一种用作屋面的耐候钢、耐候钢板及其制备方法与流程

本发明涉及炼钢技术领域，更具体地说，涉及一种用作屋面的耐候钢，还涉及一种用作屋面的耐候钢板及其制备方法。

背景技术：

耐候钢相对于碳素钢的抗大气腐蚀的有效性和相对于不锈钢的经济性，使其在世界各国得到了迅速发展，广泛应用在建筑、车辆、集装箱、桥梁等领域。通过研究，我国的钢材腐蚀总成本包括腐蚀带来的损失和防腐蚀投入，约占当年gdp的3.34％，总额超2.1万亿人民币，这个数字远远大于自然灾害、各类事故损失的总和，相当于每个中国人当年承担1555多元的腐蚀成本。生产制造企业每年耗费大量的费用及精力用于厂房屋面的更换以及维护，高空作业危险系数高且耗时长。

综上所述，如何有效地解决屋面钢板耐腐蚀性较差造成维护成本高等问题等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种用作屋面的耐候钢，该用作屋面的耐候钢可以有效地解决屋面钢板耐腐蚀性较差造成维护成本高的问题，本发明的第二个目的是提供一种用作屋面的耐候钢板及其制备防范。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种用作屋面的耐候钢，以质量分数计，包括0.01～0.04％的c，0.10～0.30％的si，0.30～0.50％的mn，0～0.015％的p，0～0.005％的s，0.30～0.50％的cu，0.20～0.40％的ni，3.60～4.20％的cr，0.02～0.05％的nb，0.01-0.03％的ti，余量为fe和不可避免的杂质。

本发明提供的用作屋面的耐候钢，以质量分数计，包括0.01～0.04％的c，0.10～0.30％的si，0.30～0.50％的mn，0～0.015％的p，0～0.005％的s，0.30～0.50％的cu，0.20～0.40％的ni，3.60～4.20％的cr，0.02～0.05％的nb，0.01-0.03％的ti，余量为fe和不可避免的杂质。本发明采用上述配合的耐候钢以用作屋面，通过上述成分设置，耐候钢具有优异的抗大气腐蚀性。从而延长了起用作屋面的使用寿命，降低了维护成本及人员维护时的安全风险。且采用上述成分的耐候钢，在保证抗大气腐蚀性的同时，相较于不锈钢显著降低了成本。

本发明还提供了一种用作屋面的耐候钢板，包括钢板主体和形成于所述钢板主体表面的镀锌层，且所述钢板主体为成分如上述所述的耐候钢。由于上述的耐候钢具有上述技术效果，故该耐候钢板也应具有相应的技术效果。同时，由于钢板主体表面具有镀锌层，锌相对于钢为贱金属，故可作为牺牲阳极而对钢板主体起到阴极保护作用。也就是通过设置镀锌层，进一步提升了耐候钢板的抗大气腐蚀的有效性。从而延长了其用作屋面的使用寿命，降低了维护成本及人员维护时的安全风险。且在保证抗大气腐蚀性的同时，相较于不锈钢显著降低了成本。

本发明还提供了一种用作屋面的耐候钢板的制备方法，包括以下步骤：

s1：转炉炼钢；

s2：rh精炼；

s3：lf精炼；

s4：连铸；

s5：热轧；

s6：冷轧，获得耐候钢板，且所述耐候钢板的成分如下：以质量分数计，包括0.01～0.04％的c，0.10～0.30％的si，0.30～0.50％的mn，0～0.015％的p，0～0.005％的s，0.30～0.50％的cu，0.20～0.40％的ni，3.60～4.20％的cr，0.02～0.05％的nb，0.01-0.03％的ti，余量为fe和不可避免的杂质；

