艺：入炉温度≤600℃，采用高温快烧工艺，预热段温度1100℃，加热段温度1150-1270℃，停留时间40-50min，均热段温度1230℃，板坯出炉温度1230-1270℃，板坯出炉时表面与中心温差40℃。
轧制工艺：
①除鳞方面:高压除鳞箱投用一组，不与粗轧机除鳞同时喷射，水压力保持21～23MPa，粗轧机上除鳞次数为5次精轧除鳞箱投用二组,水压力19～21Mpa。
②粗轧工艺：粗轧机采用5次可逆压下，中间坯厚度33-35mm；立辊1/3/5道次投用立辊减宽，减宽量20mm，
③精轧工艺：F1、F2机架间除鳞水投用，F1,F3，F5三个机架投用逆喷水，控制二次氧化铁皮；轧制速度与轧制负荷参照模型***进行设置。
层冷工艺：根据氧化铁皮构成原理，对卷取温度进行调整，降低目标温度20℃，同时投用精轧出口密集冷却装置，集中前段冷却，实现水冷速度15～22℃/s。
附表一为3批钢带熔炼成分实例。
附表二为3批钢带工艺控制情况实例。
附表三为3批钢带力学性能、工艺性能实例。
附表一
Figure BDA0003902195440000041
附表二
Figure BDA0003902195440000042
附表三
试验钢卷 厚度/mm Re/MPa Rm/MPa Re/Rm A/％ 180°试验 表面质量情况
A 4.0 405 512 0.791 38 d＝1.0a合格 无氧化铁皮
B 3.2 388 486 0.799 37 d＝1.0a合格 无氧化铁皮
C 2.0 407 507 0.803 33.5 d＝1.0a合格 无氧化铁皮
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种高表面质量SPA-H耐候集装箱用钢带的制造方法，其特征在于：包括脱硫铁水进入转炉工序深脱硫铁水与纯钢边冶炼，冶炼后的钢水经CAS工序进站测温、取样，出站后进入LF工序升温、脱硫、祛夹杂、微调成分，后经连铸工序、加热工艺进入轧制工艺，轧制工艺完成后经层冷工艺后卷取、打包，轧制工艺包括高压除鳞、带立辊粗轧轧制、精轧高压除鳞与精轧7机架连轧步骤；
钢的化学成分的按重量百分含量如下：C 0.05－0.10％，Si 0.25－0.50％，Mn 0.40－0.60％，P 0.07－0.15％，S 0.015％以下，Cu 0.25－0.40％，Cr 0.30－1.2％，Ni 0.02－0.09％，其余为Fe以及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种高表面质量SPA-H耐候集装箱用钢带的制造方法，其特征在于：脱硫铁水步骤中铁水深脱硫铁水入转炉铁水[S]≤0.005％。
3.根据权利要求1所述的一种高表面质量SPA-H耐候集装箱用钢带的制造方法，其特征在于：转炉工序中转炉冶炼采用深脱硫铁水加纯钢边冶炼，不使用渣钢、生铁块等残余元素含量较多的含铁资源；冶炼过程关注炉况变化，不得出现喷溅，保证转炉终点碳、氧含量和出钢量稳定。
4.根据权利要求3所述的一种高表面质量SPA-H耐候集装箱用钢带的制造方法，其特征在于：转炉工序中出钢温度控制在1650℃～1665℃，出钢[C]含量≤0.05％，出钢[O]含量500～850PPm；出钢挡渣，下渣回P量≤0.003％；出钢稠渣剂350～450kg/炉，精炼石灰600～800kg/炉；出钢过程为小流量吹氩，出钢及CAS不得大流量吹氩搅拌。
5.根据权利要求1所述的一种高表面质量SPA-H耐候集装箱用钢带的制造方法，其特征在于：CAS工序中钢水进站测温、取样，CAS出站钢包渣面加铝粒60～100kg/炉。
6.根据权利要求1所述的一种高表面质量SPA-H耐候集装箱用钢带的制造方法，其特征在于：LF工序中，钢水进站升温加入石灰500～2000kg/炉，视情况加入铝矾土；采用人工向钢包加铝粒方式，不得采用料仓加铝丸；LF全程钢包吹氩流量5～15Nm3/h；出LF前钢水硅、锰、磷、铝元素满足目标要求。
7.根据权利要求1所述的一种高表面质量SPA-H耐候集装箱用钢带的制造方法，其特征在于：连铸工序中连铸浇注周期按38min控制；中间包钢液目标温度1545℃～1560℃；浇注过程保护浇注良好；正常情况下，塞棒吹氩流量≤3L/min控制；浇铸拉速1.1m/s。
8.根据权利要求1所述的一种高表面质量SPA-H耐候集装箱用钢带的制造方法，其特征在于：加热工艺中入炉温度≤600℃，采用高温快烧工艺，预热段温度1100℃，加热段温度1150-1270℃，停留时间40-50min，均热段温度1230℃，板坯出炉温度1230-1270℃，板坯出炉时表面与中心温差40℃。
9.根据权利要求1所述的一种高表面质量SPA-H耐候集装箱用钢带的制造方法，其特征在于：轧制工艺中，
1)除鳞方面：高压除鳞箱投用一组，不与粗轧机除鳞同时喷射，水压力保持21～23MPa，粗轧机上除鳞次数为5次精轧除鳞箱投用二组，水压力19～21Mpa；
2)粗轧工艺：粗轧机采用5次可逆压下，中间坯厚度33-35mm；立辊1/3/5道次投用立辊减宽，减宽量20mm；
3)精轧工艺：F1、F2机架间除鳞水投用，F1，F3，F5三个机架投用逆喷水，控制二次氧化铁皮；轧制速度与轧制负荷参照模型***进行设置。
10.根据权利要求1所述的一种高表面质量SPA-H耐候集装箱用钢带的制造方法，其特征在于：层冷工艺中，根据氧化铁皮构成原理，对卷取温度进行调整，降低目标温度20℃，同时投用精轧出口密集冷却装置，集中前段冷却，实现水冷速度15～22℃/s。
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CN101139687A (zh) * 2007-10-12 2008-03-12 莱芜钢铁集团有限公司 一种耐候热轧宽钢带及其制造方法
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CN111719081A (zh) * 2019-03-21 2020-09-29 本钢板材股份有限公司 一种集装箱用钢优化合金降低成本的控制方法

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