一种800Mpa输电杆塔用高强耐候钢的制备方法技术

本申请提供一种800Mpa输电杆塔用高强耐候钢的制备方法，其优化耐候钢成分，采用高温均热、高温终轧和高温卷取及控轧控冷的制备方法，生产出一种低成本、污染小、制备工艺简单、高强耐腐蚀性能的耐候钢。其经济成本比常规耐候钢成本低25％以上；屈服强度达769MPa，抗拉强度857Mpa，总延伸率20.9％，-40℃的冲击功为44J，冷弯性能合格；并具有优异的抗腐蚀性能，其中R

【技术实现步骤摘要】
一种800Mpa输电杆塔用高强耐候钢的制备方法
本专利技术涉及一种耐候钢的制备方法，具体讲，涉及一种800Mpa输电杆塔用高强耐候钢的制备方法。
技术介绍
工业废气排放的硫化物、氮氧化合物等强腐蚀气体，严重腐蚀长期暴露在大气之中的输电线路铁塔，对其每两年需进行一次防腐处理，不仅成本高，而且还需停电处理，经济损失严重。在耐大气腐蚀钢的开发中，国内外普遍做法是在钢中加入一定量的耐蚀元素，如Cr、Ni、Mo、Cu等，同时尽量降低钢中有害元素S含量。钢的耐腐蚀性基本是上述耐蚀元素起作用，但上述合金元素价格昂贵，特别是Ni、Mo等，增加了耐候钢原材料成本。此外，输电线路杆塔还采用热镀锌等防腐技术，而热镀锌防腐需除锈、酸洗、镀锌等工序，投资大，且此过程污染严重。因为锌液需加热到450℃，释放有害气体，危害人健康；尤其是镀锌钝化溶液中Cr6+，对人体和环境有很大危害，不环保；同时，镀锌增加了铁塔制造成本；此外，在工业大气腐蚀环境下，镀锌层的寿命一般在10年左右，低于线路使用寿命，在线路运行过程中仍需采用涂刷防腐漆等方式进行防腐维护。热镀锌法虽在提高镀层防腐寿命方面取得一定成效，但由于成本过高、技术不成熟等缺点都没有得到大规模的推广应用。因此，需要提供一种适用于输电线路杆塔长效防腐、技术性、经济性较好及对环境污染小的高强耐候钢，以延长输电线路杆塔的防腐寿命，降低输电线路杆塔的防腐运行成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服上述现有技术耐候钢原材料成本高、热镀锌层制备工序复杂且后期防腐维护费用高、对环境污染严重等方面问题，提出一种800Mpa输电杆塔用高强耐候钢的制备方法，其优化耐候钢成分，采用高温均热、高温终轧和高温卷取及控轧控冷的制备方法，生产出一种低成本、污染小、制备工艺简单、高强耐腐蚀性能的耐候钢。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种800Mpa输电杆塔用高强耐候钢，耐候钢由按重量百分比计的下列组分制备而成：C，0.13～0.20％；Si，0.60～2.0％；Mn，1.0～1.5％；P，0.01～0.02％；S，≤0.003％；Al，0.5～1.5％；N，0.001～0.005％；O，≤0.003％；余量为Fe和微量杂质。优选的，耐候钢由按重量百分比计的下列组分制备而成：C，0.16～0.19％；Si，1.0～1.5％；Mn，1.3～1.4％；P，0.012～0.013％；S，≤0.003％；Al，0.7～1.2％；N，0.002～0.004％；O，≤0.003％；余量为Fe和微量杂质。优选的，耐候钢由按重量百分比计的下列组分制备而成：C，0.18％；Si，1.1％；Mn，1.4％；P，0.013％；S，0.003％；Al，0.9％；N，0.0028％；O，0.003％；余量为Fe和微量杂质。进一步的，一种800Mpa输电杆塔用高强耐候钢的方法，包括下述步骤：1)转炉或电炉冶炼；2)LF精炼或RH真空处理；3)连铸；4)高温加热炉加热；5)粗轧；6)高温精轧；7)冷却；8)高温卷取成卷。进一步的，步骤4)包括：将铸坯加热至1300～1350℃；按耐候钢有效厚度确定保温时间，2.0min/mm；步骤5)和步骤6)中，耐候钢中间坯厚度均是成品厚度的10～12倍，其中，精轧入口温度950～1000℃、终轧温度900℃。进一步的，步骤7)包括：用层流冷却和空冷方式，其中，水冷速度30～40℃/s；步骤8)包括：550～600℃下卷取，高温卷取后保温一小时空冷即得成品。以下详述本专利技术中化学成分限定量的理由：本专利技术的C含量选择在0.13～0.20％。C是钢中最基础强化元素，能提高强度，但C增加影响钢的焊接性和韧性。为了使钢的屈服强度达到700MPa以上，C需在0.12％以上。本专利技术的Si含量选择在0.60～2.0％。Si是固溶强化元素，可提高强度；同时在大气腐蚀环境下能生成SiO2，起到耐腐蚀作用；但易偏析致探伤不合格，为了提高强度及增加钢的耐腐蚀性，需Si量在0.60％以上，但是过高Si含量易降低钢的焊接性能。