一种降低钢材锈蚀速度的方法技术

本发明专利技术属于钢铁冶金技术领域，具体地，本发明专利技术涉及一种降低钢材锈蚀速度的方法。本发明专利技术提供一种降低钢材锈蚀速度的方法。主要包括钢水中夹杂物尺寸的控制、钢材表面的清洗以及在钢材库存区采用牺牲阳极的阴极保护法来防止钢材生锈这三方面的措施。本发明专利技术通过细化钢材内部的夹杂物的方法降低腐蚀原电池中的阴极尺寸，进而达到降低腐蚀电流密度的方法，使得钢材表面和内部的防锈性能都有明显提升。并且，本发明专利技术在不明显增加成本的情况下清洗掉能破坏钢材钝化层的有害离子。本发明专利技术通过还原性较强的金属来作为阳极，达到牺牲阳极来保护阴极钢材的效果，还能使钢材的锈蚀速度进一步降低。

【技术实现步骤摘要】
一种降低钢材锈蚀速度的方法
本专利技术属于钢铁冶金
，具体地，本专利技术涉及一种降低钢材锈蚀速度的方法。
技术介绍
钢材的锈蚀问题是钢铁企业非常头痛的问题，一般钢材生产出后会库存5～20天才会发往客户，由于钢材内部潮湿、多粉尘的环境，经常出现钢材还未发往客户，钢材表面就已经锈迹斑斑的情况了，这严重影响了钢材的表面质量，给后续的冷轧等深加工工序带来诸多问题，而且锈蚀影响了钢材的外在美观性，造成客户对钢材的第一印象差，相比于未生锈的钢材，生锈钢材的售价会降低50～100元。目前主要的防锈方法为在钢材表面涂覆一层防锈涂层，该方法工作量大，成本高，对于大规模生产的钢铁企业并不适用。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术提供一种降低钢材锈蚀速度的方法。主要包括钢水中夹杂物尺寸的控制、钢材表面的清洗以及在钢材库存区采用牺牲阳极的阴极保护法来防止钢材生锈这三方面的措施。本专利技术的技术方案具体如下：本专利技术的降低钢材锈蚀速度的方法，包括以下步骤：1)控制钢水纯净度：钢水精炼过程中采用铝线强脱氧，控制钢水中酸溶铝含量为0.02wt％～0.04wt％；精炼末期喂入镁锰铁合金线，喂入量为0.4～0.8kg/吨钢，软吹8～15分钟；2)清洗钢材：在轧后冷却过程的最末期，使用轧钢厂中补充的新水清洗轧后钢材表面的氯离子；3)钢材贮存：在钢材贮存区支架上，通过牺牲阳极来保护阴极钢材。根据本专利技术所述的方法，其中优选地，步骤1)所述镁锰铁合金线成份为：Mg：4wt％～10wt％，Mn：20wt％～90wt％，Fe为余量。根据本专利技术所述的方法，其中，步骤1)利用铝的强氧化能力降低钢水中的溶解氧含量至≤3ppm。根据本专利技术所述的方法，其中优选地，步骤2)所述新水用量为100～1000kg/吨钢。根据本专利技术所述的方法，其中，步骤2)可以通过高压喷嘴将新水喷到钢材表面。根据本专利技术所述的方法，其中，步骤3)所述牺牲阳极的方法为在钢材贮存区支架上均匀连接还原性强于铁的金属来作为阳极，钢材作为阴极。所述还原性强于铁的金属的质量为贮存钢材总质量的0.01％～0.1％。所述还原性强于铁的金属可以选择为镁、铝和锌中一种或几种。本专利技术的优点如下：根据本专利技术提供的技术，通过细化钢材内部的夹杂物的方法降低腐蚀原电池中的的阴极尺寸，进而达到降低腐蚀电流密度的方法，使得钢材表面和内部的防锈性能都有明显提升。并且，本专利技术在不明显增加成本的情况下清洗掉能破坏钢材钝化层的有害离子。本专利技术通过在钢材贮存区支架上均匀连接镁、铝、锌等还原性较强的金属来作为阳极，达到牺牲阳极来保护阴极钢材的效果，还能使钢材的锈蚀速度进一步降低。附图说明图1为钢厂循环利用水过程中对水的处理模式示意图。具体实施方式本专利技术提供一种降低钢材锈蚀速度的方法。主要包括钢材表面的清洗、钢水中夹杂物数量和尺寸的控制、在钢材库存区采用牺牲阳极的阴极保护法来防止钢材生锈三方面的措施。(1)钢材的内部纯净度对钢材的耐蚀性能有明显的影响，潮湿环境中钢材表面会被一层电解质水膜所覆盖，发生电化学腐蚀，其具体过程为：潮湿环境中钢材表面会覆盖一层电解质水膜，而钢材本身含有铁和夹杂物，由于铁和夹杂物的电极电位不同，铁作为阳极、夹杂物作为阴极形成许多微电池。在阳极区，铁被氧化成为Fe2+离子进入水膜；在阴极区，溶于水膜中的氧被还原为OH-离子。随后两者结合生成不溶于水的Fe(OH)2，并进一步氧化成为疏松易剥落的红棕色铁锈Fe(OH)3。为此希望尽量的降低钢水中的夹杂物含量，并且尽量的减少夹杂物尺寸。由于作为阴极的夹杂物数量、尺寸减少，其电化学腐蚀中的阴极数量、尺寸会相应减少，钢材电化学腐蚀过程中会形成大阳极小阴极的现象，会降低腐蚀电流密度，会使电化学腐蚀速度降低。为此本专利技术降低钢水中的夹杂物含量，并且尽量的减少夹杂物尺寸，以达到降低钢材锈蚀速度的目的。其具体措施为：控制钢水纯净度，钢水精炼过程中采用铝线强脱氧，控制钢水中酸溶铝含量为0.02wt％～0.04wt％，利用铝的强氧化能力尽量降低钢水中的溶解氧含量至≤3ppm，以降低钢水凝固过程中氧化物的生成量，达到减少钢水中夹杂物含量的目的。