CN102676918A - 一种热浸镀锌锅用热轧钢板及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热浸镀锌锅用热轧钢板及其生产方法，其化学成分为：C0.05-0.10%、Si≤0.03%、Mn0.4-0.7%、P≤0.015%、S≤0.010%、Als≥0.015%。转炉采用低硅合金化，降低挂罐温度，进行炉后扒渣。LF炉采用铝线调铝，顶渣轻处理，并采用系统保护浇注。轧制过程采用再结晶控轧，控制出炉温度和加热时间；采用奥氏体完全再结晶区轧制，至少两道次变形率不低于30%；轧后进行堆垛缓冷保温自回火。本发明可获得平整均匀的板形，钢板具有良好的内在质量和力学性能，采用本发明钢板制作的热浸镀锌锅的使用寿命可达到4年以上。

Description

一种热浸镀锌锅用热轧钢板及其生产方法

技术领域

本发明属于钢的冶炼轧制工艺领域，尤其涉及一种热浸镀锌锅用热轧钢板及其生产方法。

背景技术

在钢板表面进行镀锌是提高钢板使用寿命的一种重要途径。目前，获得镀锌涂层的方法主要有：热浸镀锌、电镀锌、渗镀锌以及机械镀锌等多种不同的方法。特别是近年来，由于热浸镀锌生产成本低、污染轻，再加上表面质量的提高和易于连续生产，因此近二十年来，热浸镀锌在我国得到了迅速发展。

热浸镀锌是目前世界上钢铁防腐方法中最基本、应用最广泛的方法之一。热浸镀锌工艺的核心环节是锌的加热问题，采用铁制锌锅进行加热是目前热镀锌工业中的三种加热方式之一。铁制锌锅热镀锌是通过将热源放置在锌锅底部或外侧加热，通过锌锅的热传导将热量传给锌液。这种加热方式可使用燃煤或燃气，传统钢板焊接的锌锅材料大多采用08F钢板制造而成。铁制锌锅的成本低，制造工艺简单，升温快，维修方便，因此得到了广泛的应用。

然而，生产实践发现，由于锌液对铁锅的腐蚀极为严重，不仅非正常锌耗而且致使锌锅服役时间短，一般只有2.5年左右；同时锌锅内部温度不均匀，直接受到加热的部位远高于锌液的工作温度，因而导致这一部位的腐蚀加剧，并产生更多的锌渣，直接影响了镀锌工件的表面质量。

发明内容

本发明旨在提供一种成分合理，工艺简单，便于操作，成本较低，且具有良好的板形和使用性能，可提高热浸镀锌锅使用寿命的热轧钢板及其生产方法。

研究发现，热镀锌过程中，钢中C量升高会令Fe-Zn反应剧烈，而使Fe-Zn合金的生长速率增大，当C作为珠光体的一部分，珠光体钢却使Fe-Zn反应增加，因此为保证钢板的焊接性能，C含量以不超过0.1%为宜。

在正常镀锌温度（450℃）下，当钢中Si含量低于0.03%时，随着Si含量的增大，Fe-Zn反应活性虽然增加，但仍可获得正常组织，当Si含量增至0.06-0.10%范围或大于0.3%时，Fe-Zn反应活性将急剧增大，出现活性峰值，处于该范围的钢热镀锌时，Fe-Zn合金t相层异常生长，出现灰暗粘附性差的超厚镀层，因此应控制Si含量在0.03%以下。

P对Fe-Zn反应的影响与Si类似，微量的P能促进t相层异常生长，同时抑制占相生长，使相晶粒粗大。当P在基体表面或生长的Fe-Zn合金层中偏析，会造成t相的迸发形成；当钢中Si含量小于0.05%，尚未处于Sandelin峰，在正常镀锌温度450℃下，当钢中Si含量低于0.03%时，随着Si含量的增大，Fe-Zn反应活性虽然增加但仍可获得正常组织；当Si含量增加至0.06-0.1%范围以及大于0.3%时，Fe-Zn反应活性急剧增大，出现活性峰值，这种现象称为Sandelin效应，处于该Si含量范围的钢通常称为活性钢，若此时钢中P含量小于0.03%，也会产生超厚镀层。Si与P的复合作用，在460℃下产生正常热镀锌层的临界条件是：若Si含量小于0.04%时，则Si+2.5P应小于0.09%；钢中S含量达到0.091%，对Fe-Zn反应及镀层连续性仍无明显影响，一般控制在P≤0.016%、S≤0.010%。

