CN103625671B

CN103625671B - 一种酸轧生产高强度捆带用钢的方法

Info

Publication number: CN103625671B
Application number: CN201310553956.XA
Authority: CN
Inventors: 李振; 乔建军; 闻达; 蔡阿云; 曾卫仔; 左智宏; 宋浩源
Original assignee: Shougang Corp
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2013-11-08
Filing date: 2013-11-08
Publication date: 2015-05-27
Anticipated expiration: 2033-11-08
Also published as: CN103625671A

Abstract

本发明涉及一种酸轧生产高强度捆带用钢的方法，包括以下步骤：（1）热轧卷原料开卷：热轧卷原料卷曲温度为：500℃～700℃，热轧卷原料组织为珠光体组织、铁素体组织以及贝氏体组织；热轧卷切头尾长度≥3m；（2）激光焊接工艺：焊接功率为9000～12000w；焊接速度为2～6m/min，送丝速度为2～7m/min，退火电流为100～180A，退火温度为500～900℃；（3）对热轧卷进行弯曲矫直；（4）酸洗；（5）轧制。通过对激光焊接工艺、拉伸弯曲矫直机延伸率、插入量工艺参数、紊流酸洗的温度、速度及机架冷连轧轧机单位张力工艺参数控制实现高强度捆带用钢的工业化生产。

Description

一种酸轧生产高强度捆带用钢的方法

技术领域

本发明涉及一种捆带用钢及其制造方法，具体涉及一种酸轧生产高强度捆带用钢的方法。

背景技术

高强度捆带钢广泛用于钢材、有色金属、轻纺制品、建材、玻璃、烟草、纸卷、羊毛等货物的包装，一般具有“抗拉强度不低于980MPa，延伸率不低于11%，反复弯曲次数不少于8次，耐蚀性能良好等特点。

现有技术中有一些高强度捆带用钢的制造方法：

《一种抗拉强度≥1000MPa的高强度捆带钢及其制造方法》

（CN101781735A）的专利，其原料设计成分如下：C：0.25-0.42%，Mn：1-2.0%，Si：≤0.45%，P：≤0.04%，S：≤0.04%，Als：≤0.04%。通过炼铁-炼钢-连铸-热轧-冷轧-发蓝退火之后，得到抗拉强度为1000-1200MPa，延伸率为10-13%的高强度捆带用钢，工艺过程简单，且污染较小。

《一种抗拉强度≥1100MPa的高强度捆带钢及其制造方法》

（CN101805870A）的专利，其原料设计成分为：C：0.25-0.35%，Mn：1-2.0%，Si：≤0.45%，P：≤0.04%，S：≤0.04%，Als：≤0.04%。该专利通过临界区淬火结合回火的生产工艺制造出抗拉强度为1100-1250MPa，延伸率为10-13%的高强度捆带用钢。

《一种抗拉强度≥1250MPa的超高强度捆带钢及其制造方法》

（CN101363078A）的专利，其原料的设计成分如下：C：0.15-0.45%，Mn：1-2.5%，Si：0.25-1.8%，同时添加少量合金元素Cr：0.05-1.0%，Mo：0.01-0.5%等。生产出的捆带用钢抗拉强度1300-1400MPa，延伸率为8-10%，但是热处理过程中使用了铅与铅合金浴，将严重污染环境，并且操作极为复杂，能耗较大。

题目为《热处理对高强度捆带用钢的组织和性能的影响》的文献，其设计原料成分为：C：0.31%，Mn：1.43%，Si：0.23%，P：0.013%，S：0.01%，冷轧压下率为64%，冷轧板在735-745℃淬火并在470℃回火后，得到少量的回火曲氏体和碳化物弥散分布的回复铁素体轧制，抗拉强度在1100Mpa以上，延伸率在10%以上，通过淬火温度和时间的控制，淬火+回火工艺可以生产出传统的铅浴等温淬火工艺更高强度的捆带钢。

以上专利和相关文献虽然是关于高强度捆带用钢的制造方法，但是都局限在实验室阶段，没有涉及工业化生产，现有技术中也没有用酸轧工业化生产高强度捆带用钢的方法，更没有记载酸轧工业化生产过程的相关工艺参数。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明提供一种酸轧生产高强度捆带用钢的方法，该方法通过对激光焊接工艺、拉伸弯曲矫直机延伸率与插入量工艺参数、紊流酸洗的温度与速度及机架冷连轧轧机单位张力的工艺参数控制实现了高强度捆带用钢的工业化生产。

