本發(fā)明涉及一種耐候鋼的制備方法，具體講，涉及一種鄉(xiāng)村大氣環(huán)境下輸電桿塔用耐候鋼的制備方法。

背景技術(shù)：

工業(yè)廢氣排放的硫化物、氮氧化合物等強腐蝕氣體，嚴重腐蝕長期暴露在大氣之中的輸電線路鐵塔，對其每兩年需進行一次防腐處理，不僅成本高，而且還需停電處理，經(jīng)濟損失嚴重。

在耐大氣腐蝕鋼的開發(fā)中，國內(nèi)外普遍做法是在鋼中加入一定量的耐蝕元素，如Cr、Ni、Mo、Cu等，同時盡量降低鋼中有害元素S含量。鋼的耐腐蝕性基本是上述耐蝕元素起作用，但上述合金元素價格昂貴，特別是Ni、Mo等，增加了耐候鋼原材料成本。此外，輸電線路桿塔還采用熱鍍鋅等防腐技術(shù)，而熱鍍鋅防腐需除銹、酸洗、鍍鋅等工序，投資大，且此過程污染嚴重。因為鋅液需加熱到450℃，釋放有害氣體，危害人健康；尤其是鍍鋅鈍化溶液中Cr⁶⁺，對人體和環(huán)境有很大危害，不環(huán)保；同時，鍍鋅增加了鐵塔制造成本；此外，在工業(yè)大氣腐蝕環(huán)境下，鍍鋅層的壽命一般在10年左右，低于線路使用壽命，在線路運行過程中仍需采用涂刷防腐漆等方式進行防腐維護。熱鍍鋅法雖在提高鍍層防腐壽命方面取得一定成效，但由于成本過高、技術(shù)不成熟等缺點都沒有得到大規(guī)模的推廣應(yīng)用。

因此，需要提供一種適用于輸電線路桿塔長效防腐、技術(shù)性、經(jīng)濟性較好及對環(huán)境污染小的高強耐候鋼，以延長輸電線路桿塔的防腐壽命，降低輸電線路桿塔的防腐運行成本。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)耐候鋼原材料成本高、熱鍍鋅層制備工序復(fù)雜且后期防腐維護費用高、對環(huán)境污染嚴重等方面問題，提出一種鄉(xiāng)村大氣環(huán) 境下輸電桿塔用耐候鋼的制備方法，其優(yōu)化耐候鋼成分，采用高溫均熱、高溫終軋和高溫卷取及控軋控冷的制備方法，生產(chǎn)出一種低成本、污染小、制備工藝簡單、高強耐腐蝕性能的耐候鋼。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種鄉(xiāng)村大氣環(huán)境下輸電桿塔用耐候鋼，所述耐候鋼由按重量百分比計的下列組分制備而成：C，0.05～0.10％；Si，0.50～1.0％；Mn，1.0～1.8％；P，0.01～0.02％；S，≤0.003％；Al，0.4～0.9％；N，≤0.003％；O，≤0.003％；余量為Fe和微量雜質(zhì)。

優(yōu)選的，耐候鋼由按重量百分比計的下列組分制備而成：C，0.05～0.07％；Si，0.60～0.9％；Mn，1.2～1.6％；P，0.011～0.013％；S，≤0.003％；Al，0.6～0.9％；N，≤0.003％；O，≤0.003％；余量為Fe和微量雜質(zhì)。

優(yōu)選的，耐候鋼由按重量百分比計的下列組分制備而成：C，0.06％；Si，0.83％；Mn，1.3％；P，0.013％；S，0.002％；Al，0.81％；N，0.003％；O，0.001％；余量為Fe和微量雜質(zhì)。

進一步的，一種鄉(xiāng)村大氣環(huán)境下輸電桿塔用耐候鋼的方法，包括下述步驟：

1)轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉；2)LF精煉或RH真空處理；3)連鑄；4)高溫加熱爐加熱；5)粗軋；6)高溫精軋；7)冷卻；8)高溫卷取成卷。

進一步的，步驟4)包括：將鑄坯加熱至1250～1300℃；按耐候鋼有效厚度確定保溫時間，1.8min/mm；步驟5)和步驟6)中，耐候鋼中間坯厚度均是成品厚度的6～8倍，其中，精軋入口溫度1000～1050℃、終軋溫度950℃；

