含铬钒氮耐大气腐蚀型钢钢水和耐大气腐蚀型钢及其生产方法技术

本发明专利技术涉及炼钢领域，具体提供了一种耐大气腐蚀型钢钢水，以钢水的总重量为基准，钢水含有：0.01％-0.09％的C，0.15％-0.35％的Si，0.30％-0.60％的Mn，0.30％-0.40％的Cu，0.20％-0.30％的Ni，2.0％-3.5％的Cr，0.16％-0.20％的V，0.004％-0.008％的N，不大于0.030％的P和不大于0.020％的S。本发明专利技术提供了一种耐大气腐蚀型钢及其生产方法。采用本发明专利技术的钢水连铸可以改善铸坯的中心质量，避免出现中心裂纹和中心缩孔，由此可提高高强度高耐大气腐蚀型钢铸坯的质量，铸坯合格率可大幅度提高；并且最终得到的耐大气腐蚀型钢耐大气腐蚀能力好且具备更高的强度性能。

Chromium containing vanadium nitrogen atmospheric corrosion resistant steel, liquid steel and atmospheric corrosion resistant steel and production method thereof

The present invention relates to the field of steelmaking, especially a kind of atmospheric corrosion resistant steel in molten steel, the total weight of the molten steel as the base, the molten steel containing: 0.01%-0.09% C, 0.15%-0.35% Si, 0.30%-0.60% Mn, 0.30%-0.40% Cu, 0.20%-0.30% Ni, 2.0%-3.5% Cr, 0.16%-0.20% V, 0.004%-0.008% N, is not greater than 0.030% the P and not more than 0.020% S. The present invention provides an atmospheric corrosion resistant steel and a method for producing the same. The molten steel of the invention can improve the quality of the billet, avoid central crack and shrinkage, which can improve the quality of high atmospheric corrosion resistant steel billet and high strength casting qualified rate can be greatly improved; and finally the atmospheric corrosion resistant steel and have good corrosion resistance ability the strength of higher performance.