精炼末期喂入镁锰铁合金线，喂入量为0.4～0.8kg/吨钢，镁锰铁合金线成份为：Mg：4wt％～10wt％，Mn:20wt％～90wt％，Fe为余量。喂入镁锰铁合金线后，软吹8～15分钟，然后将钢包运入连铸工位进行后续的连铸等操作，精炼过程中控制钢水中Mn含量的时候要考虑镁锰铁合金线的增锰效果。精炼末期喂入镁锰铁合金线是为了达到减少夹杂物尺寸的效果，镁锰铁合金线喂入钢水中后，镁锰铁合金中的Mg与钢水中的Al2O3夹杂发生反应：Mg+Al2O3→Al+MgO①通过反应①把Al2O3夹杂转化为MgO夹杂，由于MgO颗粒间吸引力约为Al2O3颗粒间吸引力的1/10，脱氧产物不易聚合，能促使簇群状Al2O3夹杂物变成细小、弥散的MgO夹杂物，簇群状Al2O3夹杂物尺寸一般在20μm以上，大型簇群状Al2O3夹杂物尺寸甚至会达到100μm以上，MgO夹杂物尺寸一般小于6μm，所以通过喂入镁锰铁合金线以达到减少夹杂物尺寸的目的。由于夹杂物的自腐蚀电位要高于金属基体，在腐蚀过程中为阴极。降低夹杂物尺寸使阴极变小，阳极变大，在腐蚀过程中的腐蚀电流相同的情况下，腐蚀电流密度降低，使腐蚀速率降低。此外，夹杂物分布均匀，使整个金属处于近似相同的状态，可以控制点蚀的发生。(2)钢材的锈蚀速度与钢材所处环境有密切的关系，钢材表面的氯离子会加速钢材的锈蚀，其原因为氯离子半径比较小，能穿过钢材表面的钝化膜，并与铁在微观上发生反应，能降低材质表面钝化膜形成的可能或加速钝化膜的破坏，从而促进局部腐蚀。钢厂为了节约水资源，进行冷却水的循环利用，水会被循环利用半年到一年才会被全部放掉，重新起用新水。钢厂循环利用水过程中对水的处理模式为如图1所示。由于钢厂采用氯化物进行水质净化杀菌，在多次的循环利用过程中，Cl-会富集，会超标10倍至几十倍，在钢厂轧制或轧后冷却过程中，钢材表面会有部分的残留水，由于水中富集大量的Cl-离子，水分蒸发后，Cl-离子会残留在钢材表面。钢材在潮湿的环境中贮存时，钢材表面残留的氯离子会大大的加快钢材的锈蚀速度。为此本专利技术清洗钢材表面，以达到降低钢材锈蚀速度的目的，其具体措施为：轧钢厂补充的新水不流入水池中，而是用于清洗轧后钢材表面的氯离子，在轧后冷却过程的最末期，钢材最后接触的水为干净、杂质含量少的新水，新水清除钢材表面的有害离子，降低成品钢材表面的有害离子含量，提高钢材耐腐蚀性能，新水清洗完钢材表面的有害离子后与其他水汇合一起流入水池中，进行下一次循环利用。(3)钢材的贮存区由于位置固定，钢材贮存区支架为钢质，钢材密集堆垛在一起，并且钢材导电，方便于采用牺牲阳极的阴极保护法进行防锈处理。通过在钢材贮存区支架上连接镁、铝、锌等还原性较强的金属来作为阳极，达到牺牲阳极来保护阴极钢材的目的。以下举例对本专利技术提供的一种降低钢材锈蚀速度的方法做进一步说明。实施例1(1)尽量的减少夹杂物尺寸，由于作为阴极的夹杂物数量、尺寸减少，其电化学腐蚀中的阴极数量、尺寸减少，钢材腐蚀过程中会形成大阳极小阴极的现象，会降低腐蚀电流密度，会使电化学腐蚀速度降低。通过控制钢水纯净度的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低钢材锈蚀速度的方法，包括以下步骤：1)控制钢水纯净度：钢水精炼过程中采用铝线强脱氧，控制钢水中酸溶铝含量为0.02wt％～0.04wt％；精炼末期喂入镁锰铁合金线，喂入量为0.4～0.8kg/吨钢，软吹8～15分钟；2)清洗钢材：在轧后冷却过程的最末期，使用轧钢厂中补充的新水清洗轧后钢材表面的氯离子；3)钢材贮存：在钢材贮存区支架上，通过牺牲阳极来保护阴极钢材。

【技术特征摘要】
1.一种降低钢材锈蚀速度的方法，包括以下步骤：1)控制钢水纯净度：钢水精炼过程中采用铝线强脱氧，控制钢水中酸溶铝含量为0.02wt％～0.04wt％；精炼末期喂入镁锰铁合金线，喂入量为0.4～0.8kg/吨钢，软吹8～15分钟；2)清洗钢材：在轧后冷却过程的最末期，使用轧钢厂中补充的新水清洗轧后钢材表面的氯离子；3)钢材贮存：在钢材贮存区支架上，通过牺牲阳极来保护阴极钢材。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)所述镁锰铁合金线成份为：Mg：4wt％～10wt％，Mn：20wt％～90wt％，Fe为余量。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤1)利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪银，杨波，孙建卫，路峰，王孝科，郝帅，袁鹏举，亓伟伟，王奉县，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37