進一步的，步驟7)中采用層流冷卻方式；步驟8)包括：580～625℃，卷取后保溫一小時空冷即得成品。

以下詳述本發(fā)明中化學(xué)成分限定量的理由：

本發(fā)明的C含量選擇在0.05～0.10％。C是鋼中最基礎(chǔ)強化元素，能提高強度，但C增加影響鋼的焊接性和韌性。

本發(fā)明的Si含量選擇在0.50～1.0％。Si是固溶強化元素，可提高強度；同時在大氣腐蝕環(huán)境下能生成SiO₂，起到耐腐蝕作用。

本發(fā)明的Mn含量選擇在1.0～1.8％。Mn是固溶強化元素，可提高強度及韌性。

本發(fā)明的P含量選擇在0.01～0.02％。P對焊接不利，具有冷脆性，在鋼中屬有害元素；在本發(fā)明中，P含量普遍高于普碳鋼，因P是有效的耐腐蝕元素，P量增加，對提高鋼材耐腐蝕性能效果顯著，為了增加耐腐蝕性，P的含量控制在0.01～0.02％。

本發(fā)明的Al含量選擇在0.4～0.9％。Al具有細化晶粒及強化作用，本發(fā)明Al量偏高，且是普碳耐候鋼含量的50倍以上，因Al具有細化晶粒作用，細化晶粒能提高鋼強度及韌性；此外，在空氣中，Al可在銹層中形成Al₂O₃，Al₂O₃可防止鋼鐵基體進一步氧化，具有耐腐蝕作用；Al元素的添加，替代了傳統(tǒng)鋼材料中Cr、Ni和Cu等貴重金屬，降低成本，對耐候鋼推廣使用，具有重要意義。

與最接近的現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明提供的技術(shù)方案具有如下優(yōu)異效果：

1、經(jīng)濟成本偏低，比常規(guī)耐候鋼成本低20％～30％。該耐候鋼中添加高含量Si和Al，替代貴重元素Cr、Ni、Cu等，顯著降低成本。

2、制備工藝及所需設(shè)備簡單。本發(fā)明采用常規(guī)冶煉和軋鋼設(shè)備，且熱軋工藝簡易可行，目前大部分工業(yè)生產(chǎn)線均能在現(xiàn)有的設(shè)備上進行生產(chǎn)。

3、應(yīng)用前景廣泛。本發(fā)明制備的耐候鋼可在輸電行業(yè)大規(guī)模推廣使用，尤其是在鄉(xiāng)村環(huán)境領(lǐng)域；我國輸電線路80％在鄉(xiāng)村野外地區(qū)，其大規(guī)模的使用，對減少原材料成本和桿塔后期維修成本有顯著作用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1實施例1～5#耐候鋼在武漢郊區(qū)腐蝕速率隨時間變化規(guī)律圖；

圖2實施例1～5#耐候鋼在北京良鄉(xiāng)郊區(qū)腐蝕速率隨時間變化規(guī)律圖；

圖中：Q420，傳統(tǒng)耐候鋼。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、 完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例1

本發(fā)明耐候鋼由按重量百分比計的下列組分制備而成：C，0.05％；Si，0.60％；Mn，1.4％；P，0.012％；S，0.002％；Al，0.42％；N，0.0030％；O，0.002％；余量為Fe和微量雜質(zhì)。

耐候鋼制備工藝步驟如下：

1)轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉；2)LF精煉或RH真空處理；3)連鑄；4)高溫加熱爐加熱：將鑄坯加熱至1270℃，保溫時間按耐候鋼有效厚度1.8min/mm控制，初始板坯厚度為60mm，保溫時間為108min；5)粗軋：耐候鋼中間坯厚度是成品厚度(20mm)的8倍；6)高溫精軋：耐候鋼中間坯厚度是成品厚度(20mm)的8倍，其中，精軋入口溫度1020℃、終軋溫度950℃；7)冷卻：層流冷卻；8)高溫卷取成卷：卷取溫度600℃，高溫卷取后保溫一小時空冷即得成品。

實施例2

本發(fā)明耐候鋼由按重量百分比計的下列組分制備而成：C，0.06％；Si，0.71％；Mn，1.2％；P，0.013％；S，0.003％；Al，0.73％；N，0.0025％；O，0.003％；余量為Fe和微量雜質(zhì)。

耐候鋼制備工藝步驟如下：

1)轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉；2)LF精煉或RH真空處理；3)連鑄；4)高溫加熱爐加熱：將鑄坯加熱至1260℃，保溫時間按耐候鋼有效厚度1.8min/mm控制，初始板坯厚度為60mm，保溫時間為108min；5)粗軋：耐候鋼中間坯厚度是成品厚度(22mm)的7倍；6)高溫精軋：耐候鋼中間坯厚度是成品厚度(22mm)的7倍，其中，精軋入口溫度1030℃、終軋溫度950℃；7)冷卻：層流冷卻；8)高溫卷取成卷：卷取溫度610℃，高溫卷取后保溫一小時空冷即得成品。

