CN103045833A - 一种钢板和镀锌钢板及其制备方法 - Google Patents

一种钢板和镀锌钢板及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种制备钢板的方法，该方法包括：将钢坯依次进行加热、粗轧、热卷、精轧、冷却、卷取、冷轧和退火；所述精轧的终轧温度为900-950℃，所述卷取的温度为550-650℃；所述冷却包括第一段冷却和第二段冷却，所述第一段冷却以40-50℃/s的冷却速度进行，以将温度从所述精轧的终轧温度降至750-800℃；所述第二段冷却以10-20℃/s的冷却速度进行，以将温度从750-800℃降至所述卷取的温度。本发明还提供了根据上述方法制备的钢板。本发明还提供了一种镀锌钢板。本发明得到的镀锌钢板具有更高的强度和可加工性。

Description

一种钢板和镀锌钢板及其制备方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶金领域，具体地，涉及一种制备钢板的方法，该方法制备得到的钢板和一种镀锌钢板。
背景技术
镀锌钢板是国内外钢铁冶金企业的主导品种之一，是重要的建筑用镀层产品和结构用彩涂板的主要原料。镀锌钢板要求具有较高的强度和可加工性，以适用于所需要的场合。
CN102119235A公开了一种高强度镀锌钢板，其含有C：0.0005-0.0040％、Si：0.1-1.0％、Mn：1.0-2.5％、P：0.01-0.20％、S≤0.015％、Al：0.01-0.10％、N：0.005-0.0070％、Ti：0.010-0.080％、B：0.005-0.0020％、Cu：0.05-0.50％、Ni：0.03-0.50％，其余由Fe和不可避免的杂质构成；其制备方法为：将具有上述化学组成的钢坯加热到1100℃以上进行粗轧，并随后进行精轧，精轧的终轧温度为950℃以下，并且在550-680℃下进行卷取，酸洗后进行冷轧，之后在700-850℃退火30秒以上，然后实施热镀锌。
但是，实验证明，上述镀锌钢板的强度和可加工性仍然不高。
发明内容
本发明的目的是现有的镀锌钢板的强度和可加工性不高，提供一种强度和可加工性更高的钢板和镀锌钢板及其制备方法。
本发明提供了一种制备钢板的方法，该方法包括：将钢坯依次进行加热、粗轧、热卷、精轧、冷却、卷取、冷轧和退火；所述精轧的终轧温度为900-950℃，所述卷取的温度为550-650℃；所述冷却包括第一段冷却和第二段冷却，所述第一段冷却以40-50℃/s的冷却速度进行，以将温度从所述精轧的终轧温度降至750-800℃；所述第二段冷却以10-20℃/s的冷却速度进行，以将温度从750-800℃降至所述卷取的温度。
本发明还提供了根据上述制备钢板的方法制备的钢板。
本发明还提供了一种镀锌钢板，该镀锌钢板包括如上所述的钢板和附着在如上所述的钢板上的锌镀层。
通过上述技术方案，按照国家标准中规定的方法测定，本发明得到的镀锌钢板的力学性能达到ReL≥180MPa，Rm≥350MPa，A80mm≥33.0％，
Figure BDA0000097782430000021
的要求，因而具有更高的强度和可加工性。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是实施例1得到的钢板的金相组织的显微照片。
图2是实施例2得到的钢板的金相组织的显微照片。
图3是实施例3得到的钢板的金相组织的显微照片。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种制备钢板的方法，该方法包括：将钢坯依次进行加热、粗轧、热卷、精轧、冷却、卷取、冷轧和退火；所述精轧的终轧温度为900-950℃，所述卷取的温度为550-650℃；所述冷却包括第一段冷却和第二段冷却，所述第一段冷却以40-50℃/s的冷却速度进行，以将温度从所述精轧的终轧温度降至750-800℃；所述第二段冷却以10-20℃/s的冷却速度进行，以将温度从750-800℃降至所述卷取的温度。