由于钢制镀锌锅钢板较厚，为保证焊接质量，并具备一定强度，因而Mn含量控制在0.4-0.7%即可。

基于上述考虑，本发明所采取的技术解决方案为：

一种热浸镀锌锅用热轧钢板，其特征在于，其化学成分Wt%含量为：

C 0.05-0.10%、Si≤0.03%、Mn0.4-0.7%、P≤0.015%、S≤0.010%、Als≥0.015%，余为Fe及微量杂质。

一种上述热浸镀锌锅用热轧钢板的生产方法，其特征在于，具体工艺步骤及方法为：

（1）、冶炼工艺：

采取铁水脱硫扒渣—转炉冶炼—炉后扒渣—LF精炼—板坯浇注的工艺路线；

转炉使用含铝、钡脱氧剂，采用低硅合金进行合金化；降低挂罐温度5-10℃，选用较新出钢口，减少转炉下渣；炉后进行钢水扒渣；

LF炉使用含铝、钡脱氧剂，减少萤石和电石加入量，采用铝线调铝，对顶渣进行弱脱氧处理；

钢水罐采用清洁周转罐，且不得使用高硅钢用后的周转罐；

浇注时钢水罐使用长水口通氩气保护，中间包加入钢水覆盖剂隔绝空气，中间包采用浸入式水口并通氩气保护浇注，防止二次氧化；

（2）、轧制工艺： 

轧制过程采用再结晶控轧工艺；

钢坯出炉温度为1160-1200℃，加热时间根据钢坯厚度控制在0.8min/mm- 1.1 min/mm，保证钢坯温度均匀，钢板组织完全奥氏体化；

采用奥氏体完全再结晶区轧制，开轧温度980-1100℃，终轧温度920-960℃，至少两道次的道次变形率不低于30%；

轧后进行堆垛缓冷保温自回火，堆垛温度控制在350-500℃，保温时间8-16h。

本发明的有益效果为：

本发明化学成分简单，成分组成合理，冶炼工艺简单，便于操作，钢的成本较低，有利于市场竞争。由于采用奥氏体完全再结晶区轧制并配合自回火，从而可获得平整均匀的板形，提高表面质量合格率。轧后钢板具有良好的内在质量和力学性能，经检测，其力学性能平均指标为：下屈服强度Rel为276N/mm²，抗拉强度Rm为458N/mm²，断后伸长率A为39.5%，-20℃冲击吸收能量KV₂ 为228.5J，且焊接性能良好。经实际使用，采用本发明钢板制作的热浸镀锌锅的使用寿命可达到4年以上。

具体实施方式

实施例1：钢坯厚度230mm，轧后钢板厚度20mm。

热浸镀锌锅用热轧钢板的化学成分Wt%含量为：

C 0.06%、Si 0.013%、Mn 0.43%、P 0.011%、S 0.006%、Als 0.026%，余为Fe及微量杂质。

1、冶炼工艺：

采取铁水脱硫扒渣—转炉冶炼—炉后扒渣—LF精炼—板坯浇注的工艺路线。

转炉使用含铝、钡脱氧剂，采用低硅合金进行合金化；降低挂罐温度10℃，选用较新出钢口，减少转炉下渣；炉后进行钢水扒渣。

LF炉使用含铝、钡脱氧剂，减少萤石和电石加入量，采用铝线调铝，对顶渣进行弱脱氧处理，调整脱氧度，既清洁钢液又可防止回硅。

钢水罐采用清洁周转罐，且不得使用高硅钢用后的周转罐。

浇注时钢水罐使用长水口通氩气保护，中间包加入钢水覆盖剂隔绝空气，中间包采用浸入式水口并通氩气保护浇注，防止二次氧化。

2、轧制工艺：

轧制过程采用再结晶控轧工艺；

钢坯出炉温度为1182℃，加热时间根据钢坯厚度控制在230min，保证钢坯温度均匀，钢板组织完全奥氏体化。

采用奥氏体完全再结晶区轧制，开轧温度1049℃，终轧温度935℃，两道次大变形率，第一大道次变形率34%；第二大道次变形率31%，使形变在厚度方向充分渗透至中心部分，以使奥氏体再结晶充分进行，达到晶粒尺寸均匀，铁素体晶粒变得更均匀，力学性能更好。