本专利技术的Mn含量选择在1.0～1.5％。Mn是固溶强化元素，可提高强度及韧性。本专利技术的P含量选择在0.01～0.02％。P对焊接不利，具有冷脆性，在钢中属有害元素；在本专利技术中，P含量普遍高于普碳钢，因P是有效的耐腐蚀元素，P量增加，对提高钢材耐腐蚀性能效果显著，为了增加耐腐蚀性，P的含量控制在0.01～0.02％。本专利技术的Al含量选择在0.5～1.5％。Al具有细化晶粒及强化作用，本专利技术Al量偏高，且是普碳耐候钢含量的50～100倍以上，因Al具有细化晶粒作用，细化晶粒能提高钢强度及韧性；此外，在空气中，Al可在锈层中形成Al2O3，Al2O3可防止钢铁基体进一步氧化，具有耐腐蚀作用；Al元素的添加，替代了传统钢材料中Cr、Ni和Cu等贵重金属，降低成本，对耐候钢推广使用，具有重要意义。与最接近的现有技术比，本专利技术提供的技术方案具有如下优异效果：1、经济成本偏低，比常规耐候钢成本低25％以上。该耐候钢中添加高含量Si和Al，替代贵重元素Cr、Ni、Cu等，显著降低成本。2、800Mpa耐候钢具有优异力学性能和耐腐蚀性能。其屈服强度达769MPa，抗拉强度857Mpa，总延伸率20.9％，-40℃的冲击功为44J，冷弯性能合格。并具有优异的抗腐蚀性能，其中Rt和Rrust最高值分别可达1150和63ohmcm2。3、制备工艺及所需设备简单。本专利技术采用常规冶炼和轧钢设备，且热轧工艺简易可行。4、应用前景广泛。本专利技术制备的耐候钢可在输电行业特高压工程上推广使用，有效节能减排，对减少原材料成本和杆塔后期维修成本有显著作用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1耐候钢电化学试验模拟电路图；图2800MPa耐候钢锈层电阻试验数据图；图中：UFWS：800MPa耐候钢，Q420：传统耐候钢；Rt和Rrust代表电化学参数。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本专利技术耐候钢由按重量百分比计的下列组分制备而成：C，0.14％；Si，1.9％；Mn，1.2％；P，0.011％；S，0.003％；Al，0.5％；N，0.0032％；O，0.002％；余量为Fe和微量杂质。耐候钢制备工艺步骤如下：1)转炉或电炉冶炼；2)LF精炼；3)连铸；4)高温加热炉加热：将铸坯加热至1320℃，保温时间按耐候钢有效厚度2.0min/mm控制，初始板坯厚度为80mm，保温时间为160min；5)粗轧：耐候钢中间坯厚度是成品厚度(33mm)的10倍；6)高温精轧：耐候钢中间坯厚度是成品厚度(33mm)的10倍，其中，精轧入口温度980℃、终轧温度900℃；7)冷却：层流冷却和空冷，水冷速度控制35℃/s；8)高温卷本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种800Mpa输电杆塔用高强耐候钢，其特征在于，所述耐候钢由按重量百分比计的下列组分制备而成：C，0.13～0.20％；Si，0.60～2.0％；Mn，1.0～1.5％；P，0.01～0.02％；S，≤0.003％；Al，0.5～1.5％；N，0.001～0.005％；O，≤0.003％；余量为Fe和微量杂质。

【技术特征摘要】
1.一种800Mpa输电杆塔用高强耐候钢，其特征在于，所述耐候钢由按重量百分比计的下列组分制备而成：C，0.13～0.20％；Si，0.60～2.0％；Mn，1.0～1.5％；P，0.01～0.02％；S，≤0.003％；Al，0.5～1.5％；N，0.001～0.005％；O，≤0.003％；余量为Fe和微量杂质。2.如权利要求1所述的一种800Mpa输电杆塔用高强耐候钢，其特征在于，所述耐候钢由按重量百分比计的下列组分制备而成：C，0.16～0.19％；Si，1.0～1.5％；Mn，1.3～1.4％；P，0.012～0.013％；Al，0.7～1.2％；N，0.002～0.004％。3.如权利要求1所述的一种800Mpa输电杆塔用高强耐候钢，其特征在于，所述耐候钢由按重量百分比计的下列组分制备而成：C，0.18％；Si，1.1％；Mn，1.4％；P，0.013％；S，0...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄耀，韩军科，邢海军，杨风利，王旭明，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院，国家电网公司，国网江西省电力公司，
类型：发明
国别省市：北京,11