CN101760694B - 一种热基高强度镀锌板及生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种热基高强度镀锌板及生产方法，属冶金板材生产技术领域，用于解决提高热基高镀锌板强度且降低生产成本问题。所述镀锌板化学成分配比为C：0.18-0.22％；Mn：0.65-0.80％；Si：≤0.12％；P：≤0.03％；S：≤0.02％；Als：0.015～0.030％；Fe：余量。本发明方法对热轧和镀锌工序优化工艺参数，利用热轧板酸洗后直接生产热基高强度镀锌板。其产品成分不添加微合金元素，工艺过程不经过冷轧工序，工艺流程相对简单，因此可明显降低生产成本；由于不受冷轧设备制约，产品规格宽泛。经检验本发明产品可达到SGH440、SGH490产品标准，在满足市场需求的同时，可为企业创造可观的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种钢板及生产工艺，特别是热基高强度镀锌板及生产方法，属冶金板材生产技术领域。
背景技术
随着国民经济的快速发展，镀锌板的需求量在迅速增加。目前，对于结构用高强度镀锌板的生产，热轧板镀锌采用碳锰钢添加微合金元素(如Nb、V等)的成份设计，通过添加的合金元素起到固溶强化及析出强化等作用，达到产品的强度要求，热轧板镀锌为保证锌层的粘附性，一般需将带钢在还原气氛下加热至660～740℃对钢板表面进行退火，镀锌前的退火加热过程会造成基板强度降低50-100MPa，因此为了保证成品的性能要求，基板还需较成品强度有50-100Mpa的富余量。冷轧板镀锌主要通过利用C-Mn成分热轧原料，经冷轧加工变形后，再通过调整镀锌退火工艺，生产出满足一定力学性能要求和具有良好锌层结合力的镀锌板。上述传统方法中，热轧板通过添加微合金增加强度，导致生产成本高昂；冷轧板镀锌受冷轧轧制设备限制，成品以≤2.5mm的薄规格镀锌板为主，且由于增加了工艺流程，板材经多次加热和清洗过程，成本增加。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有明显成本优势、产品厚度规格范围广的热基高强度镀锌板及生产方法。
本发明所称问题是由以下技术方案解决的：
一种热基高强度镀锌板，其特别之处是：所述镀锌板化学成分配比为C：0.18-0.22％；Mn：0.65-0.80％；Si：≤0.12％；P：≤0.03％；S：≤0.02％；Als：0.015～0.030％；Fe：余量。
上述热基高强度镀锌板，所述镀锌板屈服强度为345-420Mpa，抗拉强度为500-595MPa，延伸率为24-35％，板厚为1.8-4.0mm。
上述热基高强度镀锌板生产方法，它包括热轧、热轧表面清理、镀锌等工序，所述热轧工序中，加热炉出炉温度，1100～1150℃；终轧温度，850±20℃；卷取温度，580±20℃；粗轧压下率，40％～45％；所述镀锌工序中退火加热段温度：610±10℃，退火还原段温度：630±10℃，均热时间，20-25s，露点≤0℃。
上述热基高强度镀锌板生产方法，所述热轧表面清理工序中，酸洗溶液为浓度180g/L的HCl；酸洗温度，80±2℃。
本发明方法通过优化成分设计，调整和优化热轧、热镀锌工序工艺参数，利用热轧板酸洗后直接生产热基高强度镀锌板。与现有技术相比本发明的优点如下：1.产品成分配比中调整C、Mn含量，不添加微合金元素，可降低生产成本；2.生产过程对热轧和镀锌工艺优化，不经过冷轧工序，工艺流程相对简单，可进一步降低生产成本；3.不受冷轧设备制约，产品规格宽泛。经检验本发明产品屈服强度为345-420Mpa，抗拉强度为500-595MPa，延伸率为24-35％，板厚为1.8-4.0mm。该产品在满足市场需求的同时，可为企业创造可观的经济效益。
具体实施方式