本发明通过以下技术方案实现：

一种酸轧生产高强度捆带用钢的方法，包括以下步骤：

（1）热轧卷原料开卷：

热轧卷原料卷曲温度为：500℃～700℃，所述热轧卷原料的组织为珠光体组织、铁素体组织以及贝氏体组织；

所述热轧卷原料切头尾长度≥3m；

（2）激光焊接工艺：焊接功率为9000～12000w；焊接速度为2～6m/min，送丝速度为2～7m/min，退火电流为100～180A，退火温度为500～900℃；

（3）对所述热轧卷进行弯曲矫直；

（4）酸洗；

（5）轧制：

（5.1）压下分配率：从轧机入口到轧机出口的五个机架的压下分配率依次为：25～35%、25～35%、25～33%、20～27%、0.3～1%；

（5.2）从轧机入口到轧机出口的五个机架间单位张力依次为：40～70N/mm²，130～170N/mm²，150～190N/mm²，150～210/mm²，160～230N/mm²，40～70N/mm²；

（5.3）轧机入口速度为：30～200m/min；

（5.4）五架轧机的工作辊弯辊力依次为：400～500KN，400～500KN，400～500KN，400～500KN，100～300KN。

在上述技术方案中，所述步骤（3）使用的拉伸弯曲矫直机的延伸率为：0.5～1.1%，拉伸弯曲矫直机的1#弯曲单元插入量：10～20mm；2#弯曲单元插入量：8～18mm；3#矫直单元插入量：4～10mm。

在上述技术方案中，步骤（4）中的酸洗温度为70～90℃；酸洗速度为40～220m/min。

在上述技术方案中，优选的，热轧卷原料卷曲温度为550～650℃，热轧卷原料的组织为贝氏体组织及珠光体组织。

在上述技术方案中，所述步骤（2）中，优选的，退火温度为600～800℃。

本专利通过对热轧原料的激光焊接工艺、拉伸弯曲矫直机延伸率与插入量工艺参数、紊流酸洗的温度与速度以及五机架冷连轧轧机单位张力的工艺参数控制，最终得到冷硬卷的抗拉强度≥1200MPa、延伸率≥2.5%、板形平均值小于3.0IU、厚度偏差在1%以内、退火后抗拉强度≥980MPa且延伸率≥12%的高强度捆带用钢，实现了高强度捆带用钢在酸轧生产线的工业化生产。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的热轧原料的金相组织图，金相组织表明生产高强度捆带用钢要求其热轧原料组织为珠光体组织、铁素体组织以及贝氏体组织。

图2为本发明实施例1提供的激光焊接工艺的焊缝组织图，焊缝形貌反映出热影响区与过渡区组织结合均匀，且过渡区宽度很小。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

实施例1：热轧原料成分为：C：0.31%，Mn：1.45%，Si：0.26%，P：0.016%，S：0.007%，Cr：0.12%，V：0.07%。

冶炼工序完成后，热轧终轧温度为879℃，卷取温度为577℃，热轧原料的屈服强度为660MPa，热轧原料组织为铁素体组织与珠光体组织，及少量的贝氏体组织，如图1所示。根据热轧卷原料曲线确定切头尾长度为5.4米（每刀0.9米，共6刀）。激光焊接工艺参数为：功率10000w、焊接速度为3.5m/min，送丝速度为5m/min，退火电流为110A，焊缝组织如图2所示。拉矫机延伸率为：0.8%；1#弯曲单元插入量：19mm；2#弯曲单元插入量：17mm；3#矫直单元插入量：8mm。酸洗速度：60～199m/min，酸洗温度：75.8℃。

轧机的压下分配率：F1～F5机架的压下分配率依次为：31.7%、31%、28.3%、24.1%、0.5%。从轧机入口到轧机出口五机架间单位张力依次为：50N/mm²，150N/mm²，175N/mm²，195N/mm²，210N/mm²，65N/mm²。轧机入口速度为：64m/min。轧机F1～F5工作辊弯辊力依次为：453KN，462KN，467KN，456KN，153KN。冷硬卷下线抗拉强度1214MPa，延伸率2.8%，板形平直度平均值2.8IU，如图3所示，厚度偏差在0.8%以内，如图4所示，满足高强度捆带用钢冷硬卷要求。

实施例2：热轧原料成分为：C：0.29%，Mn：1.54%，Si：0.24%，P：0.013%，S：0.006%，Cr：0.11%，V：0.06%。

冶炼工序完成后，热轧终轧温度为889℃，卷取温度为603℃，热轧原料的屈服强度为621MPa，热轧原料组织为铁素体组织与珠光体组织及贝氏体组织。根据热轧卷原料曲线确定切头尾长度为4.5米。激光焊接工艺参数为：功率12000w、焊接速度为4.5m/min，送丝速度为4m/min，退火电流为120A。拉矫机延伸率为：0.7%；1#弯曲单元插入量：16mm；2#弯曲单元插入量：15mm；3#矫直单元插入量：7mm。酸洗速度：75～160m/min，酸洗温度：82.4℃。

