SPA-H集装箱用耐候钢板

SPA-H集装箱用耐候钢板

前言:

集装箱制造业对钢材的耐大气腐蚀性要求严格,其消耗量最大的集装箱用板属于高附加值品种,而且价格相对较稳定。随着全球贸易量的增长,近几年我国集装箱用钢需求也将保持较高速度的增长。莱钢适应市场需求,充分利用新建的1 500 mm宽带钢生产线先进的设备和工艺条件,开发生产了SPA-H集装箱用热轧宽带钢。2006年7月—2007年1月,莱钢1 500 mm热轧宽带生产线已生产规格为(3.8～4.3) mm×(1 010～1 355)mm的SPA-H集装箱用钢近6 000 t,综合成材率达到97.02%。开发产品采用低碳钢中复合添加Cu、P、Cr、Ni的合理成分设计,钢材耐腐蚀性优异,而且尺寸精度、板型、表面质量、成型性指标良好,较好地满足了集装箱用钢的使用要求。

技术要求:
 该钢种采用日本钢号SPA-H,其化学成分、力学性能及厚度、宽度的偏差要求执行日本标准JISG3125-2004《高耐候性轧制钢材》。
SPA-H化学成分 %   

C	Si	Mn	P	S	Cu	Cr	Ni
≤0.12	0.25~0.75	≤0.60	0.070~0.150	≤0.035	0.25~0.55	0.30~1.25	≤0.65

SPA-H钢板及钢带力学性能:

厚度 /mm	屈服强度 /MPa	抗拉强度 /MPa	延伸率 /%	弯曲性能
				弯曲角度	弯曲半径
≤6.0	≥355	≥490	≥22	180°	厚度的0.5倍
>6.0	≥355	≥490	≥15	180°	厚度的0.5倍

厚度、宽度的偏差要求:

项  目		允许偏差
宽度/mm	700~1350	0～+20
厚度 /mm	3.15≤a<4.00	±0.24
	4.00≤a<5.00	±0.45

生产工艺:
 莱钢SPA-H集装箱用钢的生产工艺流程为:铁水预处理—120 t顶底复吹转炉冶炼—LF精炼—板坯连铸(160 mm×(1 055～1 360) mm)—热送热装—加热—高压水除鳞—(E1、四辊R1)可逆粗轧5道次—热卷箱—开卷—飞剪切头尾—E2前高压水除鳞—(E2、F1～F6)精轧机组—层流冷却—卷取—打捆—运输—喷号—收集堆放。
 1 、冶炼工艺
 冶炼SPA-H钢的铁水要求必须经过铁水脱硫预处理,入转炉前铁水含硫量≤0.010%,并扒净铁水表面的渣。镍板、铜粒或镍铜合金随废钢加入转炉。转炉冶炼终点碳含量要求≤0.06%,防止钢水过氧化。出钢温度控制在1 640～1 660 ℃,出钢前首先在钢包内加入合成渣进行烘烤。采用挡渣塞、挡渣球双挡渣方式挡渣出钢,出钢过程加入硅钙钡、铝锰钛、硅锰、硅铁、中碳铬铁、磷铁进行脱氧合金化。
2 、LF精炼
 LF精炼过程加石灰及萤石造渣,采用复合脱氧剂、碳化硅等进行扩散脱氧,出站前顶渣必须为白渣。钢水成分、温度调至合适范围内后,出站前喂入硅钙线,喂线后进行一段时间的软吹氩处理,均匀钢水温度、成分,促进夹杂上浮,确保钢水质量。
3 、连铸
 连铸过程全程保护,结晶器内加集装箱钢专用保护渣。该钢种在浇铸过程中易发生漏钢事故,其原因为钢中含有Cu,坯壳与结晶器铜板有一定的亲合力,坯壳容易与铜板发生粘连,导致粘结漏钢[1],且钢中的Cu会使铸坯表面产生裂纹,在拉速较高的情况下会造成裂纹性漏钢。钢中合金元素含量高,凝固过程钢坯收缩率大,在坯壳与结晶器内壁之间容易形成较大气隙,阻碍坯壳传热,坯壳变薄,也会造成漏钢。因此开浇或更换下水口时必须严格对中,避免偏流,浇铸过程严格限制拉速不超过1.1 m/min,保护渣变性时及时换渣,并提高结晶器进水温度、缩减二次冷却水量,对铸坯进行缓冷。
4 、热轧工艺
 钢坯热送热装至1 500 mm热连轧机组轧制。该钢种Cu含量较高,加热过程中易发生“铜脆”[2],即加热时铸坯表面易产生龟裂而造成成品板卷边裂。因此加热坚持“高温快烧”原则,保证铸坯在还原性或中性氛围下加热,加热时加快升温速度,提高加热段温度,防止过度氧化,减少Cu在晶界及铸坯表面的富集,避免钢在轧制时发生边裂,并适当降低均热温度。板坯的出炉温度为:1 160～1 210 ℃,加热时间不低于80 min。
 该钢种材质较硬,且通常所轧制规格较薄,轧制过程中精轧机组轧制力及轧制电流较大,容易发生事故。因此适当减小中间坯厚度,根据成品规格不同,中间坯厚一般选取在26～29 mm。带钢出精轧机组后立即以密集方式进行水冷,前段加速冷却,后段控制卷取温度,卷取温度为(620±15) ℃。
产品实物质量:
 1、 化学成分控制
 统计34炉钢熔炼成分,结果见表4。冶炼过程中,通过转炉终点控制,减少补吹次数,减少钢中氧含量,提高合金元素的收得率,稳定了钢水成分。
SPA-H钢熔炼成分检测结果 %   

