CN101920278A - 一种汽车用热轧钢板的生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种汽车用热轧钢板的生产方法，所述方法包括将钢水连铸成板坯，将所述板坯进行加热和粗轧，得到中间板坯，将所述中间板坯依次进行精轧、冷却和卷取，从而制得成品钢板，其中，在所述钢水中含有合金元素，且以所述钢水的总重量为基准，所述钢水的碳当量为0.25-0.36重量％，将所述板坯加热的温度为1200-1220℃，所述中间板坯的厚度为30-40毫米，精轧的终轧温度为850-890℃，卷取的温度为600-680℃，成品钢板的厚度为3-12毫米，所述碳当量为钢水中的各种合金元素折算得到的碳的含量和钢水中碳的含量的总量。采用本发明提供的生产汽车用热轧钢板的方法可以生产出抗拉强度为520-580MPa、屈服强度为435-475MPa、延伸率为29-35％的汽车用热轧钢板。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车用热轧钢板的生产方法。
背景技术
汽车用热轧钢板主要用于制作汽车车架纵梁、横梁、车厢及车轮等受力零件，抗拉强度要求为310-700MPa之间，其中510MPa级的汽车用热轧钢板的市场需求量最大。据预测，国内汽车用热轧钢板的年需求量约为110万吨/年。
国外欧洲、日本等国对汽车用热轧钢板的研究较早，已经形成系列化、规模化生产能力，例如德国的QSTE340TM-QSTE500TM系列钢板、日本的SAPH370-540系列钢板。国内鞍钢于60年代试制成功第一代汽车用热轧钢板，牌号为16MnL，但其尺寸精度不理想，冲压零件的废品率较高。随后越来越多的国内企业参与到510MPa级汽车用热轧钢板的研究之中，如宝钢的B510L、鞍钢的A510L、上钢三厂的09SiVL、武钢的WL510等。攀钢于1989年开始进行含钒汽车用热轧钢板的试制，已经生产出牌号为P370L、P420L、P510L、P560L和P610L五种汽车用热轧钢板，其中P510L的年产量达到20万吨/年。近年来，随着汽车用户对汽车用热轧钢板的要求越来越苛刻和市场竞争的加剧，部分出口载重车型提出了将热轧钢板的抗拉强度控制为520-580MPa的范围内，有利于保证汽车零件的冲压稳定性，从而提高用户的材料利用率。
发明内容
本发明的目的是提供生产510MPa级的汽车用热轧钢板的生产方法。
本发明提供了一种汽车用热轧钢板的生产方法，所述方法包括将钢水连铸成板坯，将所述板坯进行加热和粗轧，得到中间板坯，将所述中间板坯依次进行精轧、冷却和卷取，从而制得成品钢板，其中，在所述钢水中含有合金元素，且以所述钢水的总重量为基准，所述钢水的碳当量为0.25-0.36重量％，将所述板坯加热的温度为1200-1220℃，所述中间板坯的厚度为30-40毫米，精轧的终轧温度为850-890℃，卷取的温度为600-680℃，成品钢板的厚度为3-12毫米，所述碳当量为钢水中的各种合金元素折算得到的碳的含量和钢水中碳的含量的总量。
在本发明的汽车用热轧钢板的生产方法中，通过控制工艺参数如钢板的碳当量、中间板坯和成品钢板的厚度、对中间板坯加热的温度、终轧温度和卷取温度，从而生产出抗拉强度为520-580MPa、屈服强度为435-475MPa、延伸率为29-35％的汽车用热轧钢板。
具体实施方式
本发明提供的汽车用热轧钢板的生产方法包括将钢水连铸成板坯，将所述板坯进行加热和粗轧，得到中间板坯，将所述中间板坯依次进行精轧、冷却和卷取，从而制得成品钢板(即汽车用热轧钢板)。将钢水连铸成板坯的方法可以采用本领域技术人员公知的方法。所述钢水含有合金元素，且以所述钢水的总重量为基准，所述钢水的碳当量为0.25-0.36重量％。在本发明中，所述碳当量为钢水中的各种合金元素折算得到的碳的含量和钢水中碳的含量的总量。
在本发明中，所述合金元素可以包括各种常规的合金元素，例如可以为Mn、Cu、Ni、Cr、Mo和V中的一种或几种，优选为Mn和V。
所述碳当量的折算公式如下：
碳当量(Ce)＝C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5
其中，C、Mn、Cu、Ni、Cr、Mo和V是指以所述钢水的总重量为基准这些合金元素各自的百分重量含量，如果某种合金元素在所述钢水中不存在，则其在上述公式中相应的百分重量含量为0。
在满足上述条件的情况下，所述钢水的成分没有特别的限定，优选情况下，以所述钢水的总重量为基准，所述钢水含有0.07-0.12重量％的碳、0.15-0.35重量％的硅、1.092-1.368重量％的锰、0.04-0.06重量％的钒、0.025重量％以下的磷、0.015重量％以下的硫和98.15-98.55重量％的铁。
在本发明提供的方法中，为了生产出抗拉强度为510MPa级的热轧钢板，将对所述板坯加热的温度控制为1200-1220℃，中间板坯的厚度控制为30-40毫米，精轧的终轧温度控制为850-890℃，卷取的温度控制为600-680℃，成品钢板的厚度控制为3-12毫米。