s6：将s6获得的所述耐候钢板进行镀锌。

优选地，上述制备方法中，所述冷轧过程中，压下率范围为36.8％-53.8％，轧制运行速度范围为100-150m/min。

优选地，上述制备方法中，所述镀锌过程中，加热温度设置为目标805℃，缓冷出口温度为目标710℃，入锌锅温度为目标460℃。

优选地，上述制备方法中，所述步骤s1中，转炉出钢过程不脱氧且不合金化。

应用本发明提供的用作屋面的耐候钢板的制备方法，通过对耐候钢板成分的优化，采用转炉炼钢-rh精炼-lf精炼-连铸-热轧-冷轧的工艺路线，成型出的耐候钢板，其抗大气腐蚀的有效性提升。同时，冷轧后的钢板精度镀锌工序，在避免形成镀锌层，由于锌相对于钢为贱金属，故可作为牺牲阳极而对钢板主体起到阴极保护作用。也就是通过设置镀锌层，进一步提升了耐候钢板的抗大气腐蚀的有效性。因此，采用上述方法制备的耐候钢板用作屋面，可显著提高屋面的抗大气腐蚀的有效性。从而延长了其用作屋面的使用寿命，降低了维护成本及人员维护时的安全风险。且在保证抗大气腐蚀性的同时，相较于不锈钢显著降低了成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明的一些实施例，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为本发明一个具体实施例的用作屋面的耐候钢板的制备方法的流程示意图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种用作屋面的耐候钢、耐候钢板及其制备方法，以大幅度提高房屋面的使用寿命，减少房顶维护的风险及费用。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在一个具体实施例中，本发明提供的用作屋面的耐候钢，以质量分数计，包括0.01～0.04％的c，0.10～0.30％的si，0.30～0.50％的mn，0～0.015％的p，0～0.005％的s，0.30～0.50％的cu，0.20～0.40％的ni，3.60～4.20％的cr，0.02～0.05％的nb，0.01-0.03％的ti，余量为fe和不可避免的杂质。

耐大气腐蚀钢q45oewr1的行业标准为，以质量分数计，各组分的含量范围如下：

c：≤0.07％；si：≤0.50％；mn：≤1.5％；p：≤0.020％；s：≤0.010％；cu：0.30～0.55％；ni：0.10～0.65％；cr：3.00～5.50％；其余为铁和不可避免的杂质。

本申请中，含碳量较低，由于碳对钢的耐大气腐蚀不利，影响焊接、冷脆和冲压性能，故采用较低的碳含量能够获得更好的耐大气腐蚀能力。

硅能显著提高钢的弹性极限，屈服点和抗拉强度。硅和铬等结合，能有提高抗腐蚀性和抗氧化的作用。锰能提高钢的淬性，改善钢的热加工性能，但锰量增高，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。

p、cu、cr、ni均为耐腐蚀元素，通过p、cu、cr、ni含量设计及配合，达到较高的耐蚀性能。且铬能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性的同时，还能显著提高强度、硬度和耐磨性。镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。

铌、钛作为合金元素加入至耐候钢中，通过晶粒细化和沉淀强化影响钢的组织与性能。同时，为了有效发挥铌对抑制奥氏体再结晶的作用，采用低的碳含量，对耐候钢进行铌微合金化后再较宽的温度范围内均可获得铁索体超细组织、钛可产生强烈的沉淀强化及中等程度的经历细化作用，tin可有效阻止奥氏体晶粒在加热过程中的长达，起到细化奥氏体晶粒的作用。

综上，本发明采用上述配合的耐候钢以用作屋面，通过上述成分设置，耐候钢具有优异的抗大气腐蚀性。从而延长了起用作屋面的使用寿命，降低了维护成本及人员维护时的安全风险。且采用上述成分的耐候钢，在保证抗大气腐蚀性的同时，相较于不锈钢显著降低了成本。

本发明提供的耐候钢用于屋面时具有良好的抗大气腐蚀性，具体的组成参考如下实施例。

实施例1：

在该实施例中，用作屋面的耐候钢，以质量分数计，包括0.02％的c，0.20％的si，0.40％的mn，0.01％的p，0.003％的s，0.40％的cu，0.30％的ni，4.00％的cr，0.03％的nb，0.02％的ti，余量为fe和不可避免的杂质。

实施例2：

在该实施例中，用作屋面的耐候钢，以质量分数计，包括0.01％的c，0.30％的si，0.30％的mn，0.015％的p，0.005％的s，0.50％的cu，0.40％的ni，3.60％的cr，0.02％的nb，0.01％的ti，余量为fe和不可避免的杂质。