C	Si	Mn	P	S	Cu	Cr	Ni
0.06~0.10 0.080	0.33~0.49 0.403	0.33~0.49 0.416	0.79~0.116 0.094	0.003~0.015 0.007	0.26~0.34 0.298	0.35~0.49 0..393	0.13~0.20 0.149

 2、 力学性能
 统计34炉SPA-H钢的力学性能,结果下表。可以看出钢材屈服强度、抗拉强度及延伸率均比较稳定,波动范围小。钢材力学性能远远超出相应标准要求,材料的屈强比较低,易于成型,加工硬化率高,使用性能较好。
SPA-H集装箱用钢力学性能统计结果  

屈服强度/MPa	抗拉强度/MPa	延伸率/%	冷弯	屈强比
390~439  414	509~564  529	38~43 39	d=a	0.76 ~0.80 0.78

3 、金相组织
 取SPA-H集装箱用钢试样进行金相分析,其基体组织为铁素体和少量珠光体,晶粒均匀、细小,晶粒度为9～10级。
 4 、拉伸断口
 拉伸断口形貌:断裂全部为韧性断裂,断口呈韧窝状,夹杂物少。
 5 、腐蚀试验
 试验采用DW-UD-3型干湿复合循环试验装置模拟大气腐蚀环境进行。试样尺寸为90 mm×45 mm,试验过程采用浸渍—湿润—干燥3个过程循环往复来模拟工业大气腐蚀,每个循环15 min,浸渍液采用0.01 mol/L NaHSO3和0.05 mol/L NaCl混合溶液,试验连续进行120 h。SPA-H钢与Q235B钢腐蚀速率分别为2.33 g/(m2·h)和3.52 g/(m2·h)。表明莱钢开发的SPA-H钢具有优良的耐蚀性。
 6 、表面质量及外形尺寸
 热轧过程热卷箱投入使用,较好地保证了通条带卷温度均匀性,轧线除鳞系统正常运行,轧后带钢表面光洁,无氧化铁皮压入及表面裂纹。从成品尺寸检验情况看,厚度和宽度控制精度高,实际偏差均在技术要求范围内,合格率为100%。
( 电话:0371-53376125  传真:0371-888102 )