CN103352165A

CN103352165A - 抗拉强度≥940 MPa的冷轧卷用捆带钢及其生产方法

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Publication number: CN103352165A
Application number: CN2013102034031A
Authority: CN
Inventors: 黄菲; 陶军晖; 张兆丽; 何振华; 吴远东; 王丹
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-05-28
Filing date: 2013-05-28
Publication date: 2013-10-16
Anticipated expiration: 2033-05-28
Also published as: CN103352165B

Abstract

抗拉强度≥940MPa的冷轧卷用捆带钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.10~0.22%，Mn：0.8~1.5%，Si：0.01~0.03%，P：≤0.020%，S：≤0.020%，Als：0.020~0.070%，其余为Fe及残留元素；本发明不含Nb、Ti、V等合金元素，成本较低，能耗和污染小，操作简单，适合大批量工业生产；并遵循低碳环保的理念。其捆带产品抗拉强度不低于940MPa，延伸率不低于9%，反复弯曲次数不低于4次(R=2.5mm)，无脆断分层现象，弯曲度≤25.4mm/2.4m，镰刀弯≤2.0mm/m。

Description

抗拉强度≥940 MPa的冷轧卷用捆带钢及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种捆带钢及其生产方法，具体地属于抗拉强度≥940 MPa的冷轧卷用捆带钢及其生产方法。

背景技术

为了保证冷轧产品的安全储运，提高产品质量，降低因包装而产生的废品率，冷轧卷用捆带的质量十分关键。除了抗拉强度要求不低于940 MPa，延伸率不低于9%，反复弯曲次数不少于4次以外(R=2.5 mm)，还必须具有良好的耐腐蚀或焊接性能。

目前，国内外生产高强度捆带的原料主要是低合金钢、合金结构钢和优质碳素结构钢，生产工艺主要有冷轧强化后退火、铅浴等温淬火+回火和两相区淬火+回火三种方式。

经检索：公开号为CN101886217A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥800 MPa的中等强度捆带及其制造方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.05~0.10%，Mn：1.0~1.55%，Si：0.10~0.15%，P：≤0.050%，S：≤0.050%。采用冷轧强化退火工艺生产出抗拉强度为810~840 MPa，延伸率为7~9%的中等强度涂漆捆带，虽然工艺简单，能耗较小，产品的耐腐蚀性能较好。但是，由于抗拉强度太低，难以满足大卷重冷轧产品手动打捆包装的要求。

公开号为CN101734422A的中国专利，公开一种抗拉强度≥800 MPa的中等强度镀锌捆带的制造方法。原料钢种采用常规的Q235B，通过冷轧强化退火工艺生产出抗拉强度大于800 MPa，延伸率大于6%的中等强度镀锌捆带，虽工艺简单，产品的耐腐蚀性能较好。但是由于涉及镀锌，生产成本、能耗、以及对环境的污染都比较大。此外，由于抗拉强度太低，产品难以满足大卷重冷轧产品手动打捆包装的要求。

公开号为CN1712552A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥950 MPa的高强度捆带及其制造方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.24%，Mn：1.3%，Si：0.013%，P：≤0.012%，S：≤0.008%，Als：≥0.020%，Nb：0.015%。采用铅浴等温淬火+回火工艺生产出抗拉强度≥950 MPa，延伸率≥10%的高强度发蓝捆带。其存在的不足是：添加了合金元素Nb，并且Si、P、S的含量较低，增加了冶炼成本，同时，工艺操作复杂，能耗较大，并涉及有毒重金属元素Pb，严重污染环境，不宜大范围推广。

公开号为CN 101363078A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥1250 MPa的超高强度捆带及其制造方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.29~0.35%，Mn：1.20~1.55%，Si：0.15~0.35%，P：≤0.030%，S：≤0.030%。通过铅浴等温淬火+回火工艺生产出抗拉强度为1350~1400 MPa，延伸率为8~10%的超高强度发蓝捆带，这是目前已知的最高强度。但是，该级别捆带的市场的需求量极少，难以创造显著的经济效益。又由于Pb的存在，严重污染环境，生产工艺已被大部分发达国家明令禁止使用，不宜大范围推广。同时，该工艺操作复杂，能耗较大。另外，产品的强度太高，进入自动打捆机时很容易损伤机器。

