高強耐蝕熱軋鋼板及其煉鑄方法和軋制方法與流程

2023-07-29 23:09:36

本發明涉及一種高強耐蝕熱軋鋼板，屬於冶金生產技術領域。本發明還涉及一種用於冶煉所述高強耐蝕熱軋鋼板的煉鑄方法，以及用於軋制所述高強耐蝕熱軋鋼板的軋制方法。

背景技術：

金屬材料腐蝕是一個普遍存在的實際問題，其中大氣腐蝕所造成的損失約佔全部金屬腐蝕損失的一半左右，給國民經濟帶來了巨大損失。據發達國家統計，每年因鋼鐵材料腐蝕造成的經濟損失約佔國民經濟生產總值的2％～4％，全世界每年因結構用鋼材料腐蝕所造成的經濟損失已高達數千億美元以上，所以如何提高鋼鐵材料在大氣中的耐腐蝕性，備受關注。

20世紀30年代美國率先開發出cor-ten系耐候鋼，沿用至今，其持點是鋼中加入少量的cu、p、cr和ni等合金元素，使其在誘層和基體表面之間形成一層厚度約為50～100um的緻密產物層，該產物層屬於非晶態氧化物，與金屬基體附著性強，可以阻止環境介質向鋼鐵基體表面滲透，減緩向金屬基體縱深發展的腐蝕傾向，從而可以顯著提高鋼鐵材料的耐大氣腐蝕能力。我國耐候鋼的開發與研究起步較晚，1961年鞍鋼開始硏制16mncu耐候鋼，並結合國內資源將點，研製出含有cu、p、ti及re等元素的耐候鋼；1969年武漢鋼鐵公司、鐵道部科學研究院和齊齊哈爾車輛廠曾共同研製出09mncupti鐵路貨車用鋼；從1978年開始，我國以鎳和鉻等元素仿製國外耐大氣腐蝕鋼，並相繼開發出了系列耐候鋼品種，使我國鋼鐵材料的耐大氣腐蝕和綜合力學等性能得到了提高。

近幾年，國內研發了耐蝕性能比q450nqr1更強的新型耐蝕鋼，如q450ewr1，但cr含量極高通常在3.0％～5.5％之間，生產成本高。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：提供一種生產成本低，工藝步驟簡單易行，耐蝕性能優良的高強耐蝕熱軋鋼板，本發明還分別提供一種用於生產所述高強耐蝕熱軋鋼板的煉鑄方法和軋制方法。

為解決上述技術問題所採用的技術方案是：一種高強耐蝕熱軋鋼板，所述的高強耐蝕熱軋鋼板為包括下述重量份組分的精煉熱軋板鋼坯料，

所述的重份組分包括c：≤0.12％、si：≤0.75％、mn：≤1.50％、p：≤0.02％、s：≤0.008％、cu：0.20％～0.55％、cr：0.30％～1.25％、ni：0.12％～0.65％、v：≤0.10％、nb：≤0.10％、al：0.15％～0.50％、sb：0.03％～0.40％，其餘為fe及不可避免的雜質。

上述方案的優選方式是，所述高強耐蝕熱軋鋼板的重量份組分為c：0.07％、si：0.35％、mn：1.14％、p：0.003％、s：0.004％、cr：0.53％、ni：0.22％、cu：0.30％、v：0.05％、nb：0.023％、al：0.15％、sb：0.05％，其餘為fe及不可避免的雜質。

上述方案的優選方式是，所述高強耐蝕熱軋鋼板的重量份組分為c：0.08％、si：0.32％、mn：1.07％、p：0.004％、s：0.004％、cr：0.49％、ni：0.21％、cu：0.33％、v：0.05％、nb：0.025％、al：0.26％、sb：0.15％，其餘為fe及不可避免的雜質。

上述方案的優選方式是，所述高強耐蝕熱軋鋼板的重量份組分為c：0.07％、si：0.27％、mn：1.13％、p：0.005％、s：0.004％、cr：0.53％、ni：0.21％、cu：0.32％、v：0.05％、nb：0.025％、al：0.45％、sb：0.35％，其餘為fe及不可避免的雜質。

一種用於所述高強耐蝕熱軋鋼板的煉鑄方法，所述的煉鑄方法包括轉爐冶煉、lf爐精煉、rh精煉以及橫截面為規則矩形的高強耐蝕鋼坯連鑄幾個步驟，

其中，在橫截面為規則矩形的耐蝕鋼坯連鑄時，凝固末端電磁攪拌參數為攪拌電流150～300a，頻率6.0～8.0hz；過熱度控制在20～40℃；拉速控制在0.75～0.90m/min；二冷比水量控制在0.21～0.29l/kg鋼之間，採用恆速澆鑄，鑄坯堆垛緩冷。

進一步的是，在lf爐精煉時，lf出站目標[s]≤0.008％，且[p]+[s]≤0.020％，lf精煉脫硫階段吹氬流量控制在60～80m3/h，以保證脫硫效果；出站al按照0.15％～0.50％控制，精煉結束後吹氬≥5min，出站溫度按1600～1620℃控制。

一種用於所述煉鑄方法冶煉的耐蝕鋼坯的軋制方法，所述的軋制方法包括熱軋、冷卻、卷取幾個步驟。

本發明的有益效果是：本申請通過在現有高強耐蝕鋼基本成分的基礎上添加0.15％～0.50％的al以及0.03％～0.40％的sb，然後再較大幅度的降低成本較高的cr的含量，將原來3.0％～5.5％的含量只保留到0.30％～1.25％，即可大幅度的提高所述耐蝕熱軋鋼板耐大氣腐蝕的能力，同時，由於al、sb的加入不僅可以提高耐酸性介質腐蝕的能力，還能提高本申請所述熱軋鋼板的強度。這樣，由於本申請所述的耐蝕熱軋鋼板的基本成分沒有出現大的變化，還可以使生產本申請所述熱軋鋼板的採用現有鋼板的熱軋步驟以及現有常規熱軋板的工藝參數，而不需要新開發生產工藝以及熱軋生產設備。