轧后进行堆垛缓冷保温自回火，堆垛温度控制在382℃，保温时间10h，以降低钢板中的残余应力，均匀组织和性能。

成品钢板检测结果，其Rel为296N/mm²，Rm为468N/mm²，A为41.5%， -20℃的KV₂ 为247J。

实施例2：钢坯厚度230mm，轧后钢板厚度40mm。

热浸镀锌锅用热轧钢板的化学成分Wt%含量为：

C 0.08%、Si0.023%、Mn0.6%、P 0.01%、S0.003%、Als0.042%，余为Fe及微量杂质。

1、冶炼工艺：

采取铁水脱硫扒渣—转炉冶炼—炉后扒渣—LF精炼—板坯浇注的工艺路线。

转炉使用含铝、钡脱氧剂，采用低硅合金进行合金化；降低挂罐温度8℃，选用较新出钢口，减少转炉下渣；炉后进行钢水扒渣。

LF炉使用含铝、钡脱氧剂，减少萤石和电石加入量，采用铝线调铝，对顶渣进行弱脱氧处理，调整脱氧度，既清洁钢液又可防止回硅。

钢水罐采用清洁周转罐，且不得使用高硅钢用后的周转罐。

浇注时钢水罐使用长水口通氩气保护，中间包加入钢水覆盖剂隔绝空气，中间包采用浸入式水口并通氩气保护浇注，防止二次氧化。

2、轧制工艺：

轧制过程采用再结晶控轧工艺；

钢坯出炉温度为1160℃，加热时间根据钢坯厚度控制在225min，保证钢坯温度均匀，钢板组织完全奥氏体化。

采用奥氏体完全再结晶区轧制，开轧温度1028℃，终轧温度942℃，采用两道次大变形率，第一大道次变形率35%；第二大道次变形率31%，使形变在厚度方向充分渗透至中心部分，以使奥氏体再结晶充分进行，达到晶粒尺寸均匀，铁素体晶粒变得更均匀，力学性能更好。

轧后进行堆垛缓冷保温自回火，堆垛温度控制在405℃，保温时间12h，以降低钢板中的残余应力，均匀组织和性能。

成品钢板检测结果，其Rel为278N/mm²，Rm为442 N/mm²，A为40.5%， -20℃的KV₂ 为228J。

实施例3：钢坯厚度300mm，轧后钢板厚度60mm。

热浸镀锌锅用热轧钢板的化学成分Wt%含量为：

C 0.10%、Si0.017%、Mn0.68%、P0.014%、S0.004%、Als0.031%，余为Fe及微量杂质。

1、冶炼工艺：

采取铁水脱硫扒渣—转炉冶炼—炉后扒渣—LF精炼—板坯浇注的工艺路线。

转炉使用含铝、钡脱氧剂，采用低硅合金进行合金化；降低挂罐温度6℃，选用较新出钢口，减少转炉下渣；炉后进行钢水扒渣。

LF炉使用含铝、钡脱氧剂，减少萤石和电石加入量，采用铝线调铝，对顶渣进行弱脱氧处理，调整脱氧度，既清洁钢液又可防止回硅。

钢水罐采用清洁周转罐，且不得使用高硅钢用后的周转罐。

浇注时钢水罐使用长水口通氩气保护，中间包加入钢水覆盖剂隔绝空气，中间包采用浸入式水口并通氩气保护浇注，防止二次氧化。

2、轧制工艺：

轧制过程采用再结晶控轧工艺；

钢坯出炉温度为1180℃，加热时间根据钢坯厚度控制在300min，保证钢坯温度均匀，钢板组织完全奥氏体化。

采用奥氏体完全再结晶区轧制，开轧温度1057℃，终轧温度937℃，采用两道次大变形率，第一大道次变形率33%；第二大道次变形率32%，使形变在厚度方向充分渗透至中心部分，以使奥氏体再结晶充分进行，达到晶粒尺寸均匀，铁素体晶粒变得更均匀，力学性能更好。

轧后进行堆垛缓冷保温自回火，堆垛温度控制在436℃，保温时间15h，以降低钢板中的残余应力，均匀组织和性能。

成品钢板检测结果，其Rel为266N/mm²，Rm为438 N/mm²，A为42.5%， -20℃的KV₂ 为212J。

Claims (2)

1.一种热浸镀锌锅用热轧钢板，其特征在于，其化学成分Wt%含量为：

C 0.05-0.10%、Si≤0.03%、Mn0.4-0.7%、P≤0.015%、S≤0.010%、Als≥0.015%，余为Fe及微量杂质。

2.一种如权利要求1所述热浸镀锌锅用热轧钢板的生产方法，其特征在于，具体工艺步骤及方法为：

（1）、冶炼工艺：

采取铁水脱硫扒渣—转炉冶炼—炉后扒渣—LF精炼—板坯浇注的工艺路线；

转炉使用含铝、钡脱氧剂，采用低硅合金进行合金化；降低挂罐温度5-10℃，减少转炉下渣；炉后进行钢水扒渣；

LF炉使用含铝、钡脱氧剂，减少萤石和电石加入量，采用铝线调铝，对顶渣进行弱脱氧处理；

钢水罐采用清洁周转罐；

浇注时钢水罐使用长水口通氩气保护，中间包加入钢水覆盖剂隔绝空气，中间包采用浸入式水口并通氩气保护浇注；

（2）、轧制工艺： 

轧制过程采用再结晶控轧工艺；

钢坯出炉温度为1160-1200℃，加热时间根据钢坯厚度控制在0.8min/mm- 1.1 min/mm，钢板组织完全奥氏体化；

采用奥氏体完全再结晶区轧制，开轧温度980-1100℃，终轧温度920-960℃，至少两道次的道次变形率不低于30%；

轧后进行堆垛缓冷保温自回火，堆垛温度控制在350-500℃，保温时间8-16h。