一种耐腐型轻钢别墅龙骨用精品钢材制备工艺及装置

技术领域

本发明涉及轻钢别墅龙骨用钢材技术领域，具体为一种耐腐型轻钢别墅龙骨用精品钢材制备工艺及装置。

背景技术

随着我国现代化建设的发展，轻钢龙骨广泛用于宾馆、候机楼、车运站、车站、游乐场、商场、工厂、办公楼、旧建筑改造、室内装修设置、顶棚等场所，特别的在进行别墅建设过程中，使用轻钢龙骨进行搭建，降低自重的同时，能够保证快速施工，保证强度，目前，随着对于别墅轻钢龙骨的需求量不断增加，对于龙骨钢材的生产需求也随之增加；

中国专利申请CN110144447A中提出一种高强度抗腐蚀油套管钢材及其制备工艺，高强度抗腐蚀油套管钢材包括如下组分：锰元素，镍元素，钼元素，铬元素，碳元素，硅元素，磷元素，硫元素，硼元素，铌元素，钛元素，锆元素，铈元素，其余为铁元素和不可避免的杂质；本发明高强度抗腐蚀油套管钢材添加了铌、钛、锆、铈等金属元素与碳、氮、硼等非金属元素，在钢材表面形成碳化物、氮化物与硼化物，紧密附着在钢材表面上，起到优异的防腐作用；同时，钛/铌防腐体系对镍、铬、锰和钼钢的防腐起到协同作用，而且钛、铌、锆或硼的微量元素即可起到较优异的防腐作用；

但其加工钢材质量密度大，成本较高，同时不利于保证钢材结构强度的同时降低钢材的重量；

1、现有技术背景下的轻钢别墅龙骨钢材制备工艺，在进行钢材的制备时，难以在保证结构强度的同时降低单位重量，且不便于连续进行镀锌处理，不利于保证进一步降低自重；

2、同时，现有的技术在对钢带进行除尘清洗时，一般利用除尘设备和清洗设备分别对钢带进行除尘和清洗，当钢带的除尘结束后，再将钢带转运至清洗设备内进行清洗，从而导致钢带的除尘和清洗较为不便捷，同时，影响钢带生产加工的效率；

因此，我们提出一种耐腐型轻钢别墅龙骨用精品钢材制备工艺及装置，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐腐型轻钢别墅龙骨用精品钢材制备工艺及装置，以解决上述背景技术提出的目前钢材质量密度大，成本较高，同时不利于保证钢材结构强度的同时降低钢材的重量；难以在保证结构强度的同时降低单位重量，且不便于连续进行镀锌处理，不利于保证进一步降低自重的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种耐腐型轻钢别墅龙骨用精品钢材制备工艺，所述钢材制备工艺包括以下步骤：

步骤一：原料冶炼，按配方量准备原料成分投入熔炉中进行冶炼；

其中所述原料按重量份包括以下组分：C：0.23-0.32％、Ni：0.50-3.25％、Si：0.34-0.39％、Al：2.0-5.0％、Zr：0.1-0.15％、Ti：0.10-0.30％、Mn：0.22-0.28％、B：0.025-0.038％、Nb：0.04-0.25％、Cr：0.13-0.15％、Mo：0.009-0.01％、S：0.014-0.021％、P：0.023～0.031％，余量为铁及不可避免的杂质；

步骤二：精炼出钢，对熔炉依次进行真空脱气处理以及脱氧处理；

其中抽真空压力≤1Kpa，抽真空时间≥15min，同时脱氧处理在钢包精炼炉中高温进行，而后进行出钢；

步骤三：对出钢的钢液进行浇注成型处理，形成铸锭；

步骤四：进行轧制，连铸坯放入真空加热炉中加热后，采用3-6道次粗扎，扎制成厚度为30-50mm中间坯，再经4-7机架进行精轧成钢带；

步骤五：进行热处理，依次进行退火处理、淬火处理、回火处理，并对回火处理后的钢带进行镀锌铝处理；

步骤六：精处理；

步骤七：进入锌锅连续热浸镀锌；

步骤八：清水冷却钢带，烘干、光整。

优选的，所述步骤一中原料按重量份包括以下组分：C：0.28-0.30％、Ni：1.2-2.8％、Si：0.35-0.38％、Al：2.6-4.2％、Zr：0.12-0.135％、Ti：0.14-0.23％、Mn：0.23-0.26％、B：0.028-0.035％、Nb：0.08-0.17％、Cr：0.132-0.146％、Mo：0.009-0.01％、S：0.016-0.018％、P：0.027～0.030％，余量为铁及不可避免的杂质。