根据本发明的制备钢板的方法，其中，所述钢坯中各种合金元素以及杂质的含量可以按照常规的无间隙原子钢(IF钢)的标准进行控制，例如，碳的含量不大于0.006重量％，锰的含量为0.15-2.5重量％，磷的含量不大于0.20重量％，铝的含量为0.010-0.10重量％，钛的含量为0.003-0.080重量％，铌的含量为0.010-0.070重量％，铁和杂质的含量为余量。其中，所述钢坯中各种合金元素以及杂质的含量是指按照国家标准测得的数值。此外，达到所需的各种合金元素以及杂质的含量范围的方式可以通过本领域常规的冶炼钢水和浇注钢坯所用的原材料、设备和操作实现，本发明没有特别的要求，例如可以经过转炉冶炼、LF炉Ca处理和RH脱碳制备钢水，而后浇注得到钢坯。
其中，为了进一步提高所述制备钢板的方法得到的钢板的强度和可加工性，优选使用具有以下合金元素和杂质的含量范围的钢坯：所述钢坯中，以所述钢坯的总重量为基准，碳的含量不大于0.006重量％，锰的含量为0.15-0.50重量％，磷的含量为0.010-0.070重量％，铝的含量为0.010-0.080重量％，钛的含量为0.003-0.050重量％，铌的含量为0.010-0.070重量％，铁和杂质的含量为余量。
其中，所述杂质是指期望在所述钢坯中含量尽可能少的元素。由于去除杂质的难度大和成本高的原因，典型地，所述钢坯中，所述杂质的总含量不高于0.1重量％。
其中，所述杂质可以包括硅、硫和氮中的至少一种。为了进一步提高所述制备钢板的方法得到的钢板的强度和可加工性，优选地，硅的含量不高于0.05重量％。硫的含量不高于0.015重量％。氮的含量不高于0.005重量％。
其中，所述钢坯的形状可以为常规的形状，所述钢坯的厚度可以为190-210mm。
根据本发明的制备钢板的方法，其中，着重强调的是所述精轧的终轧温度和所述冷却的降温速度的控制。在所述精轧的终轧温度为900-950℃，所述卷取的温度为550-650℃；所述冷却包括第一段冷却和第二段冷却，所述第一段冷却以40-50℃/s的冷却速度进行，以将温度从所述精轧的终轧温度降至750-800℃；所述第二段冷却以10-20℃/s的冷却速度进行，以将温度从750-800℃降至所述卷取的温度的条件下，可得到具有优良的强度和可加工性的钢板。所述的加热、粗轧、热卷、精轧、冷却、卷取、冷轧和退火均可以通过本领域常规的用于轧钢的设备和操作进行实施，本发明没有特别的要求，在此不再赘述。
根据本发明的制备钢板的方法，其中，所述加热的方法没有特别的要求，只要能使待加工的钢坯的温度升高至所述粗轧的起始温度即可，为了进一步提高所述制备钢板的方法得到的钢板的强度和可加工性，优选情况下，所述加热使得待加工的钢坯的温度升高至所述粗轧的起始温度，并在粗轧的起始温度下维持160-200分钟，以便使得加热后的钢坯进入随后的所述粗轧的阶段。
根据本发明的制备钢板的方法，其中，所述粗轧的起始温度和终轧温度没有特别的要求，优选情况下，所述粗轧的起始温度为1150-1200℃，所述粗轧的终轧温度为1050-1100℃。所述粗轧得到的中间板坯的厚度可以为30-36mm。所述粗轧可以通过常规的粗轧装置和操作进行，以便使得所述粗轧得到的中间板坯进入随后的所述粗轧的阶段。
根据本发明的制备钢板的方法，其中，所述粗轧得到的中间板坯可以通过所述热卷卷为钢卷，以备进行随后的所述精轧。所述热卷的温度为1020-1070℃。所述热卷可以通过常规的热卷装置和操作进行，例如通过无芯移送热卷箱进行热卷，以便使所述热卷得到的中间板坯卷进入随后的所述精轧的阶段。
根据本发明的制备钢板的方法，其中，为了进一步提高所述制备钢板的方法得到的钢板的强度和可加工性，优选情况下，所述精轧的起始温度为990-1010℃。所述精轧的终轧温度进一步优选为930-945℃。所述精轧得到的带钢的厚度可以为3.5-4.0mm。所述精轧得到的带钢即可进入随后的所述冷却的阶段。