本发明为一种基于CSP供料的热基高强度镀锌板及生产方法，它解决了热基高强度镀锌板添加合金元素导致生产成本高和冷轧高强镀锌板增加工序成本、规格受限的问题，所述热基高强度镀锌板的强度级别可满足SGH440、SGH490要求，厚度可达4.0mm。
本发明主要改进之处体现在如下三个方面：
1.对热基高强度镀锌板成分进行优化配比，成分中不添加价格昂贵的合金元素，以化学元素C、Mn的合理配比对产品产生显著的强化效果。当C含量在0到0.77％范围内增加时，与Fe形成珠光体的体积分数增加，将显著增加产品强度；Mn除溶于铁素体形成置换固溶体增加强度外，还促进珠光体的形成，其次Mn降低铁素体开始转化温度，使冷却后的晶粒细化，提高了热轧板的力学性能。考虑产品实际成分限制，此发明将C控制在0.18-0.22％范围内，Mn控制在0.65-0.80％范围内，在合金成本与强化效果之间达到较好平衡点。
2.本发明方法在CSP生产线实施。常规镀锌板基板备料工艺，为满足后续冷轧加工工序的需要，要求成品晶粒度级别降低，粗化晶粒，并降低屈服强度来改善变形抗力和板型。因此，根据成品厚度不同，CSP常规工艺为：R1粗轧机压下率为45～50％，终轧温度为890±20℃，卷曲温度为660±20℃。采用传统的CSP变形制度和轧制工艺不能满足高强度的要求，因此，本发明对于CSP生产线生产热基镀锌基板，通过优化参数，制定相应的变形制度，以获得的组织满足力学性能要求。结合CSP热轧工艺特点，控制板坯加热炉出炉温度在1100～1150℃，减小粗轧压下率为40％～45％，保证精轧总压下；降低CSP热轧终轧温度为850±20℃，以减少奥氏体再结晶速度，控制奥氏体晶粒在较小尺寸，保证相变转化的铁素体晶粒在较小尺寸级别；加大冷却水冷却强度，降低卷取温度为580±20℃，可增加相变形核点并且阻碍铁素体晶粒生长速度，晶粒尺寸得到细化，从而提高产品的强度；另一方面，低温卷取使带钢在卷取前充分完成相变，阻碍卷取后残余奥氏体继续发生相变在铁素体晶界处生成渗碳体，从而使热轧钢板得到正常的铁素体与珠光体组织，钢材的力学性能得到改善。按照上述方法生产，铁素体晶粒得到有效细化，强度得以提高，经检测，晶粒平均尺寸范围5-10μm左右。
3.热基镀锌板采用改良森吉米尔法加热炉对酸洗热轧带钢进行加热和还原清洁，退火温度会影响基板的组织变化，加热温度过高，会促进金属内部点、线缺陷湮灭，甚至导致晶粒的进一步长大，造成组织中铁素体晶粒粗大，镀锌成品力学性能降低；但退火温度过低，带钢表面还原速度下降，造成直燃段灼烧氧化物还原不充分，降低锌层粘附性、甚至漏镀。本发明在实验室退火试验基础上，通过现场试制对加热参数进行优化，最终确定工艺参数，加热段温度为610±10℃；还原段温度为630±10℃。适当降低带速至50m/min以下，保持较低的退火温度同时延长了还原时间15s，保证了还原效果，该工艺下镀锌产品与普通热轧基板相比，屈服强度降低不超过25MPa。如表1。
表1：热轧基板平均性能和镀锌后平均性能对比
以下提供本发明实施例：
实施例1：热基高强度镀锌板成品厚度1.8mm；化学成分配比如下：C：0.18％；Mn：0.69％；Si：0.08％；P：0.014％；S：0.011％；Als：0.015％；Fe：余量。
主要工艺过程及参数：热轧工序中，加热炉出炉温度：1100℃；终轧温度，830℃；卷取温度：565-584；粗轧压下率，45％；热轧表面清理工序中，酸洗溶液为浓度180g/L的HCl；酸洗温度，80±2℃；镀锌工序中退火加热段温度：600℃，退火还原段温度：630℃，均热时间，20-25s，露点≤0℃。成品屈服强度为375Mpa，抗拉强度为540Mpa，延伸率为31.5％。
实施例2：热基高强度镀锌板成品厚度2mm；化学成分配比如下：C：0.20％；Mn：0.80％；Si：0.04％；P：0.009％；S：0.008％；Als：0.02％；Fe：余量。
