CN102676918B - 一种热浸镀锌锅用热轧钢板及其生产方法 - Google Patents
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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
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 (1)
1.一种热浸镀锌锅用热轧钢板的生产方法,其化学成分Wt%含量为:C0.05-0.10%、Si≤0.03%、Mn0.4-0.7%、P≤0.015%、S≤0.010%、Als≥0.015%,余为Fe及微量杂质;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-1.1min/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。
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