根据本发明的制备钢板的方法，其中，所述冷却包括第一段冷却和第二段冷却，所述第一段冷却以40-50℃/s的冷却速度进行，以将温度从所述精轧的终轧温度降至750-800℃；所述第二段冷却以10-20℃/s的冷却速度进行，以将温度从750-800℃降至所述卷取的温度。所述卷取的温度为550-650℃。所述卷取可以通过常规的卷取装置和操作进行，以便使卷取得到的钢卷进入所述冷轧的阶段。卷取得到的钢卷可以自然冷却至室温。
根据本发明的制备钢板的方法，其中，所述冷轧的条件没有特别的要求，可以为本领域常规的选择，为了进一步提高所述制备钢板的方法得到的钢板的强度和可加工性，优选情况下，所述冷轧的温度为室温。进一步优选所述冷轧的压下率为60-80％。所述冷轧得到的冷轧板的厚度可以为1.0-1.2mm。所述冷轧可以通过常规的冷轧机组和操作实现，以便冷轧后得到的冷轧板进入随后的所述退火阶段。
其中，优选情况下，本发明的制备钢板的方法还包括冷轧后得到的冷轧板在进入随后的所述退火阶段之前，对所述冷轧板进行拉矫。所述拉矫的延伸率可以为0.2-0.6％。
根据本发明的制备钢板的方法，其中，所述退火的条件没有特别的要求，可以为常规的选择，为了进一步提高所述制备钢板的方法得到的钢板的强度和可加工性，优选情况下，所述退火的温度为815-855℃，时间为30-60s。升温至所述退火的温度的起始温度可以为20-25℃，升温的速率可以为80-120℃/s。从所述退火的温度降低至热镀的温度的降温速率可以为100-150℃/s。所述退火可以通过常规的退火机组和操作实现。从所述退火的温度降低至热镀的温度的钢板即为根据如上所述的制备钢板的方法制备的钢板。
本发明还提供了根据如上所述的制备钢板的方法制备的钢板。所述钢板可以进行电镀，也可以进行热镀，以制备具有镀层的钢板。从所述退火的温度降低至热镀的温度，以进行热镀。
根据本发明提供的钢板，其中，该钢板的金相组织为铁素体单相组织，铁素体晶粒度为10.0-11.0级。其中，铁素体晶粒度是指按照国家标准GB/T4335标准中规定的方法进行测量得到的数值。
本发明还提供了一种镀锌钢板，该镀锌钢板包括如上所述的钢板和附着在如上所述的钢板上的镀锌层。
其中，所述镀锌层可以通过常规的电镀或热镀的方法得到。
其中，所述镀锌钢板中，每平方米的所述镀锌层的重量可以为75-85g。
其中，所述热镀的方法包括将如上所述的钢板在热镀条件下浸没于镀锌液中。
其中，所述热镀条件可以包括：温度可以为450-470℃，时间可以为3-6秒。所述热镀可以通过常规的热镀设备和操作进行。
其中，优选情况下，所述镀锌液含有锌、铝和硅，且相对于100重量份的锌，铝的含量为0.2-0.3重量份，硅的含量为1.2-1.7重量份。
其中，优选情况下，所述镀锌钢板的制备方法还包括：在浸没过镀锌液的钢板上形成表面涂层。所述形成表面涂层的方法可以为常规的镀锌钢板附着涂层的方法，例如在浸没过镀锌液的钢板上涂敷一层涂料，然后进行固化。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
将碳的含量0.004重量％，锰的含量为0.40重量％，磷的含量为0.050重量％，铝的含量为0.045重量％，钛的含量为0.040重量％，铌的含量为0.042重量％，铁和杂质的含量为余量(杂质的含量不大于0.1重量％，其中硅的含量为0.01重量％，硫的含量为0.010重量％，氮的含量为0.0025重量％)的钢坯(厚度为200mm)，在加热炉内加热至1197℃，并在1197℃下维持180分钟，加热后的钢坯进入粗轧机组，粗轧的终轧温度为1060℃，经过粗轧后的中间板坯的厚度为33mm，随后进入无芯移送热卷箱进行热卷，热卷的温度为1020℃，然后将热卷得到的中间板坯进行精轧，精轧的起始温度为1000℃，精轧的终轧温度为945℃。精轧得到的带钢的厚度为3.5mm，然后以40-50℃/s的冷却速度进行第一段冷却，以将温度从945℃降至770℃，然后以10-20℃/s的冷却速度进行第二段冷却，以将温度从770℃降至645℃，然后在645℃下卷取，得到钢卷。将该钢卷自然冷却至室温然后在室温下开卷进行冷轧，冷轧的压下率为75％，得到冷轧板。将所述冷轧板以0.38％的延伸率进行拉矫。将拉矫后的冷轧板以88℃/s的速度加热至退火温度(835℃)，并在退火温度下维持55s，然后以105℃/s的速度降温至热镀的温度(464℃)，即得到钢板。
