SPA-H耐候钢
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集装箱制造业对钢材的耐大气腐蚀性要求严格，其消耗量最大的集 装箱用板属于高附加值品种，而且价格相对较稳定。随着全球贸易 量的增长，近几年我国集装箱用钢需求也将保持较高速度的增长。 莱钢适应市场需求，充分利用新建的1 500 mm宽带钢生产线先进的 设备和工艺条件，开发生产了SPA-H集装箱用热轧宽带钢。2006年7 月—2007年1月，莱钢1 500 mm热轧宽带生产线已生产规格为（3.8 ～4.3） mm×（1 010～1 355）mm的SPA-H集装箱用钢近6 000 t， 综合成材率达到97.02%。开发产品采用低碳钢中复合添加Cu、P、 Cr、Ni的合理成分设计，钢材耐腐蚀性优异，而且尺寸精度、板 型、表面质量、成型性指标良好，较好地满足了集装箱用钢的使用 要求。
表5 SPA-H集装箱用钢力学性能统计结果
屈服强 度/MPa
390~439 414
抗拉强 度/MPa
509~564 529
延伸 冷 屈强比
率/% 弯 0.76
38~43 d=a ~0.80
39 0.78
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。
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2 SPA-H钢板及钢带力学性能
厚度 屈服强度 抗拉强度 延伸率
弯曲性能
/mm /MPa /MPa /% 弯曲角度 弯曲半径
≤6.0 ≥355 ＞6.0 ≥355
≥490 ≥22 180° 厚度的0.5倍 ≥490 ≥15 180° 厚度的0.5倍
表3 厚度、宽度的偏差要求 mm
项目
允许偏 差
宽 700~1350 0～+20
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
莱钢生产的SPA-H集装箱用钢主要供给全球最大的集装箱制造商 —中集公司，用户认为莱钢生产的集装箱用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，完全能满足集 装箱制造要求，表明莱钢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。
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 %
C
Si
Mn
P
S
Cu
பைடு நூலகம்
Cr
≤0.12 0.25~0.75 ≤0.60 0.070~0.150 ≤0.035 0.25~0.55 0.30~1.25
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。
表4 SPA-H钢熔炼成分检测结果 %
C
Si
Mn
P
S
Cu
0.06~0.10 0.33~0.49 0.33~0.49 0.79~0.116 0.003~0.015 0.26~0.34 0.35~0.49
0.080 0.403 0.416
0.094
0.007
0.298
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。
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
度
3.15≤a＜
厚
4.00
±0.24
度
4.00≤a＜ 5.00
±0.45
生产工艺
莱钢SPA-H集装箱用钢的生产工艺流程为：铁水预处理—120 t 顶底复吹转炉冶炼—LF精炼—板坯连铸（160 mm×（1 055～1 360） mm）—热送热装—加热—高压水除鳞—(E1、四辊R1)可逆粗 轧5道次—热卷箱—开卷—飞剪切头尾—E2前高压水除鳞—（E2、F1 ～F6）精轧机组—层流冷却—卷取—打捆—运输—喷号—收集堆 放。
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。
表5 SPA-H集装箱用钢力学性能统计结果
屈服强 度/MPa
390~439 414
抗拉强 度/MPa
509~564 529
延伸 冷 屈强比
率/% 弯 0.76
38~43 d=a ~0.80
39 0.78
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。
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2 SPA-H钢板及钢带力学性能
厚度 屈服强度 抗拉强度 延伸率
弯曲性能
/mm /MPa /MPa /% 弯曲角度 弯曲半径
≤6.0 ≥355 ＞6.0 ≥355
≥490 ≥22 180° 厚度的0.5倍 ≥490 ≥15 180° 厚度的0.5倍
表3 厚度、宽度的偏差要求 mm
项目
允许偏 差
宽 700~1350 0～+20
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
莱钢生产的SPA-H集装箱用钢主要供给全球最大的集装箱制造商 —中集公司，用户认为莱钢生产的集装箱用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，完全能满足集 装箱制造要求，表明莱钢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。
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 %
C
Si
Mn
P
S
Cu
பைடு நூலகம்
Cr
≤0.12 0.25~0.75 ≤0.60 0.070~0.150 ≤0.035 0.25~0.55 0.30~1.25
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。
表4 SPA-H钢熔炼成分检测结果 %
C
Si
Mn
P
S
Cu
0.06~0.10 0.33~0.49 0.33~0.49 0.79~0.116 0.003~0.015 0.26~0.34 0.35~0.49
0.080 0.403 0.416
0.094
0.007
0.298
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。
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
度
3.15≤a＜
厚
4.00
±0.24
度
4.00≤a＜ 5.00
±0.45
生产工艺
莱钢SPA-H集装箱用钢的生产工艺流程为：铁水预处理—120 t 顶底复吹转炉冶炼—LF精炼—板坯连铸（160 mm×（1 055～1 360） mm）—热送热装—加热—高压水除鳞—(E1、四辊R1)可逆粗 轧5道次—热卷箱—开卷—飞剪切头尾—E2前高压水除鳞—（E2、F1 ～F6）精轧机组—层流冷却—卷取—打捆—运输—喷号—收集堆 放。
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。