在本发明的一种优选实施方式中，以所述钢水的总重量为基准，所述钢水的碳含量为0.25-0.28重量％时，将中间板坯的厚度控制为32-40毫米，卷取的温度控制为600-660℃。优选情况下，当要求生产的成品钢板的厚度为3-6毫米时，将中间板坯的厚度控制为32-34毫米，卷取的温度控制为640-660℃；当要求生产的成品钢板的厚度为大于6毫米至8毫米时，将中间板坯的厚度控制为大于34毫米至37毫米，卷取的温度控制为620-640℃；当要求生产的成品钢板的厚度为大于8毫米至12毫米时，将中间板坯的厚度控制为大于37毫米至40毫米，卷取的温度控制为600-620℃。
在本发明的另一种优选实施方式中，以所述钢水的总重量为基准，所述钢水的碳当量为大于0.28重量％至0.32重量％时，将中间板坯的厚度控制为31-39毫米，卷取的温度控制为610-670℃。优选情况下，当要求生产的成品钢板的厚度为3-6毫米时，将中间板坯的厚度控制为31-33毫米，卷取的温度控制为650-670℃；当要求生产的成品钢板的厚度为大于6毫米至8毫米时，将中间板坯的厚度控制为大于33毫米至36毫米，卷取的温度控制为630-650℃；当要求生产的成品钢板的厚度为大于8毫米至12毫米时，将中间板坯的厚度控制为大于36毫米至39毫米，卷取的温度控制为610-630℃。
在本发明的另外一种优选实施方式中，以所述钢水的总重量为基准，所述钢水的碳当量为大于0.32重量％至0.36重量％时，将中间板坯的厚度控制为30-38毫米，卷取的温度控制为620-680℃。优选情况下，当要求生产的成品钢板的厚度为3-6毫米时，将中间板坯的厚度控制为30-32毫米，卷取的温度控制为660-680℃；当要求生产的成品钢板的厚度为大于6毫米至8毫米时，将中间板坯的厚度控制为大于32毫米至35毫米，卷取的温度控制为640-660℃；当要求生产的成品钢板的厚度为大于8毫米至12毫米时，将中间板坯的厚度控制为大于35毫米至38毫米，卷取的温度控制为620-640℃。
采用上述优选的实施方式可以生产出抗拉强度、屈服强度和延伸率均较高的汽车用热轧钢板。
在本发明的方法中，对所述板坯进行加热可以在各种常规的用于板坯加热的装置上进行，用于板坯加热的装置例如可以为步进梁式加热炉。对所述板坯加热的温度为1200-1220℃。所述板坯加热之后优选进行高压水除鳞以清除钢坯在上述加热过程中产生的炉生氧化铁皮，所述高压水除鳞可以采用本领域常规使用的方法进行操作。
所述粗轧可以采用本领域技术人员常规使用的粗轧机如E1R1粗轧机和/或E2R2粗轧机进行操作，优选使经过上述板坯加热后的板坯先进入E1R1粗轧机，然后进入E2R2粗轧机。所述粗轧的入口温度优选为1100-1150℃，粗轧的终轧温度为1000-1060℃。
经过粗轧后得到中间板坯，随后对所述中间板坯进行热卷箱卷取，所述热卷箱例如可以为无芯移送热卷箱。在所述热卷箱中实现中间板坯头尾互换，以保证钢坯通长的温度均匀；同时去除二次氧化铁皮以保证钢坯板面光洁。所述热卷箱的温度可以为1000-1040℃。
所述中间板坯经热卷箱卷取之后即进行移位开卷，进入精轧区进行精轧，所述精轧的入口温度可以为950-1020℃，精轧的终轧温度可以为850-890℃。
在汽车梁用钢板的生产过程中，卷取温度直接影响钢板最终的组织形态和力学性能。为了保证获得具有良好的力学性能的汽车梁用钢板，必须使精轧后的钢坯迅速冷却至所需要的卷取温度，所述卷取的温度可以为600-680℃，所述冷却的速度可以为10-20℃/秒。在本发明中，所述冷却的方式没有特别的限定，只要达到上述冷却速度即可。优选情况下，采用层流冷却的方式进行冷却。
以下通过实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1-9
本实施例用于说明本发明提供的汽车用热轧钢板的生产方法。
(1)连铸成板坯
通过转炉冶炼分别得到如表1所示的成分的钢水，并将所述钢水分别连铸成板坯A1-A9，所述板坯A1-A9的碳当量依次分别为0.26重量％、0.27重量％、0.28重量％、0.29重量％、0.30重量％、0.32重量％、0.33重量％、0.35重量％和0.36重量％，所述板坯的厚度均为200毫米。
表1
(2)生产汽车用热轧钢板
对所述板坯A1-A9依次进行加热、高压水除鳞、粗轧(先进入E1R1粗轧机，然后进入E2R2粗轧机)、热卷箱卷取(采用无芯移送热转箱)、精轧(采用F1-F6四辊精轧机组)、层流冷却(冷却速度为15℃/秒)和卷取，从而制得成品钢板(即汽车用热轧钢板)B1-B9。其中，所述加热的温度、粗轧的入口温度、粗轧的终轧温度、中间板坯的厚度、精轧的入口温度、精轧的终轧温度、卷取的温度以及成品钢板的厚度分别如表2所示。
表2
对比例1
根据实施例9的方法生产热轧钢板，所不同的是精轧的入口温度为1000℃，精轧的终轧温度为800℃，卷取的温度为580℃，从而制得的热轧钢板D1。
性能测试
在以上实施例1-9制得的汽车用热轧钢板和对比例1制得的热轧钢板的钢卷的尾部取样，并按照GB/T228规定的方法检测屈服强度(Rel)、抗拉强度(Rm)和延伸率(A％)，其检测结果示于表3中。
表3
| 屈服强度(MPa) | 抗拉强度(Mpa) | 延伸率(％) | |
