一種利用紅土鎳礦生產(chǎn)耐腐蝕型鋼的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及中、低合金鋼冶煉領(lǐng)域，具體涉及一種利用紅土鎳礦的生產(chǎn)耐腐蝕型 鋼的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，我國應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的領(lǐng)域已經(jīng)十分廣泛，消費(fèi)型鋼的行業(yè)發(fā)展到各行業(yè)，主要 應(yīng)用包括民用住宅、高檔的超高層建筑、民航站樓、民航機(jī)庫、體育場(chǎng)館、輕鋼結(jié)構(gòu)廠房、中 型和重型工業(yè)廠房、鐵路橋梁、鐵路車輛、電站建設(shè)、石化工程、海洋石油平臺(tái)等。
[0003] 我國有大量的海上油氣資源，特別是深海，極具勘探開發(fā)潛力。海洋鋼結(jié)構(gòu)的載體 都是由板材與型材構(gòu)成的空間復(fù)雜結(jié)構(gòu)。從我國海洋工程發(fā)展現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢(shì)來看， 預(yù)計(jì)"十二五"期間，各類海洋工程用鋼年需求量將達(dá)到300萬噸~350萬噸。
[0004] 海洋能源建設(shè)用鋼前景廣闊，鑒于我國大陸架淺海海域廣闊，海上風(fēng)力資源豐富， 海上風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)比陸地風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)前景更為廣闊。預(yù)計(jì)到2015年底，我國海上風(fēng)電累計(jì) 裝機(jī)量可達(dá)到500萬千瓦，年用鋼量在100萬噸以上。
[0005] 橋梁用鋼數(shù)量巨大，我國橋梁建設(shè)的成就在世界上有目共睹，在建設(shè)規(guī)模、技術(shù)水 平，特別是大跨度橋梁的建設(shè)水平已躍居世界前列。在"十二五"期間，我國橋梁建設(shè)將進(jìn)一 步加快。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2010年，我國擁有橋梁65. 8萬座，總計(jì)3048. 3萬延米，已超越美國， 成為橋梁第一大國。根據(jù)規(guī)劃，到2020年左右，我國公路橋梁將達(dá)到80萬座。隨著我國跨 海灣、跨江的大跨徑鋼結(jié)構(gòu)橋梁的建設(shè)，橋梁鋼結(jié)構(gòu)需求量將快速發(fā)展，根據(jù)預(yù)測(cè)，到2015 年，我國橋梁鋼結(jié)構(gòu)工程需求量將達(dá)到450萬噸。在今后橋梁鋼發(fā)展中，順應(yīng)橋梁工程發(fā)展 需要的高強(qiáng)度、輕型、可焊性、防斷性、疲勞性、壽命長、耐候性良好的高性能橋梁鋼將是橋 梁鋼發(fā)展的主要方向。
[0006] 高耐腐蝕性能是這類海洋工程用鋼的主要性能要求之一。由于海洋用鋼結(jié)構(gòu)長期 處于鹽霧、潮氣和海水等環(huán)境中，受到海水及海生物的侵蝕作用而產(chǎn)生劇烈的電化學(xué)腐蝕， 漆膜易發(fā)生劇烈皂化、老化，產(chǎn)生非常嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)腐蝕，不僅降低了結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能， 縮短其使用壽命，而且又因遠(yuǎn)離海岸，不能像船舶那樣定期進(jìn)行維修、保養(yǎng)，所以對(duì)其耐腐 蝕性能的要求更高。統(tǒng)計(jì)表明，在近海大氣中鋼的腐蝕率為75~100ym/a,鋼在靜止海水 里的腐蝕率為125ym/a，海水流速會(huì)加速鋼的腐蝕，如海水流速為6m/s時(shí)，鋼的腐蝕率為 在靜止海水里腐蝕率的8倍。如果在海浪造成的飛濺區(qū)，由于海水與大氣的交替作用，其 腐蝕率高達(dá)50ym/a。