实施例2
将碳的含量0.005重量％，锰的含量为0.43重量％，磷的含量为0.054重量％，铝的含量为0.049重量％，钛的含量为0.044重量％，铌的含量为0.047重量％，铁和杂质的含量为余量(杂质的含量不大于0.1重量％，其中硅的含量为0.01重量％，硫的含量为0.010重量％，氮的含量为0.0020重量％)的钢坯(厚度为209mm)，在加热炉内加热至1186℃，并在1186℃下维持200分钟，加热后的钢坯进入粗轧机组，粗轧的终轧温度为1085℃，经过粗轧后的中间板坯的厚度为30mm，随后进入无芯移送热卷箱进行热卷，热卷的温度为1055℃，然后将热卷得到的中间板坯进行精轧，精轧的起始温度为994℃，精轧终轧温度为930℃。精轧得到的带钢的厚度为3.5mm，然后以40-50℃/s的冷却速度进行第一段冷却，以将温度从930℃降至740℃，然后以10-20℃/s的冷却速度进行第二段冷却，以将温度从740℃降至550℃，然后在550℃下卷取，得到钢卷。将该钢卷自然冷却至室温，然后在室温下开卷进行冷轧，冷轧的压下率为68％，得到冷轧板。将所述冷轧板以0.35％的延伸率进行拉矫。将拉矫后的冷轧板以100℃/s的速度加热至退火温度(840℃)，并在退火温度下维持40s，然后以110℃/s的速度降温至热镀的温度(460℃)，即得到钢板。
实施例3
将碳的含量0.003重量％，锰的含量为0.37重量％，磷的含量为0.45重量％，铝的含量为0.049重量％，钛的含量为0.038重量％，铌的含量为0.039重量％，铁和杂质的含量为余量(杂质的含量不大于0.1重量％，其中硅的含量为0.01重量％，硫的含量为0.010重量％，氮的含量为0.027重量％)的钢坯(厚度为195mm)，在加热炉内加热至1189℃，并在1189℃下维持165分钟，加热后的钢坯进入粗轧机组，粗轧的终轧温度为1100℃，经过粗轧后的中间板坯的厚度为36mm，随后进入无芯移送热卷箱进行热卷，热卷的温度为1065℃，然后将热卷得到的中间板坯进行精轧，精轧的起始温度为1008℃，精轧终轧温度为940℃。精轧得到的带钢的厚度为3.5mm，然后以40-50℃/s的冷却速度进行第一段冷却，以将温度从940℃降至750℃，然后以10-20℃/s的冷却速度进行第二段冷却，以将温度从750℃降至600℃，然后在600℃下卷取，得到钢卷。将该钢卷自然冷却至室温，然后在室温下开卷进行冷轧，冷轧的压下率为72％，得到冷轧板。将所述冷轧板以0.38％的延伸率进行拉矫。将拉矫后的冷轧板以115℃/s的速度加热至退火温度(848℃)，并在退火温度下维持35s，然后以120℃/s的速度降温至热镀的温度(452℃)，即得到钢板。
实施例4
按照实施例1的方法制备钢板，不同的是，精轧的终轧温度为900℃，然后以40-50℃/s的冷却速度进行第一段冷却，以将温度从900℃降至770℃。
实施例5
按照实施例1的方法制备钢板，不同的是，所述退火的温度为815℃，时间为30s。
对比例1
按照实施例1的方法制备钢板，不同的是，所述精轧的终轧温度为850℃，然后以40-50℃/s的冷却速度进行第一段冷却，以将温度从850℃降至770℃。
对比例2
按照实施例1的方法制备钢板，不同的是，所述第一段冷却的速度为10-20℃/s。
对比例3
按照实施例1的方法制备钢板，不同的是，所述第二段冷却的速度为40-50℃。
测试实施例1
分别观察或测量实施例1-5和对比例1-3得到的钢板的金相组织和铁素体晶粒度。
按照国家标准GB/T 228-2002《金属材料室温拉伸试验方法》测定实施例1-5和对比例1-3得到的钢板的下屈服强度(ReL)、抗拉强度(Rm)和断后伸长率(A80mm)，其中，取样的方向为与轧制方向呈45°的方向，取样的位置为钢卷中间。
