CN101956125B - 薄规格低合金高强度系列钢的柔性制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄规格低合金高强度系列钢的柔性制造方法，它是在不添加Nb、Ti等较昂贵合金元素的条件下，采用简单的C-Mn钢基础成分，通过采取合理且易于操作的控制轧制和控制冷却技术，实现屈服强度为345MPa～550MPa级钢材的生产。本发明具有炼钢钢种少、成本低廉、实现的强度范围广的特点，大大简化了炼钢、连铸工序，降低了企业的生产成本和管理成本，易于企业组织生产，提高了生产效率。

Description

薄规格低合金高强度系列钢的柔性制造方法

技术领域

本发明涉及冶金行业高强钢的制造方法，特别是一种基于薄板坯连铸连轧工艺的薄规格低合金高强度系列钢的柔性制造方法。

背景技术

为了满足用户对不同强度钢产品的需求，通常采用更改化学成分的方法即增加钢种的方法来实现。目前多数钢材生产企业采用的常用方法是一个成品牌号对应一个或两个炼钢钢种。采用此方法的问题在于：实际生产中，频繁的更换钢种会带来冶炼、连铸、轧制工艺的频繁改变而加大了钢种管理和生产的难度，增加了企业生产成本，大大降低了生产效率。

如果只采用一个炼钢钢种通过改变后工序的轧制、层流冷却工艺，实现多个不同强度级别钢材的轧制，则可以达到简化工序、节约管理成本、提高生产效率的目的。例如专利文献[1]公开了一种应用于中厚板生产领域的钢材柔性制造方法(公开号：CN101352723A)，其主要思想是在16MnR的化学成分基础上，通过添加不同的Nb、V含量和调整轧制、冷却工艺的方式生产屈服强度范围为370～460MPa的钢材，其思想与传统提高性能的方法相似，需要添加一定的合金才能生产屈服强度为370～460MPa的钢材。文献[2]公开了一种双相钢的柔性制造方法(公开号：CN101603150A)，其主要思想是通过改变轧后冷却路径，可以生产具有F+B组织或F+M组织的双相钢，屈服强度可达到450MPa和500MPa以上。其生产工艺尤其冷却工艺复杂，较难控制，在一般的薄板坯连铸连轧生产线上难以实现，且合金成分中添加了较多的昂贵合金元素Mo、Nb、Cr，增加了生产成本。另外，文献[3]公开了一种屈服强度级别为460MPa级低合金高强度钢板材的制造方法(公开号：CN1238548C)，其成分设计和工艺制定都主要适用于460MPa级钢材的生产，主要用于常规热连轧生产工艺，且生产此强度级别的钢材时，添加了一定量的合金元素Nb、Ti。文献[4]公开了一种采用薄板坯连铸连轧工艺制造C-Mn钢的方法(公开号：1676233A)，此方法主要介绍了一种采用薄板坯连铸连轧工艺生产C-Mn钢的方法，此方法生产钢材的屈服强度级别有限，不同强度级别的钢材主要通过化学成分的改变来实现，且不能生产厚度≤3mm的薄规格产品。

发明内容

本发明的目的是提供一种工艺简单、成本低廉的基于薄板坯连铸连轧工艺的薄规格低合金高强度系列钢的柔性制造方法，使其满足用户对这种强度钢产品的需求。

为了实现本发明的目的，针对上述问题，本发明在不添加Nb、Ti等较昂贵合金元素的条件下，采用简单的C-Mn钢基础成分，通过采取合理且易于操作的控制轧制和控制冷却技术，实现屈服强度为345MPa～550MPa级钢材的生产。

本发明的具体技术方案为：

(1)生产工艺流程

主要工艺流程如下：

铁水脱硫→转炉吹炼→吹氩→LF炉→连铸→均热炉→7机架精轧→卷取→精整。

(2)化学成分设计

本发明的基础化学成分质量百分比(wt％)控制范围为：C：0.16％～0.20％，Si：0.05％～0.40％，Mn：0.9％～1.60％，P：≤0.020％，S：≤0.015％，N：≤0.008％。当屈服强度≤550MPa时，采用基础化学成分。

(3)轧制工艺参数

轧制工艺参数如表1所示。

表1本发明的关键温度控制参数

强度级别(MPa)	终轧温度(℃)	卷取温度(℃)
			345～420	820～890	580～660
420～550	790～870	520～620

本发明的冷却方式-层流冷却采用前段快冷方式，冷却速度要求≥10℃/s。

所述工艺的连铸阶段，当成品厚度为4mm～6mm时，铸坯厚度为65mm～90mm；当成品厚度为≤4mm时，铸坯厚度为50mm～70mm。

所述工艺中的均热炉阶段，板坯的入炉温度≥850℃，当成品厚度为4mm～6mm时，板坯出炉温度为1080℃～1180℃；当成品厚度为≤4mm时，板坯出炉温度为1130℃～1210℃。

