CN103774039B - 一种焊接气瓶用钢热轧板卷制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种焊接气瓶用钢热轧板卷制造工艺，所述热轧板卷的成配比按重量百分比计为：C：0.10～0.15，Mn：0.60～1.00，Si：0.001～0.0.005，P≤0.018，S≤0.015，其余为铁和微量杂质；所述热轧板卷的制造工艺为：冶炼—铁水预处理—LF炉精炼—连铸—加热—轧制—卷取；本发明通过成分的合理控制，配合精炼、热轧等工艺得到的焊接气瓶用热轧板卷屈服强度为295～400MPa，抗拉强度为440～520MPa，屈服强度/抗拉强度≤0.80，延伸率为36～42%。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接气瓶用钢热轧板卷制造工艺。
背景技术
焊瓶气瓶制造行业对焊瓶钢的强度、韧性和焊接性等不断提出更高的要求，这种发展势头在未来的几十年中仍将持续下去。
随着冶金技术的进步和微合金化钢的发展，使生产具有高强度、高塑性和良好的焊接性的焊瓶钢成为现实。
目前，普通等级焊接气瓶用钢主要化学成分为：碳、硅、锰、磷、硫，还加入较高含量Mo、B、V和稀土元素，Mo、B、V和稀土元素成本均较高，不利于降低焊接气瓶用钢成本。且目前普通焊接气瓶用钢制造工艺生产的钢卷强度和塑性性能较难控制，影响焊接气瓶用钢的市场竞争力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能有效控制成本，且能保证钢种强度性能和塑性性能的焊接气瓶用钢热轧板卷制造工艺。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
该焊接气瓶用钢热轧板卷制造工艺，所述热轧板卷的成配比按重量百分比计为：C：0.10～0.15，Mn：0.60～1.00，Si：0.001～0.0.005，P≤0.018，S≤0.015，其余为铁和微量杂质；
所述热轧板卷的制造工艺为：冶炼—铁水预处理—LF炉精炼—连铸—加热—轧制—卷取。
进一步地，冶炼在转炉中进行，冶炼过程中控制P≤0.013%，终点炉温为1620℃～1635℃。
进一步地，铁水预处理，控制S≤0.005%。
进一步地，LF炉精炼控制S≤0.010%。
进一步地，加热温度为1190℃～1200℃。
进一步地，粗轧出口温度为1010～1020℃，精轧开轧温度为950～1000℃，精轧终轧温度为860～900℃；精轧终轧后层流冷却，层流冷却速度为10～25℃/S；卷曲温度为630℃～640℃。
进一步地，粗轧控制在高温奥氏体形变再结晶区进行，精轧在低温奥氏体未再结晶区进行。
进一步地，粗轧采用6道次轧制，6道次轧制压下率依次为0.073、0.19、0.21、0.26、0.30和0.36；精轧采用7道次轧制，7道次轧制压下率依次为0.40、0.41、0.40、0.34、0.28、0.20和0.17，精轧后产品厚度为2.9mm～2.95mm。
进一步地，所述粗轧采用两机架连轧机组，精轧采用七机架热连轧机组。
进一步地，该焊接气瓶用热轧板卷屈服强度为295～400MPa，抗拉强度为440～520MPa，屈服强度/抗拉强度≤0.80，延伸率为36～40%。
该焊接气瓶用热轧板卷制造工艺，第一，采用合理的成分配比；第二，通过纯净冶炼最大限度降低S和P的含量，减少硫化锰夹杂来提高韧性；第三，采用合理的轧制和冷却等工艺，综合固溶强化和组织强化等方法，获得较为均匀的铁素体+少量细珠光体+少量粒状贝氏体的复相组织，提高强度和塑性。
与现有的普通等级焊接气瓶用钢相比，本发明的优点在于：
1）性能稳定性极好，各向异性较小，板卷纵横向、45°方向强度波动在10MPa之内。
2）焊接气瓶钢热轧板卷金相组织为铁素体+少量珠光体+少量贝氏体，强度和塑性好。粒状贝氏体组织是一种混合型组织形态，由准多边形铁素体、超细铁素体、贝氏体铁素体、M/A组元等组成，它具有更高强度和更好的焊接性能。
3）采用合理的碳锰硅配比，热轧板卷具有优良的延塑性和焊接性能。
4）不采用Mo、B、V和稀土元素，而是充分发挥热连轧机组突出的控制轧制和控制冷却能力来提高材料的强韧性能，降低了钢种生产成本。
