專利名稱：一種耐蝕碳素結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于碳素鋼的生產(chǎn)工藝這一技術(shù)領(lǐng)域，特別適用于一種非合金化方法生產(chǎn)耐蝕碳素結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)工藝這一技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
工程結(jié)構(gòu)鋼大量用于鐵路、車輛、船舶、橋梁、建筑、管道，海洋工程等。
為滿足對(duì)耐蝕性有強(qiáng)烈要求的工程結(jié)構(gòu)需要，美國(guó)在上個(gè)世紀(jì)三十年代首先開(kāi)發(fā)出了耐大氣腐蝕用鋼(俗稱耐候鋼，也叫Cor-ten鋼，含Cu、P、Cr等)，五十年代開(kāi)發(fā)出了耐飛濺區(qū)海水腐蝕用鋼(命名為瑪麗娜鋼Mariner鋼，含Ni、Cu、P等)；日本在六十年代引入美國(guó)技術(shù)相繼開(kāi)發(fā)出一系列耐不同區(qū)帶海水腐蝕用鋼，除上述元素外，還分別加有Mo、Al、Cr等；所有上述耐腐蝕鋼均是添加耐蝕合金元素，即通過(guò)合金化方法生產(chǎn)出合金耐蝕鋼，其缺點(diǎn)在于價(jià)格較高，韌性及焊接性能較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種非合金化方法耐蝕碳素結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)工藝。
本發(fā)明解決技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案為一種耐蝕碳素結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)工藝，包括冶煉工序、LF精煉爐工序、板坯連鑄工序，在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲中鈰的重量濃度為45％-100％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.0-3.5；鋼中Re總重量濃度為0.008％-0.07％。
在LF精煉爐工序中，使鋼水中的重量化學(xué)成分控制為C0.03％-0.21％；Si0.003％-0.35％；Mn0.80％-1.20％；P0.010％-0.035％；3.5≥Re/S≥2.0；[O]固溶為30～80ppm；其余為Fe和雜質(zhì)元素。
工程結(jié)構(gòu)鋼的腐蝕破壞主要由坑孔腐蝕造成，孔蝕有誘發(fā)和擴(kuò)展兩個(gè)階段，表明鋼材耐孔蝕性能有兩個(gè)重要測(cè)量參數(shù)孔蝕誘發(fā)敏感性；孔蝕擴(kuò)展速度(深度)。
鋼材的孔蝕誘發(fā)敏感性小，則在實(shí)際使用條件下(一般有涂層)，鋼板出現(xiàn)銹點(diǎn)腐蝕的時(shí)間晚，涂層破壞慢，延長(zhǎng)了鋼板的使用壽命；孔蝕擴(kuò)展速度慢，則一旦出現(xiàn)腐蝕坑(孔)后，其發(fā)展速度慢，也延長(zhǎng)了鋼板的使用壽命。
申請(qǐng)人認(rèn)為鋼中夾雜物對(duì)耐蝕性有重要影響，鋼中夾雜物是最主要的點(diǎn)蝕誘發(fā)源；在蝕孔擴(kuò)展過(guò)程中，夾雜物的快速腐蝕溶解可促進(jìn)孔蝕的擴(kuò)展。同一鋼中所有夾雜物中，以硫化物夾雜的危害最大。
目前使用的結(jié)構(gòu)鋼主要是鎮(zhèn)靜鋼，其鋼中硫化物夾雜為II類硫化物，呈條片狀，群集分布，誘發(fā)點(diǎn)蝕敏感性強(qiáng)，對(duì)蝕孔擴(kuò)展促進(jìn)作用大。
當(dāng)加入稀土元素后，將鋼中硫化物夾雜進(jìn)行變性處理，形成稀土硫化物，由條片狀變?yōu)榍驙?，其點(diǎn)蝕誘發(fā)敏感性下降；對(duì)蝕孔的擴(kuò)展促進(jìn)作用減小，從而使鋼材的耐蝕性提高。
本發(fā)明生產(chǎn)出的耐蝕碳素結(jié)構(gòu)鋼的顯微組織是鐵素體+珠光體。本發(fā)明所生產(chǎn)出耐蝕碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能指標(biāo)為σs(σp0.2)≥235MPa；520MPa≥σb≥400MPaδ5≥22％。
本發(fā)明只需按上述成分范圍，在通用煉鋼設(shè)備冶煉即可實(shí)現(xiàn)。并能在通用軋鋼生產(chǎn)設(shè)備上，用普通軋制工藝、在熱軋-空冷的條件下生產(chǎn)出耐蝕碳素結(jié)構(gòu)鋼。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用非合金方法生產(chǎn)的耐蝕碳素結(jié)構(gòu)鋼，在通用煉鋼設(shè)備冶煉即可實(shí)現(xiàn)。并能在通用軋鋼生產(chǎn)設(shè)備上，用普通軋制工藝、在熱軋-空冷的條件下生產(chǎn)出耐蝕碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有成本低，韌性及焊接性能好的特點(diǎn)。同時(shí)還有良好的耐蝕性能，耐蝕鋼的蝕坑擴(kuò)展速度平均水平比同級(jí)別的非耐蝕鋼減低15％。
