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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JIS G3125-2004《高耐候性轧制钢材》，见表1～3。
表1 SPA-H化学成分 %
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C
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Si
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Mn
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P
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S
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Cu
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Cr
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Ni
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≤0.12
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0.25~0.75
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≤0.60
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0.070~0.150
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≤0.035
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0.25~0.55
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0.30~1.25
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≤0.65
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表2 SPA-H钢板及钢带力学性能
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厚度
/mm
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屈服强度
/MPa
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抗拉强度
/MPa
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延伸率
/%
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弯曲性能
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弯曲角度
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弯曲半径
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≤6.0
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≥355
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≥490
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≥22
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180°
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厚度的0.5倍
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＞6.0
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≥355
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≥490
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≥15
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180°
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厚度的0.5倍
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表3 厚度、宽度的偏差要求 mm
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项 目
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允许偏差
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宽度
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700~1350
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0～+20
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厚度
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3.15≤a＜4.00
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±0.24
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4.00≤a＜5.00
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±0.45
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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。
表4 SPA-H钢熔炼成分检测结果 %
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C
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Si
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Mn
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P
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S
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Cu
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Cr
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Ni
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0.06~0.10
0.080
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0.33~0.49
0.403
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0.33~0.49
0.416
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0.79~0.116
0.094
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0.003~0.015
0.007
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0.26~0.34
0.298
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0.35~0.49
0..393
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0.13~0.20
0.149
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2 力学性能
统计34炉SPA-H钢的力学性能，结果见表5。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。
表5 SPA-H集装箱用钢力学性能统计结果
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屈服强度/MPa
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抗拉强度/MPa
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延伸率/%
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冷弯
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屈强比
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390~439
414
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509~564
529
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38~43
39
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d=a
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0.76 ~0.80
0.78
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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%。
结语
武钢生产的SPA-H热轧板卷尺寸和板型控制良好，厚度波动小，钢带表面质量及成型性好，一次成型即可达到目标要求，成型过程中未发现裂纹、起皮等现象，表明武钢SPA-H集装箱用钢成分设计及工艺控制合理，开发的产品具有良好的耐蚀性能、力学性能、表面质量和尺寸精度。
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