| 实施例1 | 435 | 520 | 29 |
| 实施例2 | 445 | 550 | 30 |
| 实施例3 | 450 | 560 | 29 |
| 实施例4 | 475 | 570 | 32 |
| 实施例5 | 440 | 545 | 35 |
| 实施例6 | 450 | 560 | 30 |
| 实施例7 | 445 | 565 | 34 |
| 实施例8 | 435 | 560 | 29 |
| 实施例9 | 465 | 580 | 30 |
| 对比例1 | 410 | 490 | 23 |
由此可见，采用本发明提供的生产汽车用热轧钢板的方法可以生产出抗拉强度为520-580MPa、屈服强度为435-475MPa、延伸率为29-35％的汽车用热轧钢板。
Claims (15)
1.一种汽车用热轧钢板的生产方法，所述方法包括将钢水连铸成板坯，将所述板坯进行加热和粗轧，得到中间板坯，将所述中间板坯依次进行精轧、冷却和卷取，从而制得成品钢板，其特征在于，在所述钢水中含有合金元素，且以所述钢水的总重量为基准，所述钢水的碳当量为0.25-0.36重量％，将所述板坯加热的温度为1200-1220℃，所述中间板坯的厚度为30-40毫米，精轧的终轧温度为850-890℃，卷取的温度为600-680℃，成品钢板的厚度为3-12毫米，所述碳当量为钢水中的各种合金元素折算得到的碳的含量和钢水中碳的含量的总量。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述合金元素包括Mn、Cu、Ni、Cr、Mo和V中的一种或几种，所述碳当量根据下述折算公式得到：
碳当量(Ce)＝C+Mn/6+(Cu+Ni)/15+(Cr+Mo+V)/5。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述合金元素为Mn和V，且以所述钢水的总重量为基准，所述钢水含有0.07-0.12重量％的碳、0.15-0.35重量％的硅、1.092-1.368重量％的锰、0.04-0.06重量％的钒、0.025重量％以下的磷、0.015重量％以下的硫和98.15-98.55重量％的铁。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，以所述钢水的总重量为基准，所述钢水的碳当量为0.26-0.28重量％，中间板坯的厚度为32-40毫米，卷取的温度为600-660℃。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，当成品钢板的厚度为3-6毫米时，中间板坯的厚度为32-34毫米，卷取的温度为640-660℃。
6.根据权利要求4所述的方法，其中，当成品钢板的厚度为大于6毫米至8毫米时，中间板坯的厚度为大于34毫米至37毫米，卷取的温度为620-640℃。
7.根据权利要求4所述的方法，其中，当成品钢板的厚度为大于8毫米至12毫米时，中间板坯的厚度为大于37毫米至40毫米，卷取的温度为600-620℃。
8.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，以所述钢水的总重量为基准，所述钢水的碳当量为大于0.28重量％至0.32重量％，中间板坯的厚度为31-39毫米，卷取的温度为610-670℃。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，当成品钢板的厚度为3-6毫米时，中间板坯的厚度为31-33毫米，卷取的温度为650-670℃。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，当成品钢板的厚度为大于6毫米至8毫米时，中间板坯的厚度为大于33毫米至36毫米，卷取的温度为630-650℃。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，当成品钢板的厚度为大于8毫米至12毫米时，中间板坯的厚度为大于36毫米至39毫米，卷取的温度为610-630℃。
12.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，以所述钢水的总重量为基准，所述钢水的碳当量为大于0.32重量％至0.36重量％，中间板坯的厚度为30-38毫米，卷取的温度为620-680℃。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，当成品钢板的厚度为3-6毫米时，中间板坯的厚度为30-32毫米，卷取的温度为660-680℃。
14.根据权利要求12所述的方法，其中，当成品钢板的厚度为大于6毫米至8毫米时，中间板坯的厚度为大于32毫米至35毫米，卷取的温度为640-660℃。
15.根据权利要求12所述的方法，其中，当成品钢板的厚度为大于8毫米至12毫米时，中间板坯的厚度为大于35毫米至38毫米，卷取的温度为620-640℃。
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