公开号为 CN 102383031A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥980 MPa的高强度捆带及其制造方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.03~0.25%，Mn：0.50~2.50%，Si：0.50~2.00%，P：0.10~0.20%，S：≤0.015%，Als：0.01~0.20%。通过冷轧强化后退火工艺生产出抗拉强度为980~990 MPa，延伸率为12~13.5%的高强度发蓝捆带，虽工艺简单，污染较小，但由于该含Si和P较高，导致产品的韧性较差，容易发生脆断，并且严重削弱了产品的焊接性能。

公开号为CN102719730A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥950 MPa的高强度捆带及其制造方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.15~0.25%，Mn：1.5~2.2%，Si：≤0.05%，P：≤0.025%，S：≤0.02%，Als：0.01~0.08%。采用冷轧强化退火工艺生产出抗拉强度≥950 MPa，延伸率≥11%的高强度发蓝捆带，虽工艺简单，污染较小，但该钢种中Mn含量比较高，且冷轧采用10道次反复轧制，导致原料的经济性降低，生产能耗较高，对轧机和轧辊的损伤也较大。并且，该捆带主要用于捆扎大卷重热轧板卷和型钢。

公开号为CN 101781735A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥1000 MPa的超高强度捆带及其制造方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.25~0.42%，Mn：1.0~2.0%，Si：≤0.45%，P：≤0.04%，S：≤0.04%，Als：≤0.08%。通过冷轧强化后退火工艺生产出抗拉强度为1050~1200 MPa，延伸率为10~13%的超高强度发蓝捆带，虽工艺简单，污染较小。但由于产品的强度太高，原料冷轧轧制时容易损伤轧机，轧辊的损耗也较大，成本上升。同时，产品进入自动打捆机时很容易损伤机器。此外，C含量的上限值可达0.42%，不符合当前“低碳”经济的发展趋势。

公开号为CN 102409226A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥1150 MPa的超高强度捆带及其制造方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.30~0.35%，Mn：0.50~1.15%，Si：0.26~0.50%，P：≤0.025%，S：≤0.015%，Als：0.015~0.045%，Nb：0.02~0.04%。采用冷轧强化后退火工艺生产出抗拉强度为1200~1300 MPa，延伸率为8.5~10.5%的超高强度发蓝捆带，虽工艺简单，污染较小，但添加了合金元素Nb，导致原料成本上升，经济性降低。此外，由于产品的强度太高，原料冷轧轧制时容易损伤轧机，轧辊的损耗也较大，成本上升。同时，产品进入自动打捆机时很容易损伤机器。

公开号为CN 101805870A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥1100 MPa的超高强度捆带及其制造方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.25~0.35%，Mn：1.0~2.0%，Si：≤0.45%，P：≤0.04%，S：≤0.04%。通过两相区淬火+回火工艺生产出抗拉强度为1100~1200 MPa，延伸率为10~13%的超高强度发蓝捆带，由于采用水作为淬火介质，污染较小。但工艺操作复杂，能耗较大。此外，由于产品的强度太高，进入自动打捆机时很容易损伤机器。

