[发明专利]一种含稀土的铌微合金化高强耐候角钢及生产工艺

说明书

本发明涉及钢铁生产技术领域，提供了一种含稀土的铌微合金化高强耐候角钢及生产工艺，其化学成分以质量百分数计：C：0.05‑0.12％，Si：0.20‑0.65％，Mn≤1.10％，Cu：0.20‑0.55％，Cr：0.30‑1.25％，Ni：0.12‑0.65％，Nb：0.015‑0.060％，P≤0.020％，S≤0.020％，RE：0.01‑0.04％，Ceq≤0.44，I≥6，余为Fe和杂质，生产工艺包括连铸坯生产、角钢轧制、角钢矫直。本发明添加RE以减少或替代Cr以降低成本，以Nb代V来细化组织增加强韧性，并严控S含量，获得强度级别高、低温韧性好、焊接性能和耐腐蚀性能优良的角钢。

技术领域

本发明涉及钢铁生产技术领域，特别涉及一种含稀土的铌微合金化高强耐候 角钢及生产工艺。

背景技术

输电线路长期暴露在大气中，塔材腐蚀较为严重，虽然采用镀锌钢能缓解大 气腐蚀危害，但存在镀锌成本高、镀锌工艺污染环境和镀锌铁塔后期需维护等问 题。当前新材料、节能环保已成了时代发展的符号，今后国家将会逐步推行更为 严格的环保政策，钢铁材料的热浸镀锌工艺将会逐步受到限制和禁止。耐候钢在 美国、意大利和日本等发达国家的输电铁塔被成功应用，以及在我国的铁路、船 舶和桥梁等行业中被广泛推广，但至今在国内输电线路实际工程较少。目前，耐 候角钢的应用与推广主要存在以下两个问题：一是成分设计不合理，合金成本较 贵；二是生产工艺不合适，力学性能较差。

伴随着电压等级提高，要求铁塔承载能力不断增强，又要尽量降低塔重和走 廊占地。我国特色的资源稀土元素，可以净化基体、提高保护性锈层的致密度， 减少或替代Cr的使用来降低成本。近年国内轧钢厂对加热装置、精炼和轧制设 备等进行了改造升级，完全具备使Nb发挥最佳强韧化的能力。由于环保政策的 推行，带来钒铁价格的剧烈变动，有利于以Nb代V微合金化的推广。含稀土的 铌微合金化高强耐候角钢的应用可以简化杆塔结构，减轻单根构件的重量，相应 减少运输、安装等费用和降低大气腐蚀损失，延长输电铁塔的寿命。

发明内容

所解决的技术问题：

长期以来，我国输电铁塔用钢主材使用Q345，斜材以Q235为主，采用VN 合金化或Nb、V和Ti多元微合金化来保证其强度，热镀锌防腐，与国际先进国 家相比，输电铁塔用材强度值偏低，致使我国输电线路铁塔耗钢量比其他国家大， 材质可选择余地较小。同时，由于环保政策的推行，带来钒铁价格的剧烈变动。 而选取别的金属元素代替V，可有效规避钒铁价格的波动。

本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供了一种含稀土的铌微合金化高 强耐候角钢及生产工艺，通过采用低C改善焊接性能、Nb微合金化保证力学性 能，添加RE优化耐腐蚀性能的设计思路，调整两阶段轧制温度制度和压下规程 的生产工艺，生产出规格为16#、18#、20#的Q460级别耐候角钢，以解决现有 的成分设计不合理(取代V)和生产工艺不合适的问题。

本发明所提供的含稀土的铌微合金化高强耐候角钢所采用的技术方案是:低 C、低S、Nb微合金化和添加RE，配合两阶段的控轧生产工艺。

Nb具有显著的晶粒细化和中等强度的沉淀强化，Nb微合金化保证角钢的力 学性能，允许降低的碳含量，从而改善耐候角钢的焊接性能。

RE的添加一方面可以细化微合金元素沉淀相，增加沉淀相析出数量，发挥 了细晶强化和析出强化的作用。另一方面Nb、Ni等微合金元素可以增大稀土在 钢中固溶量，固溶的稀土具有脱硫、脱氧、夹杂物变性等作用，减少点腐蚀的发 生，还可以促进保护性锈层的生成。

耐候角钢中Nb和RE刚柔并济，在提高角钢的力学性能和耐腐蚀性能的同 时，发挥本土资源优势、减少合金成本。

本发明采用如下技术方案：