具體實施方式

為了解決現有生產中存在的耐蝕鋼板生產成本高的技術問題，本發明提供的一種生產成本低，工藝步驟簡單易行，耐蝕性能優良的高強耐蝕熱軋鋼板，本發明還分別提供一種用於生產所述高強耐蝕熱軋鋼板的煉鑄方法和軋制方法。所述的高強耐蝕熱軋鋼板為包括下述重量份組分的精煉熱軋板鋼坯料，所述的重份組分包括c：≤0.12％、si：≤0.75％、mn：≤1.50％、p：≤0.02％、s：≤0.008％、cu：0.20％～0.55％、cr：0.30％～1.25％、ni：0.12％～0.65％、v：≤0.10％、nb：≤0.10％、al：0.15％～0.50％、sb：0.03％～0.40％，其餘為fe及不可避免的雜質。根據本申請提供的耐蝕熱軋鋼板的上述化學組成成分可知，本申請提高耐蝕鋼板的耐大氣腐蝕的能力以及耐酸性介質腐蝕的能力的主要手段是在現有耐蝕鋼基本成分的基礎上添加0.15％～0.50％的al以及0.03％～0.40％的sb，然後再較大幅度的降低成本較高的cr的含量，將原來3.0％～5.5％的含量只保留到0.30％～1.25％，來實現大幅度的提高所述耐蝕熱軋鋼板耐大氣腐蝕的能力，同時，由於al、sb的加入不僅可以提高耐酸性介質腐蝕的能力，還能提高本申請所述熱軋鋼板的強度。由於構成本申請所述的耐蝕熱軋鋼的基本成分變化不大，從而可以採用現有鋼板的熱軋步驟以及現有常規熱軋板的工藝參數，而不需要新開發生產工藝以及熱軋生產設備。即所述的煉鑄方法包括轉爐冶煉、lf爐精煉、rh精煉以及橫截面為規則矩形的高強耐蝕鋼坯連鑄幾個步驟，其中，在橫截面為規則矩形的耐蝕鋼坯連鑄時，凝固末端電磁攪拌參數為攪拌電流150～300a，頻率6.0～8.0hz；過熱度控制在20～40℃；拉速控制在0.75～0.90m/min；二冷比水量控制在0.21～0.29l/kg鋼之間，採用恆速澆鑄，鑄坯堆垛緩冷；所述的軋制方法包括熱軋、冷卻、卷取幾個步驟。

具體來說，在lf爐精煉時，lf出站目標[s]≤0.008％，且[p]+[s]≤0.020％；出站al按照0.15％～0.50％控制，精煉結束後吹氬≥5min，出站溫度按1600～1620℃控制。

實施例

鋼坯中的化學成分重量百分比為：c：≤0.12％，si：≤0.75％，mn：≤1.50％，p：≤0.02％，s：≤0.008％，cu：0.20％～0.55％，cr：0.30％～1.25％，ni：0.12％～0.65％，v：≤0.10％，nb：≤0.10％，al：0.15％～0.50％，sb：0.03％～0.40％。其餘為fe及不可避免的雜質。

實驗方法一：參考《鐵路用耐候鋼周期浸潤腐蝕試驗方法》tb/t2375-1993，及相關腐蝕試驗標準進行，檢測結果簡稱耐大氣腐蝕性能。

實驗方法二：浸泡試驗採用濃度為20％的h2so4溶液在室溫條件下進行，試驗持續時間24h，檢測結果簡稱耐酸性腐蝕性能。

下面結合實例對本發明作進一步的描述。

實例一本發明新型耐蝕鋼板效果

本實例是在實驗室冶煉和軋制的。鋼坯的化學成分重量百分比為：c：0.07％，si：0.35％，mn：1.14％，p：0.003％，s：0.004％，cr：0.53％，ni：0.22％，cu：0.30％，v：0.05％，nb：0.023％，al：0.15％，sb：0.05％。

本方法生產的耐蝕性能優良的熱軋鋼板耐蝕性能：(1)耐大氣腐蝕性能：相對腐蝕率25％。(2)耐酸性腐蝕性能：15％。

實例二本發明耐蝕性能優良的熱軋鋼板效果

本實例是在實驗室冶煉和軋制的。鋼坯的化學成分重量百分比為：c：0.08％，si：0.32％，mn：1.07％，p：0.004％，s：0.004％，cr：0.49％，ni：0.21％，cu：0.33％，v：0.05％，nb：0.025％，al：0.26％，sb：0.15％。

本方法生產的耐蝕性能優良的熱軋鋼板耐蝕性能：(1)耐大氣腐蝕性能：相對腐蝕率23％。(2)耐酸性腐蝕性能：13％。

實例三本發明耐蝕性能優良的熱軋鋼板效果

本實例是在實驗室冶煉和軋制的。鋼坯的化學成分重量百分比為：c：0.07％，si：0.27％，mn：1.13％，p：0.005％，s：0.004％，cr：0.53％，ni：0.21％，cu：0.32％，v：0.05％，nb：0.025％，al：0.45％，sb：0.35％。

本方法生產的耐蝕性能優良的熱軋鋼板耐蝕性能：(1)耐大氣腐蝕性能：相對腐蝕率21％。(2)耐酸性腐蝕性能：10％。