本发明还提供了一种用作屋面的耐候钢板，包括钢板主体和形成于钢板主体表面的镀锌层，且钢板主体为成分如上述的耐候钢。也就是钢板主体，以质量分数计，包括0.01～0.04％的c，0.10～0.30％的si，0.30～0.50％的mn，0～0.015％的p，0～0.005％的s，0.30～0.50％的cu，0.20～0.40％的ni，3.60～4.20％的cr，0.02～0.05％的nb，0.01-0.03％的ti，余量为fe和不可避免的杂质。

由于上述的耐候钢具有上述技术效果，故该耐候钢板也应具有相应的技术效果。同时，由于钢板主体表面具有镀锌层，锌相对于钢为贱金属，故可作为牺牲阳极而对钢板主体起到阴极保护作用。也就是通过设置镀锌层，进一步提升了耐候钢板的抗大气腐蚀的有效性。从而延长了其用作屋面的使用寿命，降低了维护成本及人员维护时的安全风险。且在保证抗大气腐蚀性的同时，相较于不锈钢显著降低了成本。

本发明还提供了一种用作屋面的耐候钢板的制备方法，请参阅图1，图1为本发明一个具体实施例的用作屋面的耐候钢板的制备方法的流程示意图，包括以下步骤：

s1：转炉炼钢；

s2：rh精炼；

s3：lf精炼；

s4：连铸；

s5：热轧；

s6：冷轧，获得耐候钢板，且耐候钢板的成分如下：以质量分数计，包括0.01～0.04％的c，0.10～0.30％的si，0.30～0.50％的mn，0～0.015％的p，0～0.005％的s，0.30～0.50％的cu，0.20～0.40％的ni，3.60～4.20％的cr，0.02～0.05％的nb，0.01-0.03％的ti，余量为fe和不可避免的杂质；

s7：将耐候钢板进行镀锌。

步骤s1-s4，即按照转炉炼钢—rh精炼—lf精炼—连铸的工艺路线炼钢。具体的，由于成分设计c成分较低，故采取预脱氧工艺：转炉出钢过程不脱氧、不进行合金化；钢水出钢后到rh精炼炉利用真空将钢水中的碳和氧反应以达到降低c含量的目的，c脱至最低后再进行脱氧；再进lf炉造渣深脱s以及合金化。

连铸后经过热轧，获得成分符合上述成分设计的耐候钢板。具体的，铸坯采用热送热装的方式，装炉温度为≤800℃，预热段800～1150℃，出炉温度1220～1280℃；粗轧末道次轧制温度≥980℃；终轧温度800～860℃；卷取温度580～640℃。

热轧后再进行冷轧，冷轧后进行镀锌。经冷轧工序，钢板获得更好的表面质量及机械性能，再经过镀锌工序，在冷轧钢板表面形成一层镀锌层。

应用本发明提供的用作屋面的耐候钢板的制备方法，通过对耐候钢板成分的优化，采用转炉炼钢-rh精炼-lf精炼-连铸-热轧-冷轧的工艺路线，成型出的耐候钢板，其抗大气腐蚀的有效性提升。同时，冷轧后的钢板精度镀锌工序，在避免形成镀锌层，由于锌相对于钢为贱金属，故可作为牺牲阳极而对钢板主体起到阴极保护作用。也就是通过设置镀锌层，进一步提升了耐候钢板的抗大气腐蚀的有效性。因此，采用上述方法制备的耐候钢板用作屋面，可显著提高屋面的抗大气腐蚀的有效性。从而延长了其用作屋面的使用寿命，降低了维护成本及人员维护时的安全风险。且在保证抗大气腐蚀性的同时，相较于不锈钢显著降低了成本。

具体的，步骤s6中，冷轧过程的压下率范围为36.8％-53.8％，轧制运行速度范围为100-150m/min。结合耐候钢板的成分设计，将压下率及轧制运行速度控制再上述范围内，能够获得良好的冷轧效果。

在上述各实施的基础上，步骤s7中，加热温度设置为目标805℃，缓冷出口温度为目标710℃，入锌锅温度为目标460℃。也就是将各工序参数对应的目标温度分别做上述设定，以获得优异的镀锌效果，并保证镀锌层质量。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。