轧机的压下分配率：F1～F5机架的压下分配率依次为：29.5%、28.3%、27.2%、22.3%、0.6%。从轧机入口到轧机出口五机架间单位张力依次为：55N/mm²，150N/mm²，170N/mm²，200N/mm²，215N/mm²，60N/mm²。轧机入口速度为：75m/min。轧机F1～F5工作辊弯辊力依次为：483KN，472KN，469KN，476KN，163KN。冷硬卷下线抗拉强度1205MPa，延伸率2.9%，板形平直度平均值2.4IU，厚度偏差在0.9%以内，满足高强度捆带用钢冷硬卷要求。

实施例3：热轧原料成分为：C：0.29%，Mn：1.55%，Si：0.23%，P：0.014%，S：0.008%，Cr：0.13%，V：0.08%。

冶炼工序完成后，热轧终轧温度为899℃，卷取温度为613℃，热轧原料的屈服强度为632MPa，根据热轧卷原料曲线确定切头尾长度为7.2米。激光焊接工艺参数为：功率12000w、焊接速度为5m/min，送丝速度为4.5m/min，退火电流为120A。拉矫机延伸率为：0.6%；1#弯曲单元插入量：18mm；2#弯曲单元插入量：16mm；3#矫直单元插入量：8mm。酸洗速度：73～189m/min，酸洗温度：85.3℃。

轧机的压下分配率：F1～F5机架的压下分配率依次为：32.4%、30.7%、28.0%、23.9%、0.5%。从轧机入口到轧机出口五机架间单位张力依次为：55N/mm²，150N/mm²，180N/mm²，195/mm²，215N/mm²，65N/mm²。轧机入口速度为：69m/min。轧机F1～F5工作辊弯辊力依次为：485KN，481KN，480KN，475KN，168KN。

冷硬卷下线抗拉强度1216MPa，延伸率2.9%，板形平直度平均值2.5IU，厚度偏差在0.6%以内，满足高强度捆带用钢冷硬卷要求。

实施例4：热轧原料成分为：C：0.30%，Mn：1.56%，Si：0.22%，P：0.014%，S：0.009%，Cr：0.12%，V：0.07%。

冶炼工序完成后，热轧终轧温度为860℃，卷取温度为510℃，热轧原料的屈服强度为642MPa，根据热轧卷原料曲线确定切头尾长度为3.5米。激光焊接工艺参数为：功率12000w、焊接速度为4.5m/min，送丝速度为4.5m/min，退火电流为120A。拉矫机延伸率为：0.6%；1#弯曲单元插入量：17mm；2#弯曲单元插入量：16mm；3#矫直单元插入量：7mm。酸洗速度：70～189m/min，酸洗温度：80.3℃。

轧机的压下分配率：F1～F5机架的压下分配率依次为：29.4%、28.7%、27.6%、22.9%、0.6%。从轧机入口到轧机出口五机架间单位张力依次为：60N/mm²，150N/mm²，175N/mm²，200/mm²，210N/mm²，65N/mm²。轧机入口速度为：70m/min。轧机F1～F5工作辊弯辊力依次为：489KN，482KN，491KN，476KN，170KN。

冷硬卷下线抗拉强度1210MPa，延伸率2.8%，板形平直度平均值2.6IU，厚度偏差在0.5%以内，满足高强度捆带用钢冷硬卷要求。

实施例5：热轧原料成分为：C：0.30%，Mn：1.56%，Si：0.22%，P：0.014%，S：0.009%，Cr：0.12%，V：0.07%。

实施例6：热轧原料成分为：C：0.28%，Mn：1.56%，Si：0.27%，P：0.011%，S：0.005%，Cr：0.12%，V：0.04%。

冶炼工序完成后，热轧终轧温度为879℃，卷取温度为615℃，热轧原料的屈服强度为626MPa，热轧原料组织为铁素体组织与珠光体组织及贝氏体组织。根据热轧卷原料曲线确定切头尾长度为3.8米。激光焊接工艺参数为：功率12000w、焊接速度为4.5m/min，送丝速度为4m/min，退火电流为120A。拉矫机延伸率为：0.8%；1#弯曲单元插入量：17mm；2#弯曲单元插入量：14mm；3#矫直单元插入量：8mm。酸洗速度：68～170m/min，酸洗温度：83.5℃。

