CN101147920A - 含钒汽车梁用热轧钢板表面氧化铁皮控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及金属板带热轧领域，公开了一种含钒汽车梁用热轧钢板表面氧化铁皮控制方法，以解决现有中薄板坯连铸连轧带钢表面氧化铁皮控制方法的钢水Si的质量百分比必须严格控制在0.20％以下的问题。该方法的原料钢的钢水化学成分的质量百分比为：C：0.06％～0.12％，Si：≤0.30％，Mn：1.05％～1.25％，V：0.04％～0.10％，P：≤0.025％，S：≤0.015％，其余为Fe和其它杂质；板坯出炉温度控制在1200℃～1230℃；粗轧开轧温度控制在940℃～1020℃；终轧温度范围为840℃～880℃；完成终轧后的层流冷却中采用稀疏冷却的方式。本发明亦不增加设备投资，更能节约生产成本，同时也提高了含钒汽车大梁用热轧钢板的韧性和冲压成形性能。
Description
技术领域
本发明涉及金属板带热轧领域，尤其是一种含钒钢板热轧的表面氧化铁皮控制方法。
背景技术
目前，含钒汽车梁用热轧钢板主要用于制作汽车车架纵梁、横梁及车厢等受力零件，对钢板的强度、韧性、塑性要求较高。汽车梁用热轧钢板的抗拉强度范围为370～700MPa之间，其中510MPa强度级别的大梁板用量最大。目前，国内钢铁企业根据各自的资源特点和工艺装备条件，通常采用V、Nb、Ti作为微合金化化元素来生产汽车梁用热轧钢板，在成品钢板表面均不同程度地存在红锈缺陷。所谓的红锈缺陷，本质是一种出现于轧件表面的、结构较为致密、难以去除的氧化铁皮，其产生与钢种化学成分、轧制工艺过程温度控制和带钢在空气中停留的时间长短等因素有关。氧化铁皮主要产生在铸坯加热和粗轧过程中。一般的轧制工艺中均采用除鳞装置和二次除鳞装置来去除铸坯加热和粗轧过程中产生的氧化铁皮。国内外企业普遍采用机械除鳞方式或高压水除鳞方式来消除氧化铁皮。于2007年8月8日公开的公告号为CN101012528A的中国发明专利申请中提到了一种通过成分控制、直接热装、高温加热、高温除鳞、高温轧制、强制冷却，特别是严格控制钢中Si含量等综合技术措施和系列优化工艺来消除附着在热轧钢板表面的红色氧化铁皮的中薄板坯连铸连轧带钢表面氧化铁皮控制方法。该方法具有不增加投资及生产成本等优点，但是该方法要求将钢水Si的质量百分比严格控制在0.20％以下。
发明内容
为了克服现有中薄板坯连铸连轧带钢表面氧化铁皮控制方法的钢水Si的质量百分比必须严格控制在0.20％以下的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种含钒汽车梁用热轧钢板表面氧化铁皮控制方法，该方法亦能够在不增加设备投入的条件下有效控制含钒汽车梁用热轧钢板的表面红锈缺陷，但Si含量可放宽到0.30％以下。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：含钒汽车梁用热轧钢板表面氧化铁皮控制方法，原料钢的钢水化学成分的质量百分比为：C：0.06％～0.12％，Si：≤0.30％，Mn：1.05％～1.25％，V：0.04％～0.10％，P：≤0.025％，S：≤0.015％，其余为Fe和其它杂质；板坯出炉温度控制在1200℃～1230℃；精轧开轧温度控制在940℃～1020℃；终轧温度范围为840℃～880℃。
本发明的有益效果是：在对含钒汽车梁用热轧钢板的红锈形成机理进行深入研究的基础上，将钢中Si含量适当控制在Si≤0.30％，减少生成剥离性较差的Fe2SiO4或者2FeO·SiO2结构的氧化铁皮，同时避免了将钢中的Si含量降低到Si≤0.20％甚至Si≤0.05％所带来的冶炼成本的增加。根据含钒钢中析出相——如VN——的固溶温度比含铌钢中的析出相——如NbC——的固溶温度低的特点，采用含钒钢，可以适当降低热轧加热炉出炉温度、精轧入口温度、终轧温度和卷取温度，从而减少氧化铁皮的生成数量；同时，降低轧制工艺过程温度有利于减少加热炉能源消耗和金属氧化烧损，极大地降低了含钒汽车大梁用热轧钢板的轧制成本。带钢出精轧机后，层流冷却时采用稀疏冷却方式，增加了层流冷却水覆盖的带钢表面积，从而进一步减少氧化铁皮，同时也提高了含钒汽车大梁用热轧钢板的韧性和冲压成形性能。通过以上综合措施，本发明同样在不增加设备投资的情况下，既消除了含钒汽车梁用热轧钢板的红锈缺陷，又减少了将Si含量严格控制在Si≤0.20％所带来的冶炼成本的增加，减少了加热炉能源消耗和金属氧化烧损，并且，本发明可以适应无铸坯热装条件的连铸连轧生产线，以某热轧板厂每年生产25万吨该种含钒汽车大梁用热轧钢板计算，每年可节约生产成本约1000万元。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