【技术实现步骤摘要】
含铬钒氮耐大气腐蚀型钢钢水和耐大气腐蚀型钢及其生产方法
本专利技术涉及一种耐大气腐蚀型钢钢水和使用本专利技术的钢水进行连铸、轧制得到的耐大气腐蚀型钢，和一种耐大气腐蚀型钢的生产方法以及由该方法得到的耐大气腐蚀型钢。
技术介绍
耐大气腐蚀钢，是一类十分重要的钢材，其抗大气腐蚀能力是普通钢的2-8倍，涂装性提高1.5-10倍。由于耐大气腐蚀钢相对于普通钢的抗大气腐蚀的有效性，相对于不锈钢又具有很好的经济性，所以在世界各国得到了迅速发展，各种露天使用的钢结构，铁道车辆和桥梁均是其应用的范围。我国早期的耐大气腐蚀钢品种主要有类似于CorTenA的09CuPCrNi，以及CorTenA的简化版09Cu，该两品种在热轧条件下的屈服强度一般为300-450MPa。2000年后，为提高钢的屈服强度和钢的低温冲击性能，在09CuPCrNi的基础上通过降低磷，并提高锰含量，开发出了板材类的钢Q450NQR1(也即09MnCuCrNi)，Q450NQR1在板材轧制时采用控轧控冷，就可得到屈服强度不低于450MPa的耐大气腐蚀钢。而针对于型材不能控轧控冷的生产特点，通过降低09CuPCrNi磷含量和提高锰含量，并添加钒进行微合金化，开发出了型材类的钢YQ450NQR1(也即09MnCuCrNiV)，在型钢生产线不通过控轧控冷屈服强度也能达到450MPa以上。2010年后，为更好地提高钢的耐大气腐蚀能力，板材类型钢通过进一步提高钢中铬含量，开发出了铬含量高达2.5％-5.5％的S450EW，耐大气腐蚀性能更是在Q450NQR1之上，目前该品种已具备规模生产能力。但作为型材类的钢，提高铬含量后生产的方型连铸坯，存在有比较明显的中心缺陷(主要为中心裂纹和中心缩孔)，且最终型钢的强度指标也达不到板材类钢的效果，因此，具备有更好耐大气腐蚀能力的型材类钢还一直处于研发中。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够改善高强度高耐大气腐蚀型钢铸坯的中心质量且能够提高钢强度指标的耐大气腐蚀型钢钢水以及一种耐大气腐蚀型钢及其生产方法。为实现前述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种耐大气腐蚀型钢钢水，以钢水的总重量为基准，钢水含有：0.01％-0.09％的C，0.15％-0.35％的Si，0.30％-0.60％的Mn，0.30％-0.40％的Cu，0.20％-0.30％的Ni，2.0％-3.5％的Cr，0.16％-0.20％的V，0.004％-0.008％的N，不大于0.030％的P和不大于0.020％的S。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种耐大气腐蚀型钢，所述耐大气腐蚀型钢由本专利技术所述的钢水进行连铸、轧制得到。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供了一种耐大气腐蚀型钢的生产方法，该方法包括：(1)转炉冶炼和脱氧合金化：将铁水预处理后进行转炉冶炼和脱氧合金化，其中，控制转炉冶炼和脱氧合金化的出站钢液成分包括：C、Si、Mn、Cr、Cu、Ni、P和S，且以钢液的总重量为基准，Cu含量为0.30％-0.40％、Ni含量为0.20％-0.30％、P≤0.03％和S≤0.02％；(2)LF炉精炼：将步骤(1)所得钢液在LF炉中进行精炼；其中，通过步骤(1)和步骤(2)联合控制，使得LF炉出站钢液各成分重量含量满足：C含量为0.01％-0.09％，Si含量为0.15％-0.35％，Mn含量为0.30％-0.60％，Cr含量为2.0％-3.5％，Cu含量为0.30％-0.40％，Ni含量为0.20％-0.30％，V含量为0.16％-0.20％，N含量为0.004％-0.008％，P≤0.03％和S≤0.02％；(3)连铸：将步骤(2)所得钢液进行连铸得到铸坯；(4)轧制：将步骤(3)所得铸坯加热后轧制成钢轨。根据本专利技术的第四方面，本专利技术提供了按照本专利技术的方法生产得到的耐大气腐蚀型钢，以耐大气腐蚀型钢的总重量为基准，含有：0.01％-0.09％的C，0.15％-0.35％的Si，0.30％-0.60％的Mn，0.30％-0.40％的Cu，0.20％-0.30％的Ni，2.0％-3.5％的Cr，0.16％-0.20％的V，0.004％-0.008％的N，不大于0.030％的P和不大于0.020％的S，其中，耐大气腐蚀型钢Rel≥450MPa，Rm≥630MPa。采用本专利技术的钢水连铸可以改善铸坯的中心质量，避免出现中心裂纹和中心缩孔，由此可提高高强度高耐大气腐蚀型钢铸坯的质量，铸坯合格率可大幅度提高；并且最终得到的耐大气腐蚀型钢耐大气腐蚀能力好且具备更高的强度性能。本专利技术的专利技术人推测，是由于本专利技术在高强度高耐大气腐蚀钢中加入钒和氮，可形成大量V(C、N)质点，这些质点可细化铸坯的晶粒，阻止铸坯树枝晶的发展，从而避免铸坯中心出现裂纹和孔洞。另外，这些V(C、N)质点在随后的铸坯加热中大多可溶入奥氏体，型钢轧制和轧后的冷却过程中质点再次析出，产生析出强化效应，提高钢的强度。由此使得本专利技术不仅可以改善铸坯中心质量，且能够提高耐大气腐蚀型钢的强度性能和耐腐蚀性能。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为对比钢1的连铸坯的断面图(未酸蚀)；图2为对比钢1的连铸坯加热后采用型钢轧制一道次后的断面图；图3为对比钢2的连铸坯的断面图(酸蚀后)；图4为本专利技术钢2的连铸坯断面图(酸蚀后)；图5为大型型钢的横截面图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。如前所述，本专利技术提供了一种耐大气腐蚀型钢钢水，以钢水的总重量为基准，钢水含有：0.01％-0.09％的C，0.15％-0.35％的Si，0.30％-0.60％的Mn，0.30％-0.40％的Cu，0.20％-0.30％的Ni，2.0％-3.5％的Cr，0.16％-0.20％的V，0.004％-0.008％的N，不大于0.030％的P和不大于0.020％的S。采用前述组成的钢水连铸得到的铸坯(也可称为连铸坯)中心质量得到改善，连铸坯断面中心(酸蚀后)基本无中心裂纹和孔洞。根据本专利技术的钢水，除了上述成分外，其余为不可避免的杂质和Fe。本专利技术的专利技术人作出上述技术方案并实现了本专利技术的目的，是基于长期的理论分析和实践发现得到。具体地，本专利技术的专利技术人经过理论分析和实践发现：C、Si、Mn是最经济的提高钢强度的元素，随着钢中C、Si、Mn组分的增加，钢的强度大幅度上升，但钢的韧性和焊接性随之下降，而型钢通常要求具有良好的焊接性和韧性，所以本专利技术要求C控制在0.01％-0.09％范围内，Si控制在0.15％-0.35％范围内，Mn控制在0.30％-0.60％范围内。P是提高钢耐大气腐蚀能力的元素之一，Cu-P系耐大气腐蚀钢的P含量可达0.07％-0.12％。但P又是提高低温脆性转变温度的元素，不利于钢的低温冲击性能，使同时含有Cr、Ni、Cu等耐大气腐蚀型钢的低温冲击性能大幅下降，因此，限制P≤0.030％。除易切削钢外，S是有害元素，越低越好，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐大气腐蚀型钢钢水，其特征在于，以钢水的总重量为基准，钢水含有：0.01％‑0.09％的C，0.15％‑0.35％的Si，0.30％‑0.60％的Mn，0.30％‑0.40％的Cu，0.20％‑0.30％的Ni，2.0％‑3.5％的Cr，0.16％‑0.20％的V，0.004％‑0.008％的N，不大于0.030％的P和不大于0.020％的S。