5）焊接气瓶用热轧板卷屈服强度为295～400MPa，抗拉强度为440～520MPa，屈服强度/抗拉强度≤0.80，延伸率为36～42%。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明焊接气瓶用钢热轧板卷制造工艺实施例一制造的热轧板卷的金相组织图。
图2为本发明焊接气瓶用钢热轧板卷制造工艺实施例二制造的热轧板卷的金相组织图。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
实施例1
该焊接气瓶用钢热轧板卷制造工艺，该热轧板卷的成分配比如表1所示；
热轧板卷的制造工艺为：冶炼—铁水预处理—LF炉精炼—连铸—加热—轧制—卷取；
冶炼在转炉中进行，冶炼过程中控制P为0.012%，终点炉温为1635℃；冶炼时加强出钢挡渣操作，下渣量为3.5kg/t；
铁水预处理，控制S为0.004%；铁水预处理中前扒渣和后扒渣，后扒渣亮面为90%；
LF炉精炼控制S为0.008%；LF炉精炼时，白渣操作，保证钢包顶渣充分还原；保证喂钙线前后总弱搅时间为12min；
加热温度、轧制、冷却及卷取工艺参数如表2所示；
粗轧控制在高温奥氏体形变再结晶区进行，精轧在低温奥氏体未再结晶区进行；
粗轧采用6道次轧制，6道次轧制压下率依次为0.073、0.19、0.21、0.26、0.30和0.36；精轧采用7道次轧制，7道次轧制压下率依次为0.40、0.41、0.40、0.34、0.28、0.20和0.17，精轧后产品厚度为2.9mm。
粗轧采用两机架连轧机组，精轧采用七机架热连轧机组。
该焊接气瓶用钢热轧板卷制造工艺制造的热轧板卷力学性能检验结果如表3所示。
实施例2
该焊接气瓶用钢热轧板卷制造工艺，该热轧板卷的成分配比如表1所示；
热轧板卷的制造工艺为：冶炼—铁水预处理—LF炉精炼—连铸—加热—轧制—卷取；
冶炼在转炉中进行，冶炼过程中控制P为0.013%，终点炉温为1620℃；冶炼时加强出钢挡渣操作，下渣量为4kg/t；
铁水预处理，控制S为0.005%；铁水预处理中前扒渣和后扒渣，后扒渣亮面为88%；
LF炉精炼控制S为0.010%；LF炉精炼时，白渣操作，保证钢包顶渣充分还原；保证喂钙线前后总弱搅时间为14min；
加热温度、轧制、冷却及卷取工艺参数如表2所示；
粗轧控制在高温奥氏体形变再结晶区进行，精轧在低温奥氏体未再结晶区进行；
粗轧采用6道次轧制，6道次轧制压下率依次为0.073、0.19、0.21、0.26、0.30和0.36；精轧采用7道次轧制，7道次轧制压下率依次为0.40、0.41、0.40、0.34、0.28、0.20和0.17，精轧后产品厚度为2.95mm。
粗轧采用两机架连轧机组，精轧采用七机架热连轧机组。
该焊接气瓶用钢热轧板卷制造工艺制造的热轧板卷力学性能检验结果如表3所示。
实施例3
该焊接气瓶用钢热轧板卷制造工艺，该热轧板卷的成分配比如表1所示；
热轧板卷的制造工艺为：冶炼—铁水预处理—LF炉精炼—连铸—加热—轧制—卷取；
冶炼在转炉中进行，冶炼过程中控制P为0.010%，终点炉温为1625℃；冶炼时加强出钢挡渣操作，下渣量3kg/t；
铁水预处理，控制S为0.004%；铁水预处理中前扒渣和后扒渣，后扒渣亮面为90%；
LF炉精炼控制S为0.009%；LF炉精炼时，白渣操作，保证钢包顶渣充分还原；保证喂钙线前后总弱搅时间为15min；
加热温度、轧制、冷却及卷取工艺参数如表2所示；
粗轧控制在高温奥氏体形变再结晶区进行，精轧在低温奥氏体未再结晶区进行；
粗轧采用6道次轧制，6道次轧制压下率依次为0.073、0.19、0.21、0.26、0.30和0.36；精轧采用7道次轧制，7道次轧制压下率依次为0.40、0.41、0.40、0.34、0.28、0.20和0.17，精轧后产品厚度为2.95mm。
粗轧采用两机架连轧机组，精轧采用七机架热连轧机组。
该焊接气瓶用钢热轧板卷制造工艺制造的热轧板卷力学性能检验结果如表3所示。
表1化学成分（熔炼成分）％
| 实施例 | C | Si | Mn | P | S | Als |
| 1 | 0.13 | 0.04 | 0.77 | 0.0144 | 0.0019 | 0.030 |
| 2 | 0.13 | 0.02 | 0.75 | 0.0142 | 0.0015 | 0.027 |
| 3 | 0.14 | 0.03 | 0.76 | 0.0143 | 0.0014 | 0.025 |
表2焊接气瓶钢热轧热轧钢板TMCP工艺参数
表3焊接气瓶用钢热轧钢板力学性能检验结果