含钒汽车梁用热轧钢板表面氧化铁皮控制方法，原料钢的钢水化学成分的质量百分比为：C：0.06％～0.12％，Si：≤0.30％，Mn：1.05％～1.25％，V：0.04％～0.10％，P：≤0.025％，S：≤0.015％，其余为Fe和其它杂质；板坯出炉温度控制在1200℃～1230℃；精轧开轧温度控制在940℃～1020℃；终轧温度范围为840℃～880℃。
本发明以化学成分的质量百分比为：C：0.06％～0.12％，Si：≤0.30％，Mn：1.05％～1.25％，V：0.04％～0.10％，P：≤0.025％，S：≤0.015％，其余为Fe和其它杂质的钢水为原料，用常规连铸方法浇铸成一般在200mm厚的连铸板坯，加热至1200℃～1230℃进行粗轧，粗轧后中间板坯厚度在28mm～35mm，采用无芯移送热卷箱卷取；精轧开轧温度控制在940℃～1020℃；终轧温度范围为840℃～880℃。
进一步的是，精轧后层流冷却采用稀疏冷却方式，以10.5～20.0℃/s的平均冷却速度从840℃～880℃冷却至560℃～640℃的卷取温度范围内。所述的稀疏冷却方式，是指在终轧后的层流冷却工序中，每个冷却水集管组只用其中的部分集管，例如每个集管组用其中一半的集管来供应冷却水，在同样的冷却速度中，就要成倍增加应用到的集管组，就成倍增加了同一段带钢的冷却持续时间，相对于前段冷却方式或者强制冷却方式来说，稀疏冷却方式增加了层流冷却水覆盖的带钢表面积，更多地阻止了带钢与空气中O2的接触，从而进一步减少氧化铁皮的生成数量。并且，由于稀疏冷却方式降低了带钢在层流冷却过程中的冷却强度，有利于增加铁素体组织的数量和适当控制铁素体晶粒的大小，从而提高含钒汽车大梁用热轧钢板的韧性和冲压成型性能。
现有技术和本发明的钢化学成分对比情况见表1，轧制过程温度对比情况见表2。
表1现有技术和本发明的化学成分对比(单位：％)
| 化学成分 | C | Si | Mn | P | S | V | |
| 现有技术 | 1 | 0.07 | 0.20 | 1.34 | 0.009 | 0.005 | 0.03 |
| 2 | 0.08 | 0.19 | 1.26 | 0.010 | 0.008 | ||
| 3 | 0.12 | 0.12 | 1.50 | 0.013 | 0.006 | ||
| 4 | 0.049 | 0.015 | 0.15 | 0.009 | 0.004 | ||
| 5 | 0.20 | 0.16 | 0.28 | 0.01 | 0.009 | ||
| 本发明 | 1 | 0.08 | 0.25 | 1.20 | 0.012 | 0.008 | 0.07 |
| 2 | 0.07 | 0.24 | 1.24 | 0.011 | 0.011 | 0.09 | |
| 3 | 0.10 | 0.29 | 1.08 | 0.015 | 0.008 | 0.08 | |
| 4 | 0.09 | 0.20 | 1.13 | 0.016 | 0.012 | 0.08 | |
| 5 | 0.06 | 0.25 | 1.23 | 0.011 | 0.007 | 0.09 | |
表2现有技术和本发明的轧制过程温度对比(单位：℃)
| 轧制过程温度 | 出炉温度 | 精轧开轧温度 | 终轧温度 | 卷取温度 |
| 现有技术 | 1180～1300 | ＞1030 | ＞880 | 550～650 |
| 本发明 | 1200～1230 | 940～1020 | 840～880 | 560～640 |
实施例：
某热轧板厂应用本发明的含钒汽车梁用热轧钢板表面氧化铁皮控制方法来控制含钒汽车梁用热轧钢板的红锈缺陷。炼钢时，钢水化学成分的质量百分比见表3，除表3中所列成分外其余为Fe和其它杂质；用常规连铸方法将其浇铸成200mm×750～1300mm×11000mm的连铸板坯。在步进式加热炉中进行加热，出炉温度为1200℃～1230℃，经过高压水除鳞后送粗轧机R1轧制三道次，粗轧机R2轧制三道次，粗轧后中间板坯厚度在28mm～35mm。中间坯采用无芯移送热卷箱卷取，然后送至精轧机组前开卷，并进行二次高压水除鳞，水压为16～18MPa，在精轧机组的精轧机F1～F6进行轧制，轧制过程温度见表4。完成精轧后的层流冷却采用稀疏冷却方式，以10.5～20.0℃/s的平均冷却速度从840℃～880℃冷却至560℃～640℃的卷取温度范围内。
