CN102383031A - 高强度捆带及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高强度捆带及其制造方法，解决了现有高强度钢带制造方法工艺复杂、控制难度高、设备投资高、对环境不好友、生产成本高的问题。工艺中钢化学元素重量百分比组分为：C0.03-0.25％、Si 0.50-2.00％、Mn 0.50-2.50％、P 0.10-0.20％、S0-0.015％、Als：0.01-0.20％，其它为Fe及不可避免的杂质；经过铁水炼钢、热轧、冷轧、发蓝退火得到高强度捆带，其中发蓝退火工艺中控制退火温度450-600℃，铅浴炉温度400-550℃，带速5-7m/min。本发明工艺控制简单、成本低、环境污染小、性能较好且工艺简便易行，生产效率高、抗拉强度达到980MP。

Description

高强度捆带及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种捆带及其制造方法，具体的说是一种高强度捆带及其制造方法。 

背景技术

高强度捆带是一种保证货物安全装卸和运输的薄带状钢铁制品，其广泛用于钢材、有色金属、轻纺制品、建材、玻璃、烟草、纸卷、羊毛等货物的包装。高强度捆带一般要求性能上“抗拉强度不低于930MPa，延伸率不低于8％，耐蚀性能良好”，此外，由于长期工作于室外环境下，同时要求捆带具有一定的抗腐蚀性能。 

根据对宝钢等大型综合型钢铁企业的初步分析，每1000吨钢材平均需耗用1吨捆带，我国5亿吨钢的产能中，若仅仅以热轧产品和扁平材占40％的比例来测算，也要达到2亿吨钢材的规模，而相应配套的捆带市场容量也达到20万吨，其中980MPa级别的捆带需求量约占10％左右，需求量较大。 

目前，高强度捆带的生产工艺一般有三种：一、热轧原料经过冷轧强化后再进行退火的工艺，工艺简单、生产成本较低，只能用于生产抗拉强度800-900MPa，延伸率≥4％的捆带钢，；二、采用铅浴炉等温淬火的贝氏体强化处理工艺，主要生产抗拉强度≥980MPa，延伸率≥10％的捆带，但其生产设备复杂，价格昂贵，生产成本较高，特别是铅浴炉会造成严重的环境污染，在一些国家已开始限制使用；三、采用两相区淬火的马氏体强化处理工艺，主要生产抗拉强度≥940MPa，延伸率≥8％的捆带，同样存在设备和生产工艺复杂，生产成本较高的问题。 

专利公开号为CN 101781735A公开了一种“抗拉强度≥1000MPa的经济性高强度捆带钢及其制造方法”，采用C和Mn的成分设计，重 量百分比组分为：C：0.3-0.4％、Mn：1.3-1.9％、Si：≤0.42％、S：≤0.03％、P：≤0.02％、Al：≤0.03％，采用炼钢工艺、热轧工艺、冷轧工艺和发蓝退火工艺，其中P作为作为杂质控制要求不高于0.02％，本领域技术人员都知道控制P的含量越低，其控制工艺难度越高，导致成本增加。并且其强度和冲击韧性也提高不明显。 

发明内容

本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种工艺控制简单、成本低、环境污染小、性能较好且工艺简便易行，生产效率高、抗拉强度达到980MP的高强度捆带。 

本发明的另一目的是为了提供上述高强度捆带的制造方法。 

本发明制造方法包括钢化学元素重量百分比组分为：C0.03-0.25％；Si 0.50-2.00％；Mn 0.50-2.50％；P 0.10-0.20％；S0-0.015％；Als：0.01-0.20％；其它为Fe及不可避免的杂质；经过铁水炼钢、热轧、冷轧、发蓝退火得到高强度捆带，其中发蓝退火工艺中控制退火温度450-600℃，铅浴炉温度400-550℃，带速5-7m/min。 

所述铁水炼钢工艺中进行炉外精炼时，在RH真空炉内的真空处理时间不少于15分钟，送入钢包炉后，在钢包炉中喂入CaSi线的量为700-800克/每吨铁水，喂线速度250～300m/min。 

所述热轧工艺中，板坯再加热温度为1200-1300℃，终轧温度750-950℃，卷取温度450-800℃，冷却速度5-30℃/s，冷轧工艺中累计压下率为40-90％。 

本发明高强度捆带由上述方法制得。 

本发明钢的主要元素作用原理如下： 

(1)碳(C) 

碳在固溶体中作为铁的碳化物Fe₃C对钢的力学性能影响很大，是强度和硬度的首要控制元素，碳素钢的抗拉强度和硬度随着含碳量的增大而增大，但其脆性也随之增大。因此在捆带中其合适的范围为 0.03-0.25％。 

(2)硅(Si) 