优选的，所述步骤一中进行冶炼时，首先将铁投入到熔炉内升温至1150-1550℃，加热搅拌40-50min，而后加入依次加入Si、Cr、Ni、Mn、Mo保持加热搅拌30-40min，最后将剩余成分加入，控制高温炉温度为1550-1650℃，待合金元素完全融化后，继续搅拌20-30min，所述步骤二中真空脱气处理以及脱氧处理过程中始终保持通入氩气，所述步骤二中抽真空压力为0.2-0.35Kpa，且抽真空时间为15-45min，所述步骤二中脱氧处理是将经过脱气处理的钢液置入到钢包精炼炉进行LF精炼，温度在3-5min之内升高至1700-1800℃，进行脱氧处理，脱氧后的钢液进行出钢处理，并且出钢温度为1600-1700℃。

优选的，所述步骤五中热处理为：

其中退火处理是将所述精轧坯在高温炉中升温至860-1050℃下保温10-20min，然后以50℃/min将炉温降至350-450℃，随后打开炉门继续缓冷至100-150℃，出炉空冷至室温；

其中淬火处理是将退火后的铸坯以35℃/min升至700-800℃并保温30-40min，再次炉热升至850-900℃后用高压喷射水将铸坯快速冷却；

其中回火处理是将温度升至500-600℃下，并保温5-6h，最后再将温度以2℃/min速率慢降至300-400℃，再保温7-8h。

优选的，所述步骤六中精处理包括以下步骤：

步骤1：将经过热处理的钢带进行表面除油清洁处理；

步骤2：进行酸洗后用清水冲洗2-3次

步骤3：对钢带表面进行机械化精细打磨，然后通过除尘清洗设备对钢带进行除尘，并用清水冲洗1-2次；

步骤4：在钢带表面涂上一层保护溶剂，并进行烘干。

优选的，所述保护溶剂为氯化锌溶剂或由氯化铵和氯化锌混合组成的混合溶剂。

优选的，所述步骤七中连续热浸镀锌通过锌锅进行作业，且锌锅温度保持在445-465℃。

一种耐腐型轻钢别墅龙骨用精品钢材制备装置，所述除尘清洗设备包括作业台，所述作业台的上表面分别固定安装有除尘仓和清洗仓，所述除尘仓和清洗仓的两侧均开设有穿插槽，所述作业台的上表面固定安装有均匀分布的U型架，所述U型架的内壁转动安装有导向辊，所述清洗仓的底端固定安装有收集箱，所述收集箱的一侧分别固定安装有加注管和排放管，所述除尘仓的底端固定安装有集尘箱，所述除尘仓的内部设有除尘机构，所述清洗仓的内部设有清洗机构。

优选的，所述除尘机构包括两个转轴，两个所述转轴贯穿除尘仓并和除尘仓的两侧转动连接，两个所述转轴的外壁均固定安装有转动辊，两个所述转动辊的外壁均固定安装有吸尘海绵，两个所述转轴的一端均固定安装有传动齿轮，两个所述传动齿轮相互啮合，所述除尘仓的一侧固定设有伺服电机，所述伺服电机的驱动输出端和其中一个转轴的一端固定连接，所述伺服电机的端部固定安装有支撑架，所述支撑架的一侧和除尘仓的一侧固定连接。

优选的，所述清洗机构包括两个喷淋头，两个所述喷淋头呈对称倾斜设置，所述清洗仓的内壁固定安装有两个固定架，两个所述固定架的内壁均固定安装有两个固定杆，相邻两个所述固定杆的一端和一个喷淋头的两侧固定连接，两个所述喷淋头的一端均固定安装有连接软管，所述收集箱的内壁固定安装有导流框，所述导流框的下端面固定安装有过滤板，所述收集箱的内壁固定设有水泵，所述水泵的外壁固定安装有固定块，所述固定块远离水泵的一侧和收集箱的内壁固定连接，所述水泵的出水端固定安装有输水管道，两个所述连接软管的另一端和输水管道固定连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，该耐腐型轻钢别墅龙骨用精品钢材制备工艺，能够在表面形成碳化物与硼化物等保证防腐性能，同时通过添加铝等轻质材料能够降低结构自重，同时通过镀锌处理，保证表面致密性，避免腐蚀，能够保证长期稳定使用；

2、本发明中，通过四个穿插槽，使钢带从除尘仓及清洗仓内穿过，并使钢带的端部与外部牵引设备连接，钢带的上表面与导向辊的外壁接触，同时，两个吸尘海绵的外壁和钢带的上下面接触，通过两个传动齿轮的啮合，使两个转轴同步反向转动，两个转轴通过两个转动辊使两个吸尘海绵同步反向转动，两个吸尘海绵同步反向转动的同时吸附钢带上下面的灰尘，从而方便的实现了钢带的除尘，进而有效的提高了钢带除尘的便捷性；

