一种含钛低镍高强耐候钢及其生产方法技术

本发明专利技术公开一种含钛低镍高强耐候钢及其生产方法，属于冶金技术领域。其化学成分按重量百分比为C：0.07～0.12%，Si≤0.45%，Mn≤0.7%，P：0.06～0.15%，S≤0.012%，Cu：0.25～0.45%，Cr：0.35～0.65%，Ni≤0.15%，Ti：0.04～0.08%，Als：0.010～0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。生产方法包括下述步骤：转炉冶炼，LF精炼，板坯连铸，板坯加热，高压水除鳞，控制轧制，控制冷却，卷取。本发明专利技术所生产热轧卷板，采用Cu‑Cr‑P‑Ti系合金成分体系，保证钢的耐腐蚀性，本方法生产的耐候钢具有生产成本低，工艺简单，综合性能优异的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钢铁冶金
，具体涉及一种含钛低镍高强耐候钢及其生产方法。
技术介绍
耐候钢即耐大气腐蚀钢，属于低合金钢，广泛应用于铁路、车辆、输电铁塔、海洋平台及长期户外使用的工程构件，用于制造集装箱、铁道车辆、采油平台及海港建筑等结构件。耐候钢由普碳钢添加少量的铜、磷、铬、镍等合金元素，使得钢材形成一层50-100μm厚的致密氧化物层，阻止大气中氧和水向钢铁基体的渗入，大大提高钢铁材料的耐大气腐蚀能力。CN200810046963.X针对C含量过高的缺点，提供了一种屈服强度大于450MPa级超低碳热轧耐候钢，该耐候钢的合金成分及重量百分比含量为：C：0.01～0.05%，Si：0.10～0.40%，Mn：1.50～1.90%，P≤0.02%，S≤0.010%，Cu：0.15～0.55%，Cr：0.20～0.80%，Ni：0.10～0.50%，Mo：0.05～0.50%、Nb：0.01～0.05%、Ca：0.0010～0.0020%，余量为Fe及不可避免的杂质。该专利技术钢种的强度级别高于传统耐候钢，由于采用超低碳设计，其冲击韧性、焊接性和耐大气腐蚀性能优良。但此类耐候钢设计时多种合金元素的添加和超低碳要求增加了炼钢工序成本。中国专利申请201510801812.0公开了一种含钛高铬耐候钢及其制备方法，属钢铁冶炼领域，该耐候钢的合金成分及重量百分比含量为：C≤0.07%，Si≤0.50%，Mn≤1.5%，P≤0.02%，S≤0.010%，Cu：0.20～0.55%，Cr：3.00～5.50%，Ni：0.10～0.65%，Ti：0.04～0.10%，余量为Fe及不可避免的杂质。该专利中锰含量高，铬含量高，虽然提高的钢的耐候性能，但高含量的Cr不但极大地提高冶炼成本和难度，而且对钢材的成型性能会产生不利的影响。
技术实现思路
为解决本领域中存在的上述技术问题，本专利技术提供一种产品性能优异，生产工艺简单，生产成本低，具有良好经济效益的含钛低镍高强耐候钢及其生产方法。本专利技术所提供一种含钛低镍高强耐候钢，所述钢卷化学成分及重量百分比如下：C：0.07～0.12%，Si≤0.45%，Mn≤0.7%，P：0.06～0.15%，S≤0.012%，Cu：0.25～0.45%，Cr：0.35～0.65%，Ni≤0.15%，Ti：0.04～0.08%，Als：0.010～0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术所述含钛低镍高强耐候钢屈服强度415-540MPa，抗拉强度520-750MPa。本专利技术所述钢含钛低镍高强耐候钢延伸率≥27%。本专利技术的另一目的在于提供一种上述含钛低镍高强耐候钢生产方法，包括下述步骤：转炉冶炼，LF精炼，板坯连铸，板坯加热，高压水除鳞，控制轧制，控轧冷却，卷取，所述板坯连铸工序获得板坯，所述板坯化学成分及重量百分比如下：C：0.07～0.12%，Si≤0.45%，Mn≤0.7%，P：0.06～0.15%，S≤0.012%，Cu：0.25～0.45%，Cr：0.35～0.65%，Ni≤0.15%，Ti：0.04～0.08%，Als：0.010～0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。本专利技术所述板坯加热时，采用直装热送入炉，热送温度≥600℃，板坯加热至1200-1250℃，板坯出炉温度1250-1270℃，炉内加热时间为100-150min。本专利技术所述控制轧制工序，粗轧工序为可逆式轧制模式，控制轧制5道次，粗轧出口温度1090-1120℃。本专利技术所述控制轧制工序，精轧工序，采用7架连续轧机控制轧制，终轧温度为860-900℃。本专利技术所述控轧冷却工序，层流冷却速度为25-30℃/s。本专利技术所述卷取工序，卷取温度为560-600℃，下线后热卷堆垛缓冷。本专利技术所述LF精炼工序，钛铁在LF精炼钙处理前进行合金化；所述板坯连铸工序，连铸二次冷却采用弱冷、拉速≥1.0min、采用全程保护浇铸。本专利技术的设计思路：通过利用铜-铬-磷-钛系列合金化，提高钢的耐腐蚀性和焊接性能；通过降低钢中的镍含量及钛强化减少锰合金的加入量，降低成本。目前的耐候钢主要是通过添加耐腐蚀的铜、磷、铬、镍、钼等合金元素而设计的，为提高耐蚀性能和减少因铜元素在钢材表面产生龟裂缺陷，必须添加贵重的铬、镍元素；针对承钢钒钛铁水P高的现象，对此开发含P耐候钢，采用Cu-Cr-P-Ti系合金成分体系，可以降低转炉脱磷负担，同时采用P强化，既提高了耐蚀性也提高了强度；碳含量太高影响焊接性能，太低影响强度和炼钢成本，采用低碳成分设计保证焊接性；通过添加少量的Ni或不添加并结合直装热送工艺削弱“铜致表面热裂纹”，达到降低合金成本的目的；添加钛在于钛与氮结合析出起到细化晶粒来提高强度，同时将游离氮转变为化合氮避免了时效现象和增强了晶界抗腐蚀能力，从而提高了整体性能。采用板坯直装热送、加热炉高温快速加热、短的加热时间来防止Cu选择性析出和氧化引起铜脆和晶界弱化，采用较低的卷取温度和轧后缓冷工艺降低P引起的冷脆现象，并严格控制热轧轧制过程参数，保证了耐候钢的综合性能。采用低价的P、Ti代替高价的部分Cu、Ni、Cr等，即采用铜-铬-磷-钛系，既降低了成本，也保证钢的耐腐蚀性。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术含钛低镍高强耐候钢屈服强度415-540MPa，抗拉强度520-750MPa，延伸率≥27%，180℃d=a弯曲合格。本专利技术所生产耐候钢钢卷，采用低镍含量，微钛强化来降低Mn含量用于制作耐候钢钢板，采用新的工艺流程，通过轧制工艺控制，获得了各项性能良好的耐候钢钢板，并实现工业化生产。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步详细的说明。实施例1一种含钛低镍耐候钢钢卷，成分质量百分比为C：0.08%，Si：0.42%，Mn：0.68%，P：0.145%，S：0.003%，Cu：0.26%，Cr：0.63%，Ni：0.01%，Ti：0.075%，Als：0.015%，余量为Fe及不可避免杂质。采用转炉冶炼，LF精炼，板坯连铸，板坯加热，高压水除鳞，控制轧制，控轧冷却，卷取生产工艺，生产在LF精炼钙处理前3分钟加入钛铁，拉速为1.0m/min，热送温度620℃，板坯出炉温度1250℃，炉内加热时间为145min，合格的板坯加热到1220℃。粗轧5道次出口温度为1105℃，精轧出口温度为865℃，经过25℃/s冷却，卷曲温度为575℃，下线后热卷堆垛缓冷。得到合格钢卷屈服强度为420MPa，抗拉强度为545MPa，延伸率36%，180℃d=a弯曲合格。实施例2一种含钛低镍耐候钢钢卷，成分质量百分比为C：0.09%，Si：0.36%，Mn：0.60%，P：0.12%，S：0.003%，Ni：0.05%，Cr：0.52%，Cu：0.31%，Ti：0.06%，Als：0.025%，余量为Fe及不可避免杂质。采用转炉冶炼，LF精炼，板坯连铸，板坯加热，高压水除鳞，控制轧制，控轧冷却，卷取生产工艺，生产在LF精炼钙处理前2分钟加入钛铁，拉速为1.1m/min，热送温度640℃，板坯出炉温度1257℃，炉内加热时间为135min，合格的板坯加热到1250℃，粗轧5道次出口温度为1120℃，精轧出口温度为895℃，经过28℃/s冷却，卷曲温度本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含钛低镍高强耐候钢，其特征在于，所述钢卷化学成分及重量百分比如下：C：0.07～0.12%，Si≤0.45%，Mn≤0.7%，P：0.06～0.15%，S≤0.012%，Cu：0.25～0.45%，Cr：0.35～0.65%，Ni≤0.15%，Ti：0.04～0.08%，Als：0.010～0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。