如表3所示，焊接气瓶用钢热轧钢板具有极好的性能稳定性，各向异性较小，板卷纵横向、45°方向强度波动在10MPa之内。
图1及图2为本发明实施例一和实施例二的内部金相结构：
实施例一和实施例二得到的焊接气瓶用钢热轧板卷内部组织构成为铁素体（80%）+珠光体（18%）+少量贝氏体（2%），且分布均匀。
该焊接气瓶用钢热轧板卷制造工艺：
在合金元素设计时，采用适当的碳含量，这样可适当提高相变温度，有利于少量贝氏体组织的形成；较低含量的碳能有效减少偏析以保证钢板组织的均匀性，减少后期固态相变带来的有害组织。低的碳含量可以使δ相温度区间扩大，由于溶质元素在δ相区扩散速度是γ区的100倍，因此成分更加均匀。减少了碳含量的加入，能保证高温时奥氏体再结晶的充分程度，改善非再结晶区高温控轧效果，使高温高压下厚钢板中心组织得到细化。
热机械轧制（TMCP）是以再结晶、相变等冶金工艺为基础，在规定的变形和温度条件下完成固溶强化、沉淀强化、位错强化和晶粒细化等硬化处理，从而使轧制状态钢板性能达到最佳化。为获得强度和韧性的合理匹配，充分发挥七机架热连轧机组的轧制和冷却能力，优良各向异性高塑性的焊接气瓶采用控制轧制和加速冷却的方式生产；它通过高温奥氏体区形变再结晶、低温奥氏体未再结晶区的变形以及轧后的加速冷却来获得最佳效果。
在组织上，采用铁素体+少量细珠光体+少量粒状贝氏体。通过控制TMCP工艺及其他贝氏体组织形成的因素，沿奥氏体晶界或奥氏体晶内先期产生少量贝氏体，分割奥氏体晶粒为若干小空间，在随后的相变中，由于转变速度很快，分割后的空间限制了贝氏体的长大，从而得到进一步细化的组织。由于低碳贝氏体组织的生长位置和方向不具有选择性，界面间残余奥氏体量很少，因此组织均匀性好，各向异性较小。同时通过适当的卷曲温度的设置，可以抑制硬相组织珠光体和贝氏体的含量，可以在在得到优良的塑性的同时保证一定的强度。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种焊接气瓶用钢热轧板卷制造工艺，其特征在于：所述热轧板卷的成分配比按重量百分比计为：C：0.13，Mn：0.77，Si：0.04，P为0.0144，S为0.0019，Als为0.030，其余为铁和微量杂质；
所述热轧板卷的制造工艺为：冶炼—铁水预处理—LF炉精炼—连铸—加热—轧制—卷取；冶炼在转炉中进行，冶炼过程中控制P为0.012％，终点炉温为1635℃；冶炼时加强出钢挡渣操作，下渣量为3.5kg/t；
铁水预处理，控制S为0.004％；铁水预处理中前扒渣和后扒渣，后扒渣亮面为90％；
LF炉精炼控制S为0.008％；LF炉精炼时，白渣操作，保证钢包顶渣充分还原；保证喂钙线前后总弱搅时间为12min；
加热温度为1200℃；
粗轧出口温度为1020℃，精轧开轧温度为1000℃，精轧终轧温度为890；精轧终轧后层流冷却，层流冷却速度为20℃/S；卷曲温度为630℃；
或者，所述热轧板卷的成分配比按重量百分比计为：C：0.13，Mn：0.75，Si：0.02，P为0.0142，S为0.0015，Als为0.027，其余为铁和微量杂质；
所述热轧板卷的制造工艺为：冶炼—铁水预处理—LF炉精炼—连铸—加热—轧制—卷取；冶炼在转炉中进行，冶炼过程中控制P为0.013％，终点炉温为1620℃；冶炼时加强出钢挡渣操作，下渣量为4kg/t；
铁水预处理，控制S为0.005％；铁水预处理中前扒渣和后扒渣，后扒渣亮面为88％；
LF炉精炼控制S为0.010％；LF炉精炼时，白渣操作，保证钢包顶渣充分还原；保证喂钙线前后总弱搅时间为14min；
加热温度为1190℃；
粗轧出口温度为1010℃，精轧开轧温度为1000℃，精轧终轧温度为895℃；精轧终轧后层流冷却，层流冷却速度为19℃/S；卷曲温度为640℃；
粗轧控制在高温奥氏体形变再结晶区进行，精轧在低温奥氏体未再结晶区进行；
粗轧采用6道次轧制，6道次轧制压下率依次为0.073、0.19、0.21、0.26、0.30和0.36；精轧采用7道次轧制，7道次轧制压下率依次为0.40、0.41、0.40、0.34、0.28、0.20和0.17，精轧后产品厚度为2.95mm；
所述粗轧采用两机架连轧机组，精轧采用七机架热连轧机组；
焊接气瓶用钢热轧板卷内部组织构成为80％铁素体、18％珠光体及2％贝氏体，且分布均匀。
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