[发明专利]不锈钢、桥梁拉吊索用不锈钢钢丝以及制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢及其制备方法，特别是涉及一种桥梁拉吊索用不锈钢钢丝及制备方法。

背景技术

当代悬索桥、斜拉桥、吊杆拱桥的拉吊索基本使用高强碳钢钢丝或钢绞线，运营过程中长期处于高应力状态，对外界侵害比较敏感，随着使用年限的增长，逐步暴露出防腐层老化、锈蚀、断丝等病害，严重的则出现拉吊索断裂，引起桥梁坍塌事故。拉吊索桥梁的拉吊索设计使用年限一般都大于20年，由于防护措施欠佳，钢丝锈蚀发展较快，一般拉吊索更换时间为5～20年，远小于设计使用年限。为提高拉吊索桥梁的使用寿命和结构耐久性，目前工程中所采取的一系列措施基本上是围绕如何防止钢丝和锚具不被锈蚀，但都没有取得很好的效果，也没有彻底地从根本上解决这一问题。如果用高强度不锈钢丝代替传统优质碳素钢丝，充分利用不锈钢的不锈、耐蚀、耐磨等优异性能，从而彻底解决拉吊索病害，为我国桥梁拉吊索耐久性设计、防护等关键技术提供新的思路。

发明内容

本发明提供一种桥梁拉吊索用钢及其制备方法，特别是提供了一种桥梁拉吊所用钢丝及其制备方法。

本发明是通过如下技术方案实现的：

冶炼设备采用电炉和氩氧精炼炉，原料采用废钢、铬、镍、锰合金，通过氩氧精炼炉吹氮气及添加氮合金，得到氮含量为0.5％左右的高氮奥氏体不锈钢钢坯，钢坯再经过加热、轧制、热处理、酸洗等成为高强度不锈钢线材。

具体来说是通过如下技术方案实现：

一种不锈钢，以质量百分比计，含有下述成分：

C：≤0.12％；

Si：≤1.00％；

Mn：14.0-19.0％；

P≤0.06％；

S≤0.01％；

Cr：18.0-22.0％；

Ni：1.0-2.0％；

N：0.45-0.65％，余量为铁和不可避免的杂质。

优选地，一种不锈钢，以质量百分比计，含有下述成分：

C：0.09-0.12％，优选为0.10％；

Si：0.29-0.6％，优选为0.30％；

Mn：14.0-15.20％，优选为14.45％；

P≤0.045％，优选为≤0.035％；

S≤0.006％，优选为≤0.006％；

Cr：18.0-19.5％，优选为18.30％；

Ni：1.0-1.3％，优选为1.10％；

N：0.45-0.55％，优选为0.5％；余量为铁和不可避免的杂质。

一种不锈钢的生产方法，其以质量百分比计，含有下述成分：

C：≤0.12％；Si：≤1.00％；Mn：14.0-19.0％；P≤0.06％；S≤0.01％；

Cr：18.0-22.0％；Ni：1.0-2.0％；N：0.45-0.65％，余量为铁和不可避免的杂质，该方法包括如下步骤：

(1)电炉冶炼步骤：将废钢和金属或合金加入电炉，化清，控制电炉中粗钢水化学成分达到C 1.30-1.80％，Mn 8.5-12.5％，P≤0.028％，S≤0.025％，Cr 17.0-22.0％，Ni 1.0-2.0％时出钢；

(2)氩氧精炼炉精炼步骤：先进行氧化期冶炼，后还原期冶炼，还原期加入造渣材料进行造渣，并加入微调成分合金对目标成分进行微调后出钢；其中氧化期按照N₂和O₂气体比例(2-4)∶1，优选3∶1，吹入总气体量为800-1200m³/h的N₂和O₂；还原期全程吹氮气冶炼，吹入氮气量为400-600m³/h；

(3)铸造钢坯步骤，采用连铸工序；以及

(4)轧制步骤。

其中，步骤(1)所述的相应金属或合金为高碳铬铁、高碳锰铁或金属镍。

其中，步骤(2)所述的加入微调成分合金为含锰、氮、铬元素的合金或金属，优选加入氮化铬铁和金属锰。

其中，所述步骤(2)氩氧精炼炉精炼步骤中，还原期加入硅铁和铝丸，优选加入量为硅铁40-60kg/t、铝丸5-8kg/t；还原期加入造渣材料石灰和莹石，优选的加入量为石灰8-12kg/t、莹石2-4kg/t。

其中，所述步骤(2)氩氧精炼炉精炼步骤中，加入微调合金成分后吹氮气3-4分钟后出钢，优选出钢后测定钢包中的渣厚为150-200mm；优选吹氮气的最小流量为50-60m³/h。