具體實(shí)施例方式非限定實(shí)施例本實(shí)施例中生產(chǎn)條件為采用普通氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐冶煉、LF精煉爐、板坯連鑄，在半連續(xù)軋機(jī)上用普通工藝軋制、軋后空冷，熱軋帶鋼厚度規(guī)格為7～24mm。
強(qiáng)度MPa；延伸率％；0℃沖擊功J按照GB712標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。
耐蝕性按照GB6384、GB5776標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測(cè)。
點(diǎn)蝕電位反映了鋼在海水中的點(diǎn)蝕誘發(fā)敏感性，點(diǎn)蝕電位越高，其點(diǎn)蝕誘發(fā)敏感性越低，而閉塞陽(yáng)極電流反映了鋼在海水中形成蝕坑后其蝕孔的擴(kuò)展速度，閉塞陽(yáng)極電流密度越高，其蝕孔擴(kuò)展速度越大；總之，點(diǎn)蝕電位越高(越正)，閉塞陽(yáng)極電流密度越小，則鋼在海水中的耐蝕性越好。
點(diǎn)蝕誘發(fā)敏感性(以點(diǎn)蝕電位表示)-440～-470mV(相對(duì)于SCE飽和甘汞電極)，注普通鎮(zhèn)靜法生產(chǎn)的碳素結(jié)構(gòu)鋼點(diǎn)蝕電位為-480～-510mV；裸鋼海水飛濺區(qū)耐孔蝕性能比普通鋼提高36％。
實(shí)施例1在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰的重量濃度為45％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.2；鋼中Re總重量濃度為0.011％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學(xué)成分控制為C0.12％；Si0.25％；Mn0.94％；P0.020％；Re/S＝2.2；[O]固溶為50ppm；其余為Fe和雜質(zhì)元素。
實(shí)施例2在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰的重量濃度為48％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.7；鋼中Re總重量濃度為0.016％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學(xué)成分控制為C0.13％；Si0.27％；Mn0.99％P0.018％； Re/S＝2.7；[O]固溶為45ppm；其余為Fe和雜質(zhì)元素。
實(shí)施例3在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰重量濃度為48％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.3；鋼中Re總重量濃度為0.009％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學(xué)成分控制為C0.13％；Si0.24％；Mn0.97％；P0.019％；Re/S＝2.3；[O]固溶為50ppm；其余為Fe和雜質(zhì)元素。
實(shí)施例4在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰重量濃度為48％；鋼中Re/S(稀土/硫)3.0；鋼中Re總重量濃度為0.006％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學(xué)成分控制為C0.11％；Si0.21％；Mn0.95％；P0.019％；Re/S＝3.0；[O]固溶為55ppm；其余為Fe和雜質(zhì)元素。
實(shí)施例5在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰重量濃度為45％；鋼中Re/S(稀土/硫)3.5；鋼中Re總重量濃度為0.014％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學(xué)成分控制為C 0.11％；Si 0.22％；Mn 0.96％；P0.016％；Re/S＝3.5；[O]固溶為4ppm；其余為Fe和雜質(zhì)元素。
實(shí)施例6在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰重量濃度為46％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.3；鋼中Re總重量濃度為0.009％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學(xué)成分控制為C0.11％；Si0.16％；Mn0.92％；P0.025％；Re/S＝2.3；[O]固溶為45ppm；其余為Fe和雜質(zhì)元素。
