一种高强度耐候钢及半钢冶炼高强度耐候钢的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及炼钢技术领域，更具体地讲，涉及一种高强度耐候钢和采用半钢冶炼 该高强度耐候钢的方法。
【背景技术】
[0002] 耐候钢，又称为耐大气腐蚀钢，是介于普通钢和不锈钢之间的低合金钢系列，与普 碳钢相比，耐候钢在大气中具有更优良的抗蚀性能。与不锈钢相比，耐候钢只有微量的合金 元素，诸如磷、铜、铬、镍、钼、铌、钒、钛等，合金元素总量仅占百分之几，而不锈钢达到百分 之十几，因此价格较为低廉。耐候钢具有较高的强度和有益的低温韧性，有益的焊接性能和 成型性能，并具有优良的耐大气腐蚀性能，主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大 气中使用的钢结构，用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油 设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的 一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于提供一种在具有较高的屈服强度、延伸率以 及耐大气腐蚀性能的高强度耐候钢。
[0004] 为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种半钢冶炼高强度耐候钢的方法。 所述方法通过第一操作或第二操作来实现，第一操作包括顺序进行的提钒和脱硫预处理步 骤、转炉冶炼步骤、真空循环脱气精炼步骤以及钢包精炼炉精炼步骤。
[0005] 其中，所述第一操作的提钒和脱硫预处理步骤包括：对含钒铁水进行提钒和脱硫 预处理以获得半钢，所述半钢中的碳含量为3. 4?3. 6wt%，硫含量不大于0. 003wt%，温度 为 1300 ?1340 °C，
[0006] 所述第一操作的转炉冶炼步骤包括：将所述半钢兑入转炉进行冶炼，在转炉冶炼 过程中进行以下控制：向转炉内加入2?4Kg/吨钢的硅铁，并加入造渣剂进行造渣；进行 Cu和Ni合金化，以控制钢水中的Cu含量为0. 43?0. 47wt%，Ni含量为0. 33?0. 37wt%; 转炉冶炼终点控制要求为：钢水中的[C]为0. 03?0. 04wt%、[S]彡0. 005wt%以及 [P]彡0.OlOwt%，终渣碱度3?5,出钢温度不低于1700°C;在转炉出钢过程中只进行铬 合金化，且进行铬合金化时所采用的铬铁加入量为30?60Kg/吨钢，所述铬铁中的碳含量 < 0. 50wt%。
[0007] 所述第一操作的真空循环脱气精炼步骤包括：对钢水进行真空循环脱气精炼，在 真空循环脱气精炼前期加入10?20Kg/吨钢的所述铬铁进行铬合金化，在真空循环脱气 精炼过程中对钢水进行脱碳、脱氧和去除夹杂处理，以控制钢水中[C]SO.OlOwt%，氧活 度< 10ppm，并在脱氧处理后进行Al、Mn的合金化，以控制钢水中的Als含量为0. 03? 0? 04wt%，Mn含量为 0? 20 ?0? 25wt%。
[0008] 所述第一操作的钢包精炼炉精炼步骤包括：将钢水兑入钢包精炼炉造白渣并进行 脱硫精炼，具体地，在钢包精炼炉精炼过程中控制钢水的Als为0. 03?0. 04wt% ;当完成 造白渣并将钢水中的硫脱至不大于0. 003wt%之后，进行Nb合金化以及对钢水中的Mn、Cu、 Ni、Si、Cr和Als微调；并在所述Nb合金化以及对钢水中的Mn、Cu、Ni、Si、Cr和Als微 调完成后，加入钛铁，以获得目标钢水，所述目标钢水的化学成分为：C:0. 01?0. 04wt%， Si:0? 10 ?0? 20wt%，Mn:0? 30 ?0? 40wt%，Cr:3. 45 ?3. 75wt%，Ni:0? 30 ?0? 40wt%， Cu:0. 40 ?0. 50wt%，Nb:0. 027 ?0. 045wt%，Als:0. 020 ?0. 050wt%，Ti:0. 01 ? 0? 015wt%，P彡0? 020wt%，S彡0? 005wt%，余量的铁以及不可避免的杂质，所述目标钢水 的温度为1590?1600°C。