轧机的压下分配率：F1～F5机架的压下分配率依次为：30.5%、28.9%、27.4%、21.3%、0.5%。从轧机入口到轧机出口五机架间单位张力依次为：45N/mm²，145N/mm²，180N/mm²，205N/mm²，220N/mm²，65N/mm²。轧机入口速度为：80m/min。轧机F1～F5工作辊弯辊力依次为：480KN，475KN，468KN，477KN，175KN。冷硬卷下线抗拉强度1215MPa，延伸率2.7%，板形平直度平均值2.7IU，厚度偏差在0.7%以内，满足高强度捆带用钢冷硬卷要求。

本发明将卷取温度控制在500℃～700℃是为了保证形成珠光体组织与铁素体组织以及少量贝氏体组织。高于700℃将会热轧原料都形成珠光体组织，没有贝氏体组织，导致强度不够，无法达到最终捆带用钢冷硬卷下线后的性能；低于500℃热轧原料组织将都形成贝氏体组织，会导致材料硬度太大，不便于压下，冷硬下线钢卷边部容易开裂。

本发明切头尾为的目的是为了保证在冷轧生产过程中，带钢不会跑偏，保证酸轧的正常进行。普通钢种切带头尾的长度一般是2.5m左右，捆带用钢要求切头为长度更长，如果按照2.5m切头尾，轧制过程中容易形成跑偏断带。

捆带用钢碳当量大于0.58，因此焊接性能较差，如果焊接工艺选择不当，轧制过程中会导致焊缝断带，产生大量废钢，提高了捆带用钢的生产成本。

拉伸弯曲矫直机有两个作用，一是改善热轧原料板形，另一方面起到对热轧原料破磷的效果，工艺参数选择不当会导致冷硬卷下线后出现氧化铁皮压入缺陷，影响产品表面质量。

酸洗温度与速度控制，也是起到去除氧化铁皮的作用，选择不当也会导致冷硬卷下线后出现氧化铁皮压入缺陷，影响产品表面质量。酸洗温度低于70℃或酸洗速度高于220m/min容易导致氧化铁皮洗不净，温度高于90℃或酸洗速度低于40m/min容易导致带钢过酸洗，都会影响带钢表面质量。

轧制工艺参数的选择，是酸轧生产的核心工艺参数，捆带用钢强度高，硬度大，如果工艺参数选择不合理，或导致焊缝断带，带钢厚度波动大，以及板形差等缺陷。依据钢种的变形抗力情况制定压下分配率，依据设备能力以及带钢轧制情况选择机架间单位张力；轧机入口速度以及弯辊力参数的选择都是保证捆带钢良好板形与厚度的基础。

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本材料的技术实施方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种酸轧生产高强度捆带用钢的方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)热轧卷原料开卷：

所述热轧卷原料切头尾长度≥3m；

(2)激光焊接工艺：焊接功率为9000～12000w；焊接速度为2～6m/min，送丝速度为2～7m/min，退火电流为100～180A，退火温度为500～900℃；

(3)对热轧卷进行弯曲矫直；

(4)酸洗；

(5)轧制：

(5.1)压下分配率：从轧机入口到轧机出口的五个机架的压下分配率依次为：25～35％、25～35％、25～33％、20～27％、0.3～1％；

(5.2)从轧机入口到轧机出口五个机架间单位张力依次为：40～70N/mm²，130～170N/mm²，150～190N/mm²，150～210/mm²，160～230N/mm²，40～70N/mm²；

(5.3)所述轧机入口速度为：30～200m/min；

(5.4)五架轧机工作辊弯辊力依次为：400～500KN，400～500KN，400～500KN，400～500KN，100～300KN。

2.如权利要求1中所述的酸轧生产高强度捆带用钢的方法，其特征在于：所述步骤(3)使用的拉伸弯曲矫直机的延伸率为：0.5～1.1％，拉伸弯曲矫直机的1#弯曲单元插入量：10～20mm；2#弯曲单元插入量：8～18mm；3#矫直单元插入量：4～10mm。

3.如权利要求1中所述的酸轧生产高强度捆带用钢的方法，其特征在于：所述步骤(4)中的酸洗温度为70～90℃；酸洗速度为40～220m/min。

4.如权利要求1中所述的酸轧生产高强度捆带用钢的方法，其特征在于：所述热轧卷原料卷曲温度为550～650℃，热轧卷原料的组织为贝氏体组织及珠光体组织。

5.如权利要求1中所述的酸轧生产高强度捆带用钢的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，退火温度为600～800℃。