对成品进行检查：表面光洁，无红锈缺陷。
通过将钢中Si含量适当控制在Si≤0.30％，降低热轧加热炉出炉温度、精轧入口温度、终轧温度和卷取温度，以及层流冷却系统采用稀疏冷却方式等综合措施，在大工业生产条件下，采用传统热连轧方式生产出无红锈缺陷，表面光洁的汽车梁用热轧钢板，产品满足用户的使用要求。
该厂实施本发明方法和原有方法中钢化学成分对比情况见表3，轧制温度及冷却方式对比情况见表4。
表3本发明和原有方法化学成分对比 单位：％
| 化学成分 | C | Si | Mn | P | S | V | |
| 原有方法 | 1 | 0.11 | 0.61 | 0.97 | 0.019 | 0.010 | 0.09 |
| 2 | 0.08 | 0.65 | 1.08 | 0.010 | 0.007 | 0.08 | |
| 3 | 0.10 | 0.55 | 0.98 | 0.015 | 0.017 | 0.09 | |
| 4 | 0.07 | 0.58 | 1.16 | 0.017 | 0.009 | 0.08 | |
| 5 | 0.09 | 0.49 | 1.09 | 0.015 | 0.016 | 0.07 | |
| 本发明 | 1 | 0.08 | 0.25 | 1.20 | 0.012 | 0.008 | 0.07 |
| 2 | 0.07 | 0.24 | 1.24 | 0.011 | 0.011 | 0.09 | |
| 3 | 0.10 | 0.29 | 1.08 | 0.015 | 0.008 | 0.08 | |
| 4 | 0.09 | 0.20 | 1.13 | 0.016 | 0.012 | 0.08 | |
| 5 | 0.06 | 0.25 | 1.23 | 0.011 | 0.007 | 0.09 | |
表4 本发明和原有方法轧制温度及冷却方式对比 温度单位：℃
| 厚度/mm | 出炉温度 | 精轧开轧温度 | 终轧温度 | 卷取温度 | 冷却方式 | |
| 原有方法 | 4.0 | 1279 | 1045 | 891 | 653 | 前段 |
| 5.0 | 1264 | 1037 | 884 | 689 | 前段 | |
| 6.0 | 1251 | 1031 | 876 | 685 | 前段 | |
| 8.0 | 1267 | 1017 | 871 | 655 | 前段 | |
| 10.0 | 1273 | 1028 | 856 | 643 | 前段 | |
| 本发明 | 4.0 | 1230 | 1020 | 867 | 630 | 稀疏 |
| 5.0 | 1225 | 1009 | 854 | 612 | 稀疏 | |
| 6.0 | 1217 | 998 | 852 | 570 | 稀疏 | |
| 8.0 | 1213 | 963 | 845 | 595 | 稀疏 | |
| 10.0 | 1206 | 951 | 849 | 576 | 稀疏 | |
Claims (3)
1.含钒汽车梁用热轧钢板表面氧化铁皮控制方法，终轧后采用层流冷却，其特征是：
原料钢的钢水化学成分的质量百分比为：C：0.06％～0.12％，Si：≤0.30％，Mn：1.05％～1.25％，V：0.04％～0.10％，P：≤0.025％，S：≤0.015％，其余为Fe和其它杂质；
板坯出炉温度控制在1200℃～1230℃；精轧开轧温度控制在940℃～1020℃；终轧温度范围为840℃～880℃。
2.如权利要求1所述的含钒汽车梁用热轧钢板表面氧化铁皮控制方法，其特征是：层流冷却采用稀疏冷却方式，以10.5～20.0℃/s的平均冷却速度从840℃～880℃冷却至560℃～640℃的卷取温度范围内。
3.如权利要求1所述的含钒汽车梁用热轧钢板表面氧化铁皮控制方法，其特征是：原料钢的钢水化学成分中的Si含量：0.20～0.30％。
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