公开号为CN 102400037A的中国专利，公开了一种抗拉强度≥1250 MPa的超高强度捆带及其制造方法。原料钢种采用如下成分设计：C：0.30~0.36%，Mn：1.40~1.70%，Si：0.10~0.25%，P：≤0.025%，S：≤0.015%，Als：0.015~0.045%，Nb：0.01~0.05%。采用两相区淬火+回火工艺抗拉强度为1280~1300 MPa，延伸率为8.5~11%的超高强度发蓝捆带，由于采用水作为淬火介质，污染较小，但添加了合金元素Nb，导致原料成本上升，经济性降低。同时，该工艺操作复杂，能耗较大。此外，由于产品的强度太高，进入自动打捆机时很容易损伤机器。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的不足，提供一种抗拉强度不低于940 MPa、延伸率不低于9%，反复弯曲次数不低于4次(R=2.5 mm)，无脆断分层现象；弯曲度≤25.4 mm/2.4 m，镰刀弯≤2.0 mm/m，生产成本相对较低、无环境污染的涂漆或点焊发蓝冷轧卷用捆带钢及其生产方法。

实现上述目的的措施：

抗拉强度≥940 MPa的冷轧卷用捆带钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.10~0.22%，Mn：0.8~1.5%，Si：0.01~0.03%，P：≤0.020%，S：≤0.020%，Als：0.020~0.070%，其余为Fe及残留元素；抗拉强度不低于940 MPa，延伸率不低于9%，反复弯曲次数不低于4次(R=2.5 mm)，无脆断分层现象；弯曲度≤25.4 mm/2.4 m，镰刀弯≤2.0 mm/m。

优选的：C: 0.11~0.13%，Si：0.01~0.019%，Mn:1.20~1.40%，Als：0.02~0.045%。

生产抗拉强度≥940 MPa的冷轧卷捆带用钢的方法，其步骤：

1)经冶炼、铸坯及热轧后，控制热轧卷的厚度在2.0~4.0 mm；

2)进行切分，根据用户要求设定分条的宽度并切分，作为涂漆带原料板或发蓝带原料板；

3)进行冷轧，采用9道次轧制，各道次的压下量分配为：2.0~4.0→2.64→2.35→1.97→1.76 →1.53→1.24→1.10→0.95→0.8 mm，总压下率控制在不低于72%。

各元素的主要作用如下：

碳：碳(C)是影响捆带力学性能的重要元素，一般来说，C含量越高，捆带的强度和硬度也越高，但脆性也随之增加，冶炼起来也不符合当前“低碳”的环保理念。同时，C含量太高将显著降低捆带的焊接性能。因此，在本发明中，C含量范围控制在0.10~0.22%，优选的控制在0.11~0.13%。

锰：锰(Mn)是钢中的有益元素，作为脱氧剂，可以有效去除钢液中的氧。同时，通过与钢液中的硫结合形成硫化锰，很大程度上消除了硫在钢中的有害影响。但Mn的含量太高，将降低捆带的塑性和韧性，且导致生产成本上升。因此，在本发明中，Mn含量一般控制在0.8~1.5%，优选的控制在1.20~1.40%。

硅：硅(Si)也是钢中的有益元素，具有很强的固溶强化作用，能提高捆带的强度和硬度。但含量较高时，将使捆带的塑性和韧性显著下降，同时严重影响产品表面质量，削弱了涂漆和发蓝效果。因此，在本发明中，Si含量一般控制在0.01~0.03%，优选的控制在0.01~0.019%。

磷：磷(P)是钢中的有害元素，容易引起严重的偏析，降低捆带的韧性，导致发生脆断。此外，过高的P含量将显著降低捆带的焊接性能，一般应予以去除。因此，在本发明中，P的含量一般控制在≤0.020%。

硫：硫(S)是钢中的有害元素，容易引起热脆，并削弱捆带的焊接性能，一般应予以去除。因此，在本发明中，S的含量一般控制在≤0.020%。

铝：铝(Al)是钢中的有益元素，作为脱氧剂可以细化晶粒，改善捆带的韧性。因此，在本发明中，Al的含量一般控制在0.020~0.070%，优选的控制在0.02~0.045%。

控制Mn的含量以保证脱氧和除S效果。控制Si的含量以保证产品的表面性能。通过控制P和S等有害元素的含量以减少产品发生脆断的可能性，并保证产品的焊接性能。控制Als的含量，以达到细化晶粒和脱氧的效果。再配以适当合理的工艺制度，从而实现捆带产品抗拉强度不低于940 MPa，延伸率不低于9%，反复弯曲次数不低于4次(R=2.5 mm)，无脆断分层现象，弯曲度≤25.4 mm/2.4 m，镰刀弯≤2.0 mm/m的目的。