[0009] 所述第二操作包括顺序进行的提钒和脱硫预处理步骤、转炉冶炼步骤、第一次钢 包精炼炉精炼、真空循环脱气精炼步骤以及第二次钢包精炼炉精炼步骤。
[0010] 其中，所述第二操作的提钒和脱硫预处理步骤包括：对含钒铁水进行提钒和脱硫 预处理以获得超低硫含量的半钢，其中，所述半钢的碳含量为3. 4?3. 6wt%，硫含量不大 于 0? 003wt%，温度为 1300 ?1340°C。
[0011] 所述第二操作的转炉冶炼步骤包括：将所述半钢兑入转炉进行冶炼，在转炉冶炼 过程中进行以下控制：向转炉内加入2?4Kg/吨钢的硅铁，并加入造渣剂进行造渣；进行 Cu和Ni合金化，以控制钢水中的Cu含量为0. 43?0. 47wt%，Ni含量为0. 33?0. 37wt%; 转炉冶炼终点控制要求为：钢水中的[C]为0. 03?0. 04wt%、[S]彡0. 005wt%以及 [P]彡0.OlOwt%，终渣碱度3?5,出钢温度不低于1700°C;在转炉出钢过程中只进行铬 合金化，且进行铬合金化时所采用的铬铁加入量为30?60Kg/吨钢，所述铬铁中的碳含量 < 0. 50wt%。
[0012] 所述第二操作的第一次钢包精炼炉精炼包括：将钢水兑入钢包精炼炉进行第一次 钢包精炼炉精炼，并在第一次钢包精炼炉精炼过程中加入10?20Kg/吨钢的所述铬铁进行 铬合金化。
[0013] 所述第二操作的真空循环脱气精炼步骤包括：对钢水进行真空循环脱气精 炼，在真空循环脱气精炼过程中对钢水进行脱碳、脱氧和去除夹杂处理，以控制钢水中 [C]彡0?OlOwt%，氧活度彡lOppm，并在脱氧处理后进行Al、Mn的合金化，以控制钢水中的 Als含量为 0? 03 ?0? 04wt%，Mn含量为 0? 20 ?0? 25wt%。
[0014] 所述第二操作的第二次钢包精炼炉精炼步骤包括：再次将钢水兑入钢包精炼炉， 造白渣并进行第二次钢包精炼炉精炼，具体地，在第二次钢包精炼炉精炼过程中控制钢水 中的Als为0. 03?0. 04wt% ;当完成造白渣并将钢水中的硫脱至不大于0. 003wt%之后， 进行Nb合金化以及对钢水中的Mn、Cu、Ni、Si、Cr和Als微调；并在所述Nb合金化以及 对钢水中的Mn、Cu、Ni、Si、Cr和Als微调完成后加入钛铁，以获得目标钢水，所述目标钢 水的化学成分为：C:0? 01 ?0? 04wt%，Si:0? 10 ?0? 20wt%，Mn:0? 30 ?0? 40wt%，Cr: 3. 45 ?3. 75wt%，Ni:0. 30 ?0. 40wt%，Cu:0. 40 ?0. 50wt%，Nb:0. 027 ?0. 045wt%， Als:0? 020 ?0? 050wt%，Ti:0? 01 ?0? 015wt%，P彡 0? 020wt%，S彡 0? 005wt%，余量的 铁以及不可避免的杂质。
[0015] 根据本发明半钢冶炼高强度耐候钢的方法的一个示例性实施例，所述造白渣的步 骤可以包括以下操作：根据钢水中的S含量分批加入活性石灰和铝质脱氧剂进行升温脱硫 精炼，具体地，当钢水中的S含量< 0. 003wt%时，活性石灰的加入总量为5?10Kg/吨钢， 铝质脱氧剂为铝粒且其加入总量为0. 50?1. 5Kg/吨钢，或者铝质脱氧剂为高铝调渣剂且 其加入总量为2?3Kg/吨钢；当钢水中的S含量为0. 003?0. 006wt%时，活性石灰的加 入总量为10?15Kg/吨钢，铝质脱氧剂为铝粒且其加入总量为1?2Kg/吨钢，或者铝质脱 氧剂为高铝调渣剂且其加入总量为2?3Kg/吨钢；当钢水中的S含量彡0. 006wt%时，活 性石灰的加入总量为15?20Kg/吨钢，铝质脱氧剂为铝粒且其加入总量为1. 50?2. 50Kg/ 吨钢，或者铝质脱氧剂为高铝调渣剂且其加入