3、本发明中，通过水泵、输水管道及连接软管，将收集箱内的清洗用水输送至两个喷淋头内，两个喷淋头对钢带的上下面进行清洗，随着外部牵引设备对钢带进行牵引，在牵引的过程中对钢带进行冲洗，从而方便的实现了钢带的清洗，进而有效的提高了钢带清洗的便捷性，同时，有效的提高了钢带生产加工的效率。

附图说明

图1为本发明工艺流程示意图；

图2为本发明除尘清洗设备的外部示意图；

图3为本发明除尘仓及清洗仓的剖切示意图；

图4为本发明除尘机构的结构示意图；

图5为本发明清洗机构的结构示意图。

图中：10、除尘清洗设备；1、作业台；11、除尘仓；12、清洗仓；13、穿插槽；14、U型架；141、导向辊；15、收集箱；16、加注管；17、排放管；18、集尘箱；2、除尘机构；21、转轴；22、转动辊；23、吸尘海绵；24、传动齿轮；25、伺服电机；26、支撑架；3、清洗机构；31、喷淋头；32、固定架；33、固定杆；34、连接软管；35、导流框；36、过滤板；37、水泵；38、固定块；39、输水管道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：一种耐腐型轻钢别墅龙骨用精品钢材制备工艺，钢材制备工艺包括以下步骤：

步骤一：原料冶炼，按配方量准备原料成分投入熔炉中进行冶炼；

其中原料按重量份包括以下组分：C：0.23-0.32％、Ni：0.50-3.25％、Si：0.34-0.39％、Al：2.0-5.0％、Zr：0.1-0.15％、Ti：0.10-0.30％、Mn：0.22-0.28％、B：0.025-0.038％、Nb：0.04-0.25％、Cr：0.13-0.15％、Mo：0.009-0.01％、S：0.014-0.021％、P：0.023～0.031％，余量为铁及不可避免的杂质；

其中原料按重量份包括以下组分：C：0.28-0.30％、Ni：1.2-2.8％、Si：0.35-0.38％、Al：2.6-4.2％、Zr：0.12-0.135％、Ti：0.14-0.23％、Mn：0.23-0.26％、B：0.028-0.035％、Nb：0.08-0.17％、Cr：0.132-0.146％、Mo：0.009-0.01％、S：0.016-0.018％、P：0.027～0.030％，余量为铁及不可避免的杂质；

且进行冶炼时，首先将铁投入到熔炉内升温至1150-1550℃，加热搅拌40-50min，而后加入依次加入Si、Cr、Ni、Mn、Mo保持加热搅拌30-40min，最后将剩余成分加入，控制高温炉温度为1550-1650℃，待合金元素完全融化后，继续搅拌20-30min；

步骤二：精炼出钢，对熔炉依次进行真空脱气处理以及脱氧处理，其中真空脱气处理以及脱氧处理过程中始终保持通入氩气；

其中抽真空压力≤1Kpa，抽真空时间≥15min，在具体的实施过程中抽真空压力为0.2-0.35Kpa，且抽真空时间为15-45min；

同时脱氧处理在钢包精炼炉中高温进行，而后进行出钢，其中脱氧处理是将经过脱气处理的钢液置入到钢包精炼炉进行LF精炼，温度在3-5min之内升高至1700-1800℃，进行脱氧处理，脱氧后的钢液进行出钢处理，并且出钢温度为1600-1700℃；

步骤三：对出钢的钢液进行浇注成型处理，形成铸锭；

步骤四：进行轧制，连铸坯放入真空加热炉中加热后，采用3-6道次粗扎，扎制成厚度为30-50mm中间坯，再经4-7机架进行精轧成钢带；

步骤五：进行热处理，依次进行退火处理、淬火处理、回火处理，并对回火处理后的钢带进行镀锌铝处理；

其中退火处理是将精轧坯在高温炉中升温至860-1050℃下保温10-20min，然后以50℃/min将炉温降至350-450℃，随后打开炉门继续缓冷至100-150℃，出炉空冷至室温；