硅在钢的冶炼过程中是良好的脱氧剂，也是铁素体的形成元素。硅具有石墨化的作用，所以一般它在钢中与锰结合作为碳化物的稳定剂，并能很有效的提高钢的强度和冲击韧性。因此，适当提高Si含量有助于提高捆带的力学性能，本发明捆带中采取了较高的Si含量0.50-2.00％。 

(3)锰(Mn) 

锰在钢中属于有益元素，锰作为脱氧除硫元素加入钢中可以提高硅和铝的脱氧效果，也可以和硫形成硫化锰，从而在相当大的程度上消除了硫在钢中的危害。同时，锰能有效的提高捆带的抗拉强度、韧性。本发明捆带中采取的Mn含量在0.50-2.50％之间。 

(4)磷(P) 

磷在其含量低于1.0％时溶解于固态钢中，当含量超过此值时，磷析出生成脆性的磷化物Fe3P，造成冷脆性，即在低温使用条件下使钢的韧性和塑性显著降低。因此磷含量不宜过高，但适当提高P含量产生重要的硬化效果并且能提高捆带在大气中的抗腐蚀性能。本发明捆带中合适的磷含量为0.10-0.20％。 

(5)硫(S) 

硫通过形成脆的硫化物FeS对钢的质量产生最有害的影响。硫化物容易造成钢在热加工中破裂，因此本发明捆带中S含量越低越好，其含量控制在≤0.015％的范围。 

(6)铝(Al) 

铝是优良的脱氧剂，能与氮或氧生成有效的细小弥散物而抑制晶粒长大使得捆带韧性增加。并且，铝借助钢表面生成一层强的氧化铝使捆带能够耐腐蚀。因此，捆带中铝的含量范围控制在0.01-0.20％之间。 

本发明采用了高Si、高P的成分设计；加Al脱氧、细化晶粒；Si与Mn结合提高强度；P产生重要的硬化效果提高强度并增加其耐蚀性的设计，通过热轧、冷轧、发蓝退火工艺生产抗拉强度达到980MPa的经济性高强度捆带钢。由于将P不再作为杂质尽可能的控制，而是将其作为重要组分发挥其作用，因此工艺控制更为简单(本领域技术人员都知道控制P的含量越低，其控制工艺难度越高，)其中铁水炼钢工艺中进行铁水在预处理时应保证入炉铁水S含量≤0.005％是为了保证钢水杂质更少，钢质更加纯净；进行炉外精炼时，在RH真空炉内的真空处理时间不少于15分钟的目的为了使钢中的氢和氧脱除更加充分，将氮气含量降至较低范围，并去除非金属夹杂物，改善钢水纯净度；送入钢包炉后，在钢包炉中喂入CaSi线的量为700-800克/每吨铁水，喂线速度250～300m/min，控制CaSi线的喂线量及速度是为了保证钢水成品的Ca含量达到一定范围，过高会导致Ca收得率降低，过低会延长喂线时间导致钢水温度降低过多。 

通过全新的成分设计配合铁水炼钢、热轧、冷轧、发蓝退火工艺，能够生产出具有抗拉强度达到980MPa且冲击韧性和强度好的经济性高强度捆带钢，其方法具有成本低、环境污染小、性能好且工艺简便易行，生产效率高的优点。 

具体实施方式

实施例1： 

按照本发明钢成分要求，化学成分如表1中的实施例1。铁水炼钢：在250吨氧气顶底复吹转炉上冶炼，然后经RH真空处理15分钟，并经LHF钢包炉喂Ca-Si线，对夹杂物进行变性处理，在钢包炉中喂入CaSi线的量为700克/每吨铁水，喂线速度300m/min；热轧：轧钢过程钢坯再加热温度1250℃，终轧温度800℃，卷取温度550℃，冷却速度15℃/s；冷轧：累计压下率90％；发蓝退火：高温发蓝炉发蓝退火温度550℃，铅浴炉温度500℃，带速5.5m/min，制得成品捆 带机械性能如表3中捆带1。生产热轧钢带的厚度为3.0mm，机械性能如表2中捆带1。 

实施例2： 

按照本发明钢成分要求，化学成分如表1中的实施例2。铁水炼钢：在250吨氧气顶底复吹转炉上冶炼本发明的钢，经RH真空处理25分钟，并经LHF钢包炉喂Ca-Si线，对夹杂物进行变性处理，在钢包炉中喂入CaSi线的量为800克/每吨铁水，喂线速度250m/min；热轧：轧钢过程钢坯再加热温度1200℃，终轧温度950℃，卷取温度800℃，冷却速度30℃/s；冷轧累计压下率80％；高温发蓝炉发蓝退火温度500℃，铅浴炉温度460℃，带速5m/min，制得成品捆带机械性能如表3中捆带2生产热轧钢带的厚度为3.0mm，机械性能如表2中捆带2。 