【技术特征摘要】
1.一种耐大气腐蚀型钢钢水，其特征在于，以钢水的总重量为基准，钢水含有：0.01％-0.09％的C，0.15％-0.35％的Si，0.30％-0.60％的Mn，0.30％-0.40％的Cu，0.20％-0.30％的Ni，2.0％-3.5％的Cr，0.16％-0.20％的V，0.004％-0.008％的N，不大于0.030％的P和不大于0.020％的S。2.根据权利要求1所述的钢水，其中，钢水的温度为1535-1565℃，以钢水的总重量为基准，钢水中的Als含量为0.01％-0.03％。3.一种耐大气腐蚀型钢，其特征在于，所述耐大气腐蚀型钢由权利要求1或2所述的钢水进行连铸、轧制得到。4.根据权利要求3所述的耐大气腐蚀型钢，其中，所述连铸的温度为1535-1565℃，且将连铸后得到的方坯冷却到500-700℃后进行缓冷至室温得到铸坯然后进行轧制，其中，缓冷速率为5-100℃/h，优选为10-30℃/h；轧制的终轧温度为700-950℃。5.一种耐大气腐蚀型钢的生产方法，其特征在于，该方法包括：(1)转炉冶炼和脱氧合金化：将铁水预处理后进行转炉冶炼和脱氧合金化，其中，控制转炉冶炼和脱氧合金化的出站钢液成分包括：C、Si、Mn、Cr、Cu、Ni、P和S，且以钢液的总重量为基准，Cu含量为0.30％-0.40％、Ni含量为0.20％-0.30％、P≤0.03％和S≤0.02％；(2)LF炉精炼：将步骤(1)所得钢液在LF炉中进行精炼；其中，通过步骤(1)和步骤(2)联合控制，使得LF炉出站钢液各成分重量含量满足：C含量为0.01％-0.09％，Si含量为0.15％-0.35％，Mn含量为0.30％-0.60％，Cr含量为2.0％-3.5％，Cu含量为0.30％-0.40％，Ni含量为0.20％-0.30％，V含量为0.16％-0.20％，N含量为0.004％-0.008％，P≤0.03％和S≤0.02％；(...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘明，邓通武，郭跃华，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51