【技术特征摘要】
1.一种含钛低镍高强耐候钢，其特征在于，所述钢卷化学成分及重量百分比如下：C：0.07～0.12%，Si≤0.45%，Mn≤0.7%，P：0.06～0.15%，S≤0.012%，Cu：0.25～0.45%，Cr：0.35～0.65%，Ni≤0.15%，Ti：0.04～0.08%，Als：0.010～0.050%，余量为Fe和不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种含钛低镍高强耐候钢，其特征在于，所述含钛低镍高强耐候钢屈服强度415-540MPa，抗拉强度520-750MPa。3.根据权利要求1所述的一种含钛低镍高强耐候钢，其特征在于，所述含钛低镍高强耐候钢延伸率≥27%。4.基于权利1-3任意一项所述的一种含钛低镍高强耐候钢的生产方法，包括下述步骤：转炉冶炼，LF精炼，板坯连铸，板坯加热，高压水除鳞，控制轧制，控轧冷却，卷取，其特征在于，所述板坯连铸工序获得板坯，所述板坯化学成分及重量百分比如下：C：0.07～0.12%，Si≤0.45%，Mn≤0.7%，P：0.06～0.15%，S≤0.012%，Cu：0.25～0.45%，Cr：0.35～0.65%，Ni≤0.1...

【专利技术属性】
技术研发人员：田鹏，吴丽，刘伟，周海峰，张琳，何英，
申请(专利权)人：河钢股份有限公司承德分公司，
类型：发明
国别省市：河北;13