其中淬火处理是将退火后的铸坯以35℃/min升至700-800℃并保温30-40min，再次炉热升至850-900℃后用高压喷射水将铸坯快速冷却；

其中回火处理是将温度升至500-600℃下，并保温5-6h，最后再将温度以2℃/min速率慢降至300-400℃，再保温7-8h；

步骤六：精处理；

其中精处理包括以下步骤：

步骤1：将经过热处理的钢带进行表面除油清洁处理；

步骤2：进行酸洗后用清水冲洗2-3次

步骤3：对钢带表面进行机械化精细打磨，然后通过除尘清洗设备10对钢带进行除尘，并用清水冲洗1-2次；

步骤4：在钢带表面涂上一层保护溶剂，并进行烘干，其中保护溶剂为氯化锌溶剂或由氯化铵和氯化锌混合组成的混合溶剂；

步骤七：进入锌锅连续热浸镀锌，通过锌锅进行作业，且锌锅温度保持在445-465℃；

步骤八：清水冷却钢带，烘干、光整。

一种耐腐型轻钢别墅龙骨用精品钢材制备装置，除尘清洗设备10包括作业台1，作业台1的上表面分别固定安装有除尘仓11和清洗仓12，除尘仓11和清洗仓12的两侧均开设有穿插槽13，作业台1的上表面固定安装有均匀分布的U型架14，U型架14的内壁转动安装有导向辊141，清洗仓12的底端固定安装有收集箱15，收集箱15的一侧分别固定安装有加注管16和排放管17，除尘仓11的底端固定安装有集尘箱18，除尘仓11的内部设有除尘机构2，清洗仓12的内部设有清洗机构3。

除尘机构2包括两个转轴21，两个转轴21贯穿除尘仓11并和除尘仓11的两侧转动连接，两个转轴21的外壁均固定安装有转动辊22，两个转动辊22的外壁均固定安装有吸尘海绵23，两个转轴21的一端均固定安装有传动齿轮24，两个传动齿轮24相互啮合，除尘仓11的一侧固定设有伺服电机25，伺服电机25的驱动输出端和其中一个转轴21的一端固定连接，伺服电机25的端部固定安装有支撑架26，支撑架26的一侧和除尘仓11的一侧固定连接。

清洗机构3包括两个喷淋头31，两个喷淋头31呈对称倾斜设置，清洗仓12的内壁固定安装有两个固定架32，两个固定架32的内壁均固定安装有两个固定杆33，相邻两个固定杆33的一端和一个喷淋头31的两侧固定连接，两个喷淋头31的一端均固定安装有连接软管34，收集箱15的内壁固定安装有导流框35，导流框35的下端面固定安装有过滤板36，收集箱15的内壁固定设有水泵37，水泵37的外壁固定安装有固定块38，固定块38远离水泵37的一侧和收集箱15的内壁固定连接，水泵37的出水端固定安装有输水管道39，两个连接软管34的另一端和输水管道39固定连接。

实施例：

首先按以下重量份：C：0.28％、Ni：2.5％、Si：0.36％、Al：4.5％、Zr：0.12％、Ti：0.23％、Mn：0.25％、B：0.035％、Nb：0.22％、Cr：0.14％、Mo：0.009％、S：0.015％、P：0.026％，余量为铁及不可避免的杂质准备原料成分，将铁投入到熔炉内升温至1450℃，加热搅拌45min，而后依次加入Si、Cr、Ni、Mn、Mo保持加热搅拌30min，最后将剩余成分加入，控制高温炉温度为1630℃，待合金元素完全融化后，继续搅拌30min；

对熔炉通入氩气，进行真空脱气处理，抽真空压力为0.25Kpa，且抽真空时间为20min；

对熔炉进行脱氧处理，将经过脱气处理的钢液置入到钢包精炼炉进行LF精炼，温度在3min之内升高至1780℃，进行脱氧处理，脱氧后的钢液进行出钢处理，并且出钢温度为1620℃；

对出钢的钢液进行浇注成型处理，形成铸锭；

进行轧制，连铸坯放入真空加热炉中加热后，采用3-6道次粗扎，扎制成厚度为30-50mm中间坯，再经4-7机架进行精轧成钢带；

进行热处理，先将所述精轧坯在高温炉中升温至1000℃下保温12min，然后以50℃/min将炉温降至400℃，随后打开炉门继续缓冷至120℃，出炉空冷至室温，进行退火处理；

将退火后的铸坯以35℃/min升至760℃并保温35min，再次炉热升至860℃后用高压喷射水将铸坯快速冷却，进行淬火处理；

将温度升至550℃下，并保温5h，最后再将温度以2℃/min速率慢降至330℃，再保温8h，进行回火处理；

将经过热处理的钢带进行表面除油清洁处理；在进行酸洗后用清水冲洗3次，对钢带表面进行机械化精细打磨，除尘后清水冲洗2次，在钢带表面涂上一层氯化锌溶剂，并进行烘干；

使钢带进入锌锅连续热浸镀锌，通过锌锅进行作业，且锌锅温度保持在450℃，使用清水冷却钢带，进行烘干、光整。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。