主要工艺过程及参数：热轧工序中，加热炉出炉温度：1110℃；终轧温度，850℃；卷取温度：560-572；粗轧压下率：43％；热轧表面清理工序中，酸洗溶液为浓度180g/L的HCl；酸洗温度，80±2℃；镀锌工序中退火加热段温度：610℃，退火还原段温度：635℃，均热时间，20-25s，露点≤0℃。成品屈服强度为395Mpa，抗拉强度为550Mpa，延伸率为34％。
实施例3：热基高强度镀锌板成品厚度2.3mm；化学成分配比如下：C：0.22％；Mn：0.65％；Si：0.11％；P：0.012％；S：0.005％；Al s：0.030％；Fe：余量。
主要工艺过程及参数：热轧工序中，加热炉出炉温度：1120℃；终轧温度，840℃；卷取温度：565-583；粗轧压下率：42％；热轧表面清理工序中，酸洗溶液为浓度180g/L的HCl；酸洗温度，80±2℃；镀锌工序中退火加热段温度：600℃，退火还原段温度：620℃，均热时间，20-25s，露点≤0℃。成品屈服强度为420Mpa，抗拉强度为595Mpa，延伸率为25％。
实施例4：热基高强度镀锌板成品厚度2.75mm；化学成分配比如下：C：0.19％；Mn：0.70％；Si：0.07％；P：0.012％；S：0.003％；Als：0.015％；Fe：余量。
主要工艺过程及参数：热轧工序中，加热炉出炉温度：1125℃；终轧温度，860℃；卷取温度：580-594；粗轧压下率，41％；热轧表面清理工序中，酸洗溶液为浓度180g/L的HCl；酸洗温度，80±2℃；镀锌工序中退火加热段温度：610℃，退火还原段温度：630℃，均热时间，20-25s，露点≤0℃。成品屈服强度为395Mpa，抗拉强度为530Mpa，延伸率为33％。
实施例5：热基高强度镀锌板成品厚度3mm；化学成分配比如下：C：0.20％；Mn：0.64％；Si：0.07％；P：0.012％；S：0.003％；Als：0.018％；Fe：余量。
主要工艺过程及参数：热轧工序中，加热炉出炉温度：1140℃；终轧温度，865℃；卷取温度：580-595；粗轧压下率，41％；热轧表面清理工序中，酸洗溶液为浓度180g/L的HCl；酸洗温度，80±2℃；镀锌工序中退火加热段温度：615℃，退火还原段温度：635℃，均热时间，20-25s，露点≤0℃。成品屈服强度为345Mpa，抗拉强度为500Mpa，延伸率为35％。
实施例6：热基高强度镀锌板成品厚度4mm；化学成分配比如下：C：0.19％；Mn：0.72％；Si：0.010％；P：0.008％；S：0.011％；Als：0.025％；Fe：余量。
主要工艺过程及参数：热轧工序中，加热炉出炉温度：1150℃；终轧温度，870℃；卷取温度：585-600；粗轧压下率：40％；热轧表面清理工序中，酸洗溶液为浓度180g/L的HCl；酸洗温度，80±2℃；镀锌工序中退火加热段温度：620℃，退火还原段温度：640℃，均热时间，20-25s，露点≤0℃。成品屈服强度为400Mpa，抗拉强度为550Mpa，延伸率为32％。
Claims (1)
1.一种热基高强度镀锌板，其生产方法包括热轧、热轧表面清理、镀锌工序，其特征在于：镀锌板化学成分配比为C：0.18-0.22％；Mn：0.65-0.80％；Si：≤0.12％；P：≤0.03％；S：≤0.02％；Als：0.015～0.030％；Fe：余量；所述镀锌板屈服强度为345-420MPa，抗拉强度为500-595MPa，延伸率为24-35％，板厚为1.8-4.0mm；所述热轧工序中，加热炉出炉温度，1100～1150℃；终轧温度，850±20℃；卷取温度，580±20℃；粗轧压下率，40％～45％；所述镀锌工序中退火加热段温度：610±10℃，退火还原段温度：630±10℃，均热时间，20-25s，露点≤0℃，所述热轧表面清理工序中，酸洗溶液为浓度180g/L的HCl；酸洗温度，80±2℃。
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