本发明与现有技术相比，不含Nb、Ti、V等合金元素，成本较低，能耗和污染小，操作简单，适合大批量工业生产。本发明：控制C的含量以保证产品的力学性能和焊接性能，并遵循低碳环保的理念。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

下述各实施例均按照如下工艺生产：

1)经冶炼、铸坯及热轧后，控制热轧卷的厚度在2.0~4.0 mm。

2)进行切分，根据用户要求设定分条的宽度并切分，作为涂漆带原料板或发蓝带原料板。

具体实施如下：

实施例1

热轧板原料的化学成分如下：C：0.11%，Mn：1.35%，Si：0.019%，P：0.015%，S：0.004%，Als：0.04%，其余为Fe及残留元素。

经热轧后的钢板尺寸如下：厚度为3.0 mm，宽度为1295 mm；力学性能如下：抗拉强度为590 MPa，延伸率为27%；根据需要设定，在冷轧前将其热轧板进行切分，宽度分别为844 mm和451 mm两部分，其中844 mm这一部分作为涂漆带原料板，并采用9道次轧制生产；1~9轧制道次量分配如下：3.0→2.64→2.35→1.97→1.76→1.53→1.24→1.10→0.95→0.8 mm，总压下率为73.3%，冷轧原料的抗拉强度为1000 MPa，延伸率为6%，反复弯曲次数为4次(R=2.5 mm)，无脆断分层现象，弯曲度≤25.4 mm/2.4 m，镰刀弯≤2.0 mm/m，板形较好。

上述冷轧板在450 °C，时间为100 s条件下热处理，然后进行涂漆，经检测，涂漆带的抗拉强度为945 MPa，延伸率为10.5%，反复弯曲次数为4次(R=2.5 mm)，无脆断分层现象，室内环境下三个月未发生明显锈蚀现象。

实施例2

热轧板原料的化学成分如下：C：0.12%，Mn：1.25%，Si：0.013%，P：0.015%，S：0.004%，Als：0.043%，其余为Fe及残留元素。

经热轧后的钢板尺寸如下：厚度为2.9 mm，宽度为1295 mm；力学性能如下：抗拉强度为590 MPa，延伸率为27%；根据需要设定，在冷轧前将其热轧板进行切分，宽度分别为844 mm和451 mm两部分，其中将451 mm这一部分作为发蓝带原料板，并采用9道次轧制生产，1~9轧制道次量分配如下：2.9→2.64→2.35→1.97→1.76→1.53→1.24→1.10→0.95→0.8 mm，总压下率为72.4%；冷轧原料的抗拉强度为1000 MPa，延伸率为6%。反复弯曲次数为4次(R=2.5 mm)，无脆断分层现象，弯曲度≤25.4 mm/2.4 m，镰刀弯≤2.0 mm/m，板形较好。

上述冷轧板在电阻炉中进行发蓝，发蓝温度为630 °C，时间为110 s，然后涂蜡、烘干、卷取。经检测，发蓝带的抗拉强度为960 MPa，延伸率为9.5%，反复弯曲次数为4次(R=2.5 mm)，表面有一层均匀致密的Fe₃O₄发蓝层，无脆断分层现象，膜层厚度为0.50 μm。产品进入自动打捆机后无卡带现象，焊点表面质量稳定，焊接性能良好，捆扎冷轧板卷时无断带和松卷现象。

