[发明专利]一种耐磨耐低温耐大气腐蚀钢的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及腐蚀钢的生产，尤其该方法适用于寒冷地区焊接结构耐侯钢的生产。

背景技术

20世纪30年代,美国的U.S.Steel公司首先研制成功了耐腐蚀高强度含铜低合金钢,用于建筑和桥梁,其中最普遍应用的是高磷、铜、铬、镍的高耐候钢系列和以铬、锰、铜合金化为主的焊接结构系列钢。1960年前后,武钢利用其铁矿中含铜,首先在国内进行了含铜耐候钢的研究和开发工作。1965年,试制出09MnCuPTi耐候钢,并研制出我国第一辆耐候钢铁路货车。此外,研究者还结合我国的资源优势开发出了鞍钢集团的08CuPVRE系列、武钢集团的09CuPTi系列、济南钢铁公司的09MnNb等，到目前为止，我国已经成功开发了焊接结构耐候和高耐候两个系列11个牌号（其中高耐候4个，焊接结构7个），但在戈壁沙漠大风砂环境下使用的耐低温、耐磨损（抗砾石打击磨损）、耐盐碱等恶劣环境条件使用的焊接结构耐候钢生产信息未见披露。

本发明是针对兰新铁路沿线的恶劣环境，即途经百里风区，最大风力达到11级，茫茫戈壁和沙漠，冬季最低气温达到-40℃以下，开发的耐低温、耐大气腐蚀、耐砂粒磨损，即抗砾石打击的焊接结构耐候钢，用于制造高速铁路挡风墙，保证高速列车的行驶安全，使用效果十分显著，为企业的技术创新作出了典范。

发明内容

本发明的目在于：生产提供的高强度易成型、耐低温、耐磨损、耐大气腐蚀钢的耐候钢,实现了在寒冷与极端环境下的利用目的。

本发明的目的是这样实现的：一种耐磨耐低温耐大气腐蚀钢的生产方法，原料以重量百分比配制，生产钢卷厚为2.5-16.0mm的腐蚀钢；

成分设计：[C]：0.065-0.085%、[Si]：0.20-0.30%、[Mn]：0.85-0.950%、[P]：≤0.020%、[S]：≤0.004%、[Cr]：0.45-0.55%、[Ni]：0.12-0.25%、[Cu]：0.25-0.35%、[Nb]：0.010-0.030%、[Al]：0.020-0.040%、[Ti]：0.010-0.018%、[Ca]：0.0015-0.0030%、[N]：≤0.0045%，铁及杂质；

其中为保证Nb元素的强化效果，炉膛温度设定在1200℃±20℃，板坯在炉均热保温时间控制在35min，板坯的加热炉出炉温度控制在1200℃±20℃；控制奥氏体未结晶区轧制温度，入精轧轧机中间坯温度在950℃，入精轧轧机中间坯厚度≥50mm，终轧温度在860℃±10℃，卷曲温度为600℃，层流冷却前段采用急冷方式，冷却速度控制在20±2℃/s；其中连铸钢水过热度控制在20℃，并采用连铸板坯轻压下技术（板坯压下量控制在4mm），生产出的板坯偏析C类小于0.5级。

其中非金属夹杂的去除及氮元素的控制：

①铁水预处理后的[S]含量小于0.003%；转炉出钢时[N]的含量小于0.002%;

②转炉吹炼时，严禁补吹，其控制参数的供氧压力0.8-0.85MPa,流量32000-33000m³/h，强度为0.4-0.6Nm³/t·min，吹氧时间14min,其中底吹氩搅拌供气强度为0.05-0.08Nm³/t.min，压力为1.0-1.2MPa；转炉出钢温度为1620-1670℃，此时[C]含量为0.09%，[P]含量小于0.008%；

③LF精炼及造渣、脱硫，喂入钙铁线对非金属夹杂进行变性处理，紧接着对钢包钢水底吹氩弱搅拌，时间11-13min，其中精炼的终渣Al₂O₃的含量为28-33%，钢水[N]含量小于0.0045%，钢中A、B类非金属夹杂小于1.0级；

④连铸保护浇铸，大包长水口采用密封圈+氩封的保护，连铸时钢水[N]增量小于0.001%。

所述方法，成品的钢板耐磨性为铁素体+珠光体+少量粒状贝氏体，晶粒度为9-10级，提高了钢材的耐磨性能。

所述方法，成品在环境温度为16-20℃下，周期浸润腐蚀试验，平均腐蚀失重率为0.75-0.77g/m²/h，相对腐蚀速率达到46.8-47.5。

所述方法，成品钢板的抗拉强度510-610MPa，屈服强度390-480MPa，断后延伸率为25-33%，屈强比0.80-0.85，低温冲击功，－20℃冲击功值在250-350J，－40℃冲击功值在230-300J。