[0007] 海洋環(huán)境分為海洋大氣帶、海洋飛濺帶、海水潮差帶、海水全浸帶、海泥帶，因此海 洋用鋼處于不同的環(huán)境中腐蝕機(jī)理的不同造成腐蝕速率也不同，所以對(duì)其耐腐蝕性能的要 求也不同。不同元素對(duì)鋼的耐蝕性影響也不同。未來研宄的重點(diǎn)是利用不同元素、不同組 織對(duì)鋼耐蝕性的影響，開發(fā)出經(jīng)濟(jì)、焊接性能和低溫韌性良好的耐海水腐蝕用鋼。目前常 采用增加腐蝕裕量和涂層的辦法，防止海水的腐蝕，但從鋼材品種本身需要解決高耐腐蝕 性能問題。我國目前發(fā)展的耐海水腐蝕用鋼有：10MnCu，10MnPN6Re，lOCrMoAl，15NiCuP， Q295GNH(L)，Q345GNH(L)，Q390GNH等鋼號(hào)。
[0008]耐大氣腐蝕鋼：最早的有美國鉻一銅一磷鋼，其含碳< 0. 12%，耐腐蝕性為普通碳 鋼的5~8倍。在此基礎(chǔ)上又發(fā)展了鉻一銅一釩鋼，這類鋼表面形成一層密致而附著力強(qiáng)的 銹層，阻止腐蝕進(jìn)一步發(fā)展，可以無保護(hù)涂層時(shí)使用，當(dāng)涂漆使用時(shí)，涂層與鋼材附著力強(qiáng)， 耐腐蝕性比碳鋼提高很多。法國發(fā)展了鉻一鋁系耐大氣腐蝕鋼，英、德都有專用的耐大氣腐 蝕鋼。國外這類鋼種基本上屬于鉻、鎳系統(tǒng)。目前國外發(fā)展這類鋼的趨勢(shì)是力求銹層性能 穩(wěn)定，不涂漆直接使用的低合金鋼。
[0009] 我國發(fā)展了Mn-Cu系和Cu-P系列的耐大氣腐蝕鋼。這類鋼號(hào)有：09MnCuPTi， lOMnSiCu，lOMnPNbRe，16MnCu，lOPcuRe，Q235NH，Q295NH，Q355NH，Q460NH等。
[0010] 我國目前大、中、小型型鋼年產(chǎn)量和消費(fèi)量都在5000多萬噸，其中大型H型鋼、工 字鋼、槽鋼和角鋼超過1000萬噸，中、小型型H型鋼、工字鋼、槽鋼和角鋼超過4000萬噸。 我國H型鋼從1998年的年生產(chǎn)和使用量只有幾千噸，猛增至2012年的生產(chǎn)量和使用量達(dá) 1000萬噸，1000萬噸遠(yuǎn)不是我國H型鋼消費(fèi)量的最高點(diǎn)。
[0011] 據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前美國熱軋H型鋼的年消費(fèi)在500萬t左右；日本熱軋H型鋼與鋼板粧 共計(jì)在450萬t左右；歐洲在500萬t左右；韓國在300萬t左右（其中包括50萬t的出 口）。
[0012]H型鋼有結(jié)構(gòu)合理，受力狀況好，外形美觀、制作施工方便等一系列的優(yōu)點(diǎn)，但最大 的問題的腐蝕問題。世界著名的法國巴黎愛菲鐵塔為當(dāng)時(shí)的世界科技的杰作，采用全鋼結(jié) 構(gòu)用角鋼鉚接而成，1905年建成至今已108年，至今仍完好無損。但它每7年要花7周的時(shí) 間進(jìn)行維修重新刷漆，每一次維修要花費(fèi)70噸油漆。一座30層以上的大樓其承重柱要采 用H型鋼，但防腐處理提高了成本。在30層以下的居民住宅也可用H型鋼為立柱和梁，結(jié) 構(gòu)美觀、施工方便，還增大房間的使用空間，是利國利民的大好事。現(xiàn)在房屋建造商寧愿用 傳統(tǒng)的混粘土柱和梁，原因就是H型鋼的防腐和投入使用后的維修問題。
[0013]開發(fā)一種耐腐蝕型鋼，其耐腐蝕性能比普通型鋼提高70%以上，如果將此成果轉(zhuǎn) 化應(yīng)用到H型鋼和角鋼上，輸電鐵塔用高耐候性能的角鋼不要鍍鋅處理，將降低成本，其使 用年限將大幅度沿長；H型鋼耐腐蝕性提高，其應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大，不僅在公共建筑、 鐵道橋梁、鐵道車輛、海洋工程中應(yīng)用，更會(huì)拓展到普通的民宅建筑中，在大中城市中30層 以下的民用建筑，中小城市3-4層的民宅建筑中，H型鋼的需求量將進(jìn)一步擴(kuò)大。H型鋼和 其它型鋼其使用狀態(tài)是直接晨露在大氣中或直接浸泡在海水中，因此其防腐性能比鋼筋更 為重要。多年來H型鋼和其它型鋼的防腐問題成為世界性難題，腐蝕問題成為擴(kuò)大H型鋼使 用的最大障礙，如果我國能在這方面有所突破，大幅度提高H型鋼和其它型鋼的防腐性能， 同時(shí)能提高其抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，將產(chǎn)生一種新型的材料品種一耐腐蝕的H型鋼和其 它型鋼(角鋼、槽鋼)，會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
[0014]紅土鎳礦(也稱紅土礦）是提取鎳金屬或生產(chǎn)鎳鐵合金的重要原料，但