實施例3

本發(fā)明耐候鋼由按重量百分比計的下列組分制備而成：C，0.06％；Si，0.83％；Mn，1.3％；P，0.013％；S，0.002％；Al，0.81％；N，0.0030％；O，0.001％；余量為Fe和微量雜質(zhì)。

耐候鋼制備工藝步驟如下：

1)轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉；2)LF精煉或RH真空處理；3)連鑄；4)高溫加熱爐加熱：將鑄坯加熱至1290℃，保溫時間按耐候鋼有效厚度1.8min/mm控制，初始板坯厚度為60mm，保溫時間為108min；5)粗軋：耐候鋼中間坯厚度是成品厚度(24mm)的6倍；6)高溫精軋：耐候鋼中間坯厚度是成品厚度(24mm)的6倍，其中，精軋入口溫度1040℃、終軋溫度950℃；7)冷卻：層流冷卻；8)高溫卷取成卷：卷取溫度590℃，高溫卷取后保溫一小時空冷即得成品。

實施例4

本發(fā)明耐候鋼由按重量百分比計的下列組分制備而成：C，0.07％；Si，0.89％；Mn，1.1％；P，0.010％；S，0.001％；Al，0.69％；N，0.0028％；O，0.002％；余量為Fe和微量雜質(zhì)。

耐候鋼制備工藝步驟如下：

1)轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉；2)LF精煉或RH真空處理；3)連鑄；4)高溫加熱爐加熱：將鑄坯加熱至1250℃，保溫時間按耐候鋼有效厚度1.8min/mm控制，初始板坯厚度為60mm，保溫時間為108min；5)粗軋：耐候鋼中間坯厚度是成品厚度(18mm)的8倍；6)高溫精軋：耐候鋼中間坯厚度是成品厚度(18mm)的8倍，其中，精軋入口溫度1000℃、終軋溫度950℃；7)冷卻：層流冷卻；8)高溫卷取成卷：卷取溫度620℃，高溫卷取后保溫一小時空冷即得成品。

實施例5

本發(fā)明耐候鋼由按重量百分比計的下列組分制備而成：C，0.08％；Si，0.54％；Mn，1.6％；P，0.011％；S，0.002％；Al，0.75％；N，0.0026％；O，0.003％；余量為Fe和微量雜質(zhì)。

耐候鋼制備工藝步驟如下：

1)轉(zhuǎn)爐或電爐冶煉；2)LF精煉或RH真空處理；3)連鑄；4)高溫加熱爐加熱：將鑄坯加熱至1300℃，保溫時間按耐候鋼有效厚度1.8min/mm控制，初始板坯厚度為60mm，保溫時間為108min；5)粗軋：耐候鋼中間坯厚度是成品厚度(24mm)的7倍；6)高溫精軋：耐候鋼中間坯厚度是成品厚度(24mm)的7倍，其中，精軋入口溫度1050℃、終軋溫度950℃；7)冷卻：層流冷卻；8)高溫卷取成卷：卷取溫度580℃，高溫卷取后保溫一小時空冷即得成品。

將實施例1～5制成的高強耐候鋼進行力學(xué)性能、沖擊、彎曲試驗檢測，檢測數(shù)據(jù)如表1。

表1耐候鋼性能檢測結(jié)果

對實施例1～5制成的耐候鋼進行性能檢測后，另對上述5個實施例中制備的新型耐候鋼種分別在武漢郊區(qū)和北京良鄉(xiāng)郊區(qū)進行掛片試驗，觀察周期1年，觀察時間結(jié)束后檢測5個實施例耐候鋼的耐腐蝕性能；其中，在武漢郊區(qū)，其耐腐蝕性能：1#耐候鋼，0.08567mm/a；2#耐候鋼，0.06423mm/a；3#耐候鋼，0.05723mm/a；4#耐候鋼，0.05989mm/a；5#耐候鋼，0.07003mm/a。在北京良鄉(xiāng)郊區(qū)，1#耐候鋼，0.01598mm/a；2#耐候鋼，0.01203mm/a；3#耐候鋼，0.01167mm/a；4#耐候鋼，0.01892mm/a；5#耐候鋼，0.02004mm/a。具體腐蝕速率變化見附圖1和附圖2，從圖中可得，本發(fā)明耐候鋼耐腐蝕性顯著高于Q420。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均在本發(fā)明待批權(quán)利要求保護范圍之內(nèi)。