按照国家标准GB/T 5027-2007《金属材料薄板和薄带塑性应变比(r值)试验方法》规定的方法手动测量实施例1-5和对比例1-3得到的钢板的薄带塑性应变比(rx/y值，其中，x为0、45和90，y为10)，并计算rx/y值的加权平均值(
Figure BDA0000097782430000101
值)(按照公式(3)进行计算)。
按照国家标准GB/T 5028-2008《金属材料薄板和薄带拉伸应变硬化指数(n值)的测定》规定的方法测量实施例1-5和对比例1-3得到的钢板的拉伸应变硬化指数(n值，其中，均匀应变范围为8-12％，采用的计算方法为公式(4))。
如上测得的金相组织、铁素体晶粒度、下屈服强度(ReL)、抗拉强度(Rm)、断后伸长率(A80mm)、塑性应变比的加权平均值(
Figure BDA0000097782430000102
值)和拉伸应变硬化指数(n值)列于表1中，其中实施例1-3得到的钢板的金相组织还分别在图1-3中示出。
表1
Figure BDA0000097782430000103
Figure BDA0000097782430000111
制备实施例1
分别将实施例1-和对比例1-3得到的钢板的温度稳定在热镀温度(465℃)下，并在该热镀温度下浸没于镀锌液(将100重量份的锌、0.25重量份的铝和1.5重量份的硅的混合熔融均匀后得到)中，并在镀锌液中维持5s(即在钢板在镀锌液中浸没的长度为6.25米的情况下，钢板的运动速率为75米/分钟)。将浸没过镀锌液的钢板冷却到室温，即得到镀锌钢板。通过浸没前后钢板的增重量，得知所述镀锌钢板上每平方米的所述镀层的重量为80g。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种制备钢板的方法，该方法包括：将钢坯依次进行加热、粗轧、热卷、精轧、冷却、卷取、冷轧和退火；
所述精轧的终轧温度为900-950℃，所述卷取的温度为550-650℃；
所述冷却包括第一段冷却和第二段冷却，所述第一段冷却以40-50℃/s的冷却速度进行，以将温度从所述精轧的终轧温度降至750-800℃；所述第二段冷却以10-20℃/s的冷却速度进行，以将温度从750-800℃降至所述卷取的温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述钢坯中，以所述钢坯的总重量为基准，碳的含量不大于0.006重量％，锰的含量为0.15-0.50重量％，磷的含量为0.010-0.070重量％，铝的含量为0.010-0.080重量％，钛的含量为0.003-0.050重量％，铌的含量为0.010-0.070重量％，铁和杂质的含量为余量；所述杂质包括硅、硫和氮中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述粗轧的起始温度为1150-1200℃。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述精轧的起始温度为990-1010℃。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述冷轧的压下率为60-80％。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述退火的温度为815-855℃，时间为30-60s。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法制备的钢板。
8.根据权利要求7所述的钢板，其中，该钢板的金相组织为铁素体单相组织，铁素体晶粒度为10.0-11.0级。
9.一种镀锌钢板，该镀锌钢板包括权利要求7或8所述的钢板和附着在该钢板上的锌镀层。
10.根据权利要求9所述的镀锌钢板，其中，每平方米所述钢板上所述镀层的重量为75-85g。
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