实施例3： 

按照本发明钢成分要求，化学成分如表1中的实施例3。铁水炼钢：在250吨氧气顶底复吹转炉上冶炼本发明的钢，经RH真空处理30分钟，并经LHF钢包炉喂Ca-Si线，对夹杂物进行变性处理，在钢包炉中喂入CaSi线的量为750克/每吨铁水，喂线速度270m/min；热轧：轧钢过程钢坯再加热温度1300℃，终轧温度750℃，卷取温度450℃，冷却速度5℃/s；冷轧累计压下率40％；高温发蓝炉发蓝退火温度450℃，铅浴炉温度550℃，带速5m/min，制得成品捆带机械性能如表3中捆带3生产热轧钢带的厚度为3.0mm，机械性能如表3中捆带3。 

实施例4： 

按照本发明钢成分要求，化学成分如表1中的实施例4。铁水炼 钢：在250吨氧气顶底复吹转炉上冶炼本发明的钢，经RH真空处理25分钟，并经LHF钢包炉喂Ca-Si线，对夹杂物进行变性处理，在钢包炉中喂入CaSi线的量为720克/每吨铁水，喂线速度280m/min；热轧：轧钢过程钢坯再加热温度1270℃，终轧温度900℃，卷取温度700℃，冷却速度10℃/s；冷轧累计压下率50％；高温发蓝炉发蓝退火温度530℃，铅浴炉温度480℃，带速7m/min，制得成品捆带机械性能如表3中捆带4生产热轧钢带的厚度为3.0mm，机械性能如表2中捆带4。 

实施例5： 

按照本发明钢成分要求，化学成分如表1中的实施例5。铁水炼钢：在250吨氧气顶底复吹转炉上冶炼本发明的钢，经RH真空处理25分钟，并经LHF钢包炉喂Ca-Si线，对夹杂物进行变性处理，在钢包炉中喂入CaSi线的量为790克/每吨铁水，喂线速度290m/min；热轧：轧钢过程钢坯再加热温度1230℃，终轧温度780℃，卷取温度750℃，冷却速度20℃/s；冷轧累计压下率60％；高温发蓝炉发蓝退火温度580℃，铅浴炉温度530℃，带速6m/min，制得成品捆带机械性能如表3中捆带5生产热轧钢带的厚度为3.0mm，机械性能如表2中捆带5。 

实施例6： 

化学成分如表1中的实施例6。方法同实施例1，制得成品捆带机械性能如表3中捆带6生产热轧钢带的厚度为3.0mm，机械性能如表2中捆带6。 

实施例7： 

化学成分如表1中的实施例7。方法同实施例2，制得成品捆带机械性能如表3中捆带7生产热轧钢带的厚度为3.0mm，机械性能如 表2中捆带7。 

表1为实施例1～7中980MPa级高强度捆带钢的熔炼化学成分(Wt％)，其余为不可避免的杂质。 

实施例	C	Si	Mn	P	S	Als
							实施1	0.05	1.40	1.90	0.11	0.010	0.05
实施2	0.20	0.60	0.80	0.16	0.008	0.15
							实施3	0.03	2.00	2.20	0.13	0.013	0.10
实施4	0.25	0.50	0.50	0.10	0.006	0.20
							实施5	0.13	0.12	1.50	0.19	0.009	0.17
实施6	0.17	0.90	1.10	0.14	0.015	0.13
							实施7	0.08	1.70	2.50	0.12	0.004	0.07

表2980MPa级高强度捆带钢的机械性能 

表3 

980MPa级高强度捆带的机械性能 

Claims (4)

1.一种高强度捆带的制造方法，其特征在于，钢化学元素重量百分比组分为：C 0.03-0.25％、Si 0.50-2.00％、Mn 0.50-2.50％、P0.10-0.20％、S 0-0.015％、Als：0.01-0.20％，其它为Fe及不可避免的杂质；经过铁水炼钢、热轧、冷轧、发蓝退火得到高强度捆带，其中发蓝退火工艺中控制退火温度450-600℃，铅浴炉温度400-550℃，带速5-7m/min。

2.如权利要求1所述的高强度捆带的制造方法，其特征在于，所述铁水炼钢工艺中进行炉外精炼时，在RH真空炉内的真空处理时间不少于15分钟，送入钢包炉后，在钢包炉中喂入CaSi线的量为700-800克/每吨铁水，喂线速度250～300m/min。

3.如权利要求1或2所述的高强度捆带的制造方法，其特征在于，所述热轧工艺中，板坯再加热温度为1200-1300℃，终轧温度750-950℃，卷取温度450-800℃，冷却速度5-30℃/s，冷轧工艺中累计压下率为40-90％。

4.一种高强度捆带，其特征在于，由权利要求1-3任一项方法制得。