實(shí)施例7在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰重量濃度為48％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.8；鋼中Re總重量濃度為0.011％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學(xué)成分控制為C0.11％；Si0.15％；Mn0.99％；P0.023％；Re/S＝2.8；[O]固溶為35ppm；其余為Fe和雜質(zhì)元素。
實(shí)施例8在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰重量濃度為49％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.3；鋼中Re總重量濃度為0.016％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學(xué)成分控制為C0.12％；Si0.20％；Mn0.94％；P0.020％；Re/S＝2.3；[O]固溶為55ppm；其余為Fe和雜質(zhì)元素。
實(shí)施例9在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲鈰重量濃度為46％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.5；鋼中Re總重量濃度為0.010％。
在LF爐精煉工序中，使鋼水中的重量化學(xué)成分控制為C0.12％；Si0.18％；Mn0.96％；P0.018％；Re/S＝2.5；[O]固溶為50ppm；其余為Fe和雜質(zhì)元素。
實(shí)施例1-9的重量化學(xué)成分(％)如表1所示表1


*Ceq＝C+1/6Mn實(shí)施例1-9的力學(xué)性能如表2所示表2

實(shí)施例1-9的耐蝕性能如表3所示表3


普通B級(jí)板由馬鋼公司生產(chǎn)，其規(guī)格為δ6-30mm，牌號(hào)為C-B。
權(quán)利要求
1.一種耐蝕碳素結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)工藝，包括冶煉工序、LF精煉爐工序、板坯連鑄工序，其特征在于在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲中鈰的重量濃度為45％-100％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.0-3.5；鋼中Re總重量濃度為0.008％-0.07％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐蝕碳素結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)工藝，其特征在于在LF精煉爐工序中，使鋼水中的重量化學(xué)成分控制為C0.03％-0.21％；Si0.003％-0.35％；Mn0.80％-1.20％；P0.010％-0.035％；3.5≥Re/S≥2.0；[O]固溶為30～80ppm；其余為Fe和雜質(zhì)元素。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種耐蝕碳素結(jié)構(gòu)鋼的生產(chǎn)工藝，包括冶煉工序、LF精煉爐工序、板坯連鑄工序，在板坯連鑄工序中，喂入混合稀土絲，所述的稀土絲中鈰的重量濃度為45％－100％；鋼中Re/S(稀土/硫)2.0－3.5；鋼中Re總重量濃度為0.008％－0.07％。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用非合金方法生產(chǎn)的耐蝕碳素結(jié)構(gòu)鋼，在通用煉鋼設(shè)備冶煉即可實(shí)現(xiàn)。并能在通用軋鋼生產(chǎn)設(shè)備上，用普通軋制工藝、在熱軋－空冷的條件下生產(chǎn)出耐蝕碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有成本低，韌性及焊接性能好的特點(diǎn)。同時(shí)還有良好的耐蝕性能，耐蝕鋼的蝕坑擴(kuò)展速度平均水平比同級(jí)別的非耐蝕鋼減低15％。
文檔編號(hào)B22D11/11GK1970806SQ200610098398
公開(kāi)日2007年5月30日 申請(qǐng)日期2006年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月18日
發(fā)明者孫維, 陳學(xué)群, 張建平, 劉玉蘭, 陳德斌, 王小燕, 吳耀光, 劉國(guó)平, 梅忠, 鮑未強(qiáng), 王金坤, 汪國(guó)才, 朱俊 申請(qǐng)人:馬鞍山鋼鐵股份有限公司