[發明專利]一種耐候鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 200910048141.X
• 申請日: 2009-03-24
• 公開（公告）號: CN101845599A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 吳建春;方園;李自剛;薛菲
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/42
• 分類號: C22C38/42;C22C38/58;C22C33/04;B22D11/06
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 樓仙英;陳文平

技術領域

本發明涉及耐候鋼及其制造方法，特別是涉及具有針狀鐵素體的耐候鋼及其制造方法。

背景技術

在工程領域中，常用的結構材料一般為碳鋼和經過微合金化后的低合金鋼。這些鋼具有優良的機械性能和較低的市場價格，但在大氣環境中易產生銹蝕。當這些鋼長期暴露在大氣中時，其與大氣中的水汽、氧氣、二氧化碳、二氧化硫等發生化學或電化學反應，從而導致鋼鐵材料的腐蝕。全世界每年因腐蝕而報廢的金屬設備及材料，大約占金屬年產量的20～40％，因腐蝕而損耗的金屬達1億噸以上。據一些發達工業國家的統計，每年由于金屬腐蝕造成的經濟損失約占國民生產總值的1～4％。因此開發具有高耐候性的耐候鋼具有重要的實用意義和經濟價值。

耐候鋼也即耐大氣腐蝕鋼?，F有的低合金耐候鋼中，最典型的是含有高磷、高銅、加鉻、加鎳的高耐候結構鋼和含有高銅、加錳、加鉻合金化的焊接結構用耐候鋼。它們都是通過添加少量的合金元素，使其在使用過程中，在金屬基體表面上形成保護層，以提高鋼材的耐候性能，前者的耐候性能比后者要好。

傳統的耐候鋼的生產工藝流程由連鑄+熱軋或連鑄+熱軋+冷軋等工序完成。精煉后的鋼水經過鋼包、中間包到結晶器，表層凝固的鑄坯經過二冷段繼續快速冷卻至完全凝固后進行定尺火焰切割，從而完成整個連鑄過程。一般傳統的連鑄工藝中鑄坯的厚度在200mm左右，鋼坯坯重一般小于30噸，鋼坯的斷面尺寸多為(180～200mm)×(1050～2550)mm。連鑄后的鑄坯經冷卻、檢查、修模后，進入步進梁式的加熱爐內加熱。達到一定溫度后出爐的鋼坯經過高壓水除磷后在帶有立輥的四輥可逆式粗軋機進行5～7道次軋制，軋制到30～50mm，送入精軋機組進行熱連軋，軋制到成品厚度，最后經層流冷卻完成帶鋼的熱軋生產過程。熱軋后的耐候鋼厚度規格最薄達到1.5～2mm。耐候鋼若以熱軋態出貨，到此步驟即可結束，目前熱軋耐候鋼的產品比例占整個耐候鋼品種的90％以上。冷軋的耐候鋼還需進一步進入下道冷軋工序，熱軋耐候鋼卷開卷焊接后先經酸洗機組去除表面氧化皮以及沖邊、烘干、平整、涂油等處理，然后進入冷連軋機組得到冷軋帶鋼，最后冷軋帶鋼經罩式退火爐進行退火，經平整改善板形后卷取得到成品冷軋帶鋼。

上述是傳統的耐候鋼帶的生產工藝，其主要問題有：

(1)工藝流程長、能耗高、機組設備多、基建成本高，導致生產成本較高。

(2)質量缺陷較多，成材率低，耐候鋼中含有較高含量的磷和銅等易偏析元素，傳統工藝流程由于凝固冷卻速度慢，容易造成磷、銅等元素的局部宏觀偏析，從而導致鑄坯的各向異性和出現宏觀裂紋，成材率較低。

(3)耐候性不高，耐候鋼的耐候性主要取決于鋼中磷和銅的共同作用。如上所述的傳統工藝中磷、銅元素的易偏析特征，成分體系中磷、銅的含量通常取下限(如磷取0.07％、銅取0.2％)從而達不到更高的含量。其結果在一定程度上犧牲了鋼的耐候性能。

在上個世紀80年代末90年代初，在美國紐柯公司的緊湊式帶鋼生產工藝(Compact?Strip?Production，簡稱CSP)獲得成功，其特征為薄板坯連鑄連軋，工藝流程為：電爐或轉爐提供鋼水→連鑄→均熱爐均熱→熱連軋→卷取。該工藝與傳統工藝相比最大的特點是連鑄的鑄坯厚度為50～90mm。由于原始鑄坯薄，熱軋機組不需要粗軋機(若坯厚50mm時)，或只需要1臺粗軋機(坯厚70～90mm時)。而傳統工藝中粗軋機要反復軋幾個道次才能將鑄坯減薄至精軋前需要的規格。另外傳統工藝中鑄坯要先經過冷卻后再加熱，再進粗軋機，而薄板坯連鑄連軋工藝中鑄坯不經冷卻直接軋制，因此熱軋機組前的均熱爐只需要補溫。因此該工藝比上述傳統工藝大大縮短了流程，降低了能耗，節省了能源，具有一定的優勢，國內外鋼廠紛紛研究或引進CSP生產線。目前，隨著薄板坯連鑄連軋技術的發展，廣東珠江鋼鐵責任有限公司申請的申請號為200510036889.X的專利申請公開了耐候鋼也可以用薄板坯連鑄連軋工藝來生產。國內的薄板坯連鑄連軋生產線包括珠鋼、馬鋼、邯鋼、漣鋼等企業都已相繼開發生產出不同強度級別的耐候鋼板。由于該工藝的流程優勢，國內外也紛紛采用該技術來嘗試耐候鋼的生產，目前用薄板坯連鑄連軋工藝來生產耐候鋼的專利申請很多，比如CN1382619A、CN1785543A、CN?1884608A等專利，國內這方面的專利申請主要集中在珠鋼。

綜上所述，耐候鋼的研究、開發和生產在國內外主要集中在傳統工藝流程和薄板坯工藝流程上，從成分設計到生產工藝控制技術也已基本成熟，能生產出不同強度級別的耐候鋼種。