实施例3

热轧板原料的化学成分如下：C：0.17%，Mn：1.48%，Si：0.024%，P：0.018%，S：0.003%，Als：0.037%，其余为Fe及残留元素。

经热轧后的钢板尺寸如下：厚度为3.1 mm，宽度为1295 mm。力学性能如下：抗拉强度为600 MPa，延伸率为26%；根据1050 mm轧机的设备特点，根据需要设定，在冷轧前将其热轧板进行切分，宽度分别为844 mm和451 mm两部分，其中844 mm这一部分作为涂漆带原料板，并采用9道次轧制生产；1~9轧制道次量分配如下：3.1→2.64→2.35→1.97→1.76 →1.53→1.24→1.10→0.95→0.79 mm，总压下率为74.5%；冷轧原料的抗拉强度为990 MPa，延伸率为6%，反复弯曲次数为4次(R=2.5 mm)，无脆断分层现象，弯曲度≤25.4 mm/2.4 m，镰刀弯≤2.0 mm/m，板形较好。

上述冷轧板在420 °C，时间为120 s条件下热处理，然后进行涂漆后，经检测，涂漆带的抗拉强度为940 MPa，延伸率为11%，反复弯曲次数为4次(R=2.5 mm)，无脆断分层现象，室内环境下三个月未发生明显锈蚀现象。

实施例4

热轧原料的化学成分如下：C：0.21%，Mn：1.38%，Si：0.024%，P：0.018%，S：0.003%，Als：0.037%，其余为Fe及残留元素。

经热轧后的钢板尺寸如下：厚度为3.0 mm，宽度为1295 mm。力学性能如下：抗拉强度为600 MPa，延伸率为26%；根据需要设定，在冷轧前将其热轧板进行切分，宽度分别为844 mm和451 mm两部分，其中宽度为451 mm这一部分作为发蓝带原料板，并采用9道次轧制生产。1~9轧制道次量分配如下：3.0→2.64→2.35→1.97→1.76→1.53→1.24→1.10→0.95→0.8 mm，总压下率为73.3%；冷轧原料的抗拉强度为995 MPa，延伸率为6.5%，反复弯曲次数为4次(R=2.5 mm)，无脆断分层现象，弯曲度≤25.4 mm/2.4 m，镰刀弯≤2.0 mm/m，板形较好。

上述冷轧板在电阻炉中进行发蓝，发蓝温度为660 °C，时间为100 s，然后涂蜡、烘干、卷取。经检测，发蓝带的抗拉强度为950 MPa，延伸率为10%，反复弯曲次数为4次(R=2.5 mm)，表面有一层均匀致密的Fe₃O₄发蓝层，无脆断分层现象，膜层厚度为0.50 μm。产品进入自动打捆机后无卡带现象，焊点表面质量稳定，焊接性能良好，捆扎冷轧板卷时无断带和松卷现象。

上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。

Claims

1.抗拉强度≥940 MPa的冷轧卷用捆带钢，其组分及重量百分比含量为：C：0.10~0.22%，Mn：0.8~1.5%，Si：0.01~0.03%，P：≤0.020%，S：≤0.020%，Als：0.020～0.070%，其余为Fe及残留元素；抗拉强度不低于940 MPa，延伸率不低于9%，反复弯曲次数不低于4次(R=2.5 mm)，无脆断分层现象；弯曲度≤25.4 mm/2.4 m，镰刀弯≤2.0 mm/m。

2.如权利要求1所述的抗拉强度≥940 MPa的冷轧卷用捆带钢，其特征在于：C: 0.11~0.13%、Si：0.01~0.019%、Mn:1.20~1.40%、Als：0.02~0.045%。

3.生产如权利要求1及2所述的抗拉强度≥940 MPa的冷轧卷用捆带钢的方法，其步骤：

1) 经冶炼、铸坯及热轧后，控制热轧卷的厚度在2.0~4.0 mm；

2) 进行切分，根据用户要求设定分条的宽度并切分，作为涂漆带原料板或发蓝带原料板；

3) 进行冷轧，采用9道次轧制，各道次的压下量分配为：2.0~4.0→2.64→2.35→1.97 →1.76→1.53→1.24→1.10→0.95→0.8 mm，总压下率控制在不低于72%。