所述工艺的7机架精轧阶段，前3个机架要求道次压下率≥35％，后4个机架要求道次压下率在10％～40％之间。

所述钢材的产品厚度为1.2mm～6.0mm。

本发明的有益效果：

本发明采用薄板坯连铸连轧工艺实现了薄规格低合金高强度系列钢的柔性生产，具有炼钢钢种少、成本低廉、实现的强度范围广的特点，大大简化了炼钢、连铸工序，降低了企业的生产成本和管理成本，易于企业组织生产，提高了生产效率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述，但实施例不应理解为对本发明的限制。

1)屈服强度为345MPa～420MPa级钢材的生产

结合实施例1～3来说明实现屈服强度为345MPa～420MPa钢材的生产，实施例的化学成分如表2所示。

表2 实施例1～3的化学成分控制情况(单位：wt％)

化学成分	实施例1	实施例2	实施例3
				C	0.16	0.20	0.18
Si	0.09	0.40	0.15
				Mn	0.90	1.40	1.15

实施例的过程工艺参数控制情况如表3所示。

表3实施例1～3的过程工艺参数控制

	实施例1	实施例2	实施例3
				成品厚度(mm)	4.0	3.0	2.0
出炉温度(℃)	1140	1158	1176
				终轧温度(℃)	820	890	850
卷取温度(℃)	580	660	610

实施例的性能检测结果如表4所示。

表4实施例1～3的性能检测结果

2)屈服强度为420MPa～550MPa级钢材的生产

结合实施例4～7来说明实现屈服强度为420MPa～550MPa钢材的生产，实施例的化学成分如表5所示。

表5实施例4～7的化学成分控制情况(单位：wt％)

化学成分	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7
					C	0.16	0.20	0.19	0.19
Si	0.09	0.40	0.25	0.30
					Mn	0.90	1.40	1.35	1.55

实施例的过程工艺参数控制情况如表6所示。

表6实施例4～7的过程工艺参数控制

	实施例4	实施例5	实施例6	实施例7
					成品厚度(mm)	1.2	3.0	1.5	1.6
出炉温度(℃)	1140	1158	1176	1190
					终轧温度(℃)	790	870	820	800
卷取温度(℃)	520	620	530	535

实施例的性能检测结果如表7所示。

表7实施例4～7的性能检测结果

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也应该包含这些改动和变型在内。

本说明书中若有未作详细描述的内容，则属于本领域的专业技术人员公知的技术，此处不再赘述。

Claims (2)

1.一种薄规格低合金高强度系列钢的柔性制造方法，主要工艺流程为：铁水脱硫→转炉吹炼→吹氩→LF炉→连铸→均热炉→7机架精轧→卷取→精整；化学成分为：基础化学成分质量百分比wt％控制范围：C：0.16％～0.20％，Si：0.05％～0.40％，Mn：0.9％～1.60％，P：≤0.020％，S：≤0.015％，N：≤0.008％；屈服强度为345MPa～550MPa，采用基础化学成分；冷却方式-层流冷却采用前段快冷方式；其特征在于：所述7机架精轧程序的工艺参数为：当屈服强度为345MPa～420MPa时，终轧温度为820℃～890℃，卷取温度为580℃～660℃；当屈服强度为420MPa～550MPa时，终轧温度为820℃～870℃，卷取温度为520℃～620℃；所述钢的成品厚度为1.2mm～6mm；所述工艺中的连铸阶段，当成品厚度为4mm-6mm时，铸坯厚度为65mm～90mm；当成品厚度为≤4mm时，铸坯厚度为50mm～70mm；所述工艺中的均热炉阶段，板坯的入炉温度≥850℃，当成品厚度为4mm-6mm时，板坯出炉温度为1140℃～1180℃；当成品厚度为≤4mm时，板坯出炉温度为1140℃～1210℃；所述7机架精轧工艺中，前3个机架要求道次压下率≥35％，后4个机架要求道次压下率在10％～40％之间。

2.如权利要求1所述的薄规格低合金高强度系列钢的柔性制造方法，其特征在于：所述层流冷却前段快冷方式中，冷却速度要求≥10℃/s。