CN103789625B - 罩式退火线生产微合金化冷轧低合金高强钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种罩式退火线生产微合金化冷轧低合金高强钢的方法，其包括炼钢、热轧、冷轧、罩式退火和平整工序，所述的合金成分为：C0.05～0.10wt%，Mn0.5～1.5wt%，S≤0.020wt%，P≤0.030wt%，Als0.01～0.05wt%，Si≤0.5wt%，Nb0.01～0.05wt%，Ti？0.01～0.06wt%；所述罩式退火工序采用全氢式退火炉，包括加热过程、保温过程和冷却过程；所述保温条件为：冷点为630～660℃，热点为660～700℃，保温时间为8～12小时。本方法采用全氢式退火炉，改进了退火冷点温度、热点温度和保温时间，可获得完全再结晶的铁素体基体，既保证了退火过程中不脱碳，还利于去除板带表面的油污、氧化膜等，获得光亮的带钢表面；通过平整工序实现了对性能和板形的改善，从而得到产品表面质量和性能稳定的微合金化冷轧低合金高强钢。
Description
技术领域
本发明涉及一种冷轧低合金高强钢的生产方法，尤其是一种罩式退火线生产微合金化冷轧低合金高强钢的方法。微合金化冷轧低合金高强钢及其罩式退火生产方法。
背景技术
为了降低排放从而减少汽车尾气对环境的不利影响，汽车的车身设计向着轻量化和紧凑化方向发展，因此，为了降低车身自重，高强钢的应用越来越广，除了通过组织调控获得高强度的先进高强钢外，如双相钢(DP)和相变诱导塑性钢(TRIP)等，低碳微合金化冷轧退火高强钢在汽车结构件和加强件设计中仍占有较大比例，因为这类钢种具有良好的焊接性能、成型性能以及高的刚度，目前如宝钢、首钢和武钢等都在致力于这类产品的研发和生产，均采用Nb作为微合金化元素，且通过连续退火工艺生产这类产品，珠钢采用了Cr、Mn和Ti合金化的薄板坯连铸连轧工艺生产热轧板坯，罩式退火方式生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种产品表面质量和性能稳定的罩式退火线生产微合金化冷轧低合金高强钢的方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括热轧、冷轧、罩式退火和平整工序，所述的合金成分为：C0.05～0.10wt%，Mn0.5～1.5wt%，S≤0.020wt%，P≤0.030wt%，Si≤0.5wt%，Als0.01～0.05wt%，Nb0.01～0.05wt%，Ti0.01～0.06wt%；
所述罩式退火工序采用全氢式退火炉，包括加热过程、保温过程和冷却过程；所述保温过程的工艺条件为：冷点为630～660℃，热点为660～700℃，保温时间为8～12小时。
本发明所述罩式退火工序的加热过程中，热点的加热速度为50～100℃/h。
本发明所述罩式退火工序的冷却过程采用三段式冷却：首先带加热罩冷却1～2h，然后带冷却罩风冷至350～370℃，最后带冷却罩水冷至80～100℃摘罩。所述带加热罩冷却时的速度为20～30℃/h。
本发明所述冷轧工序中的冷轧压下量为50～60%。
本发明所述平整工序中的平整延伸率为0.8～1.6%。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）本发明所述的罩式退火生产线与连续退火生产线的原理相同，都是在退火炉的加热和保温过程中完成了变形金属的回复和再结晶，从而获得无变形的等轴基体晶粒，实现了从冷轧板的强度和硬度降低，塑性提高。本发明采用全氢式退火炉生产低合金高强钢，通过对冷轧板的再结晶温度测定，改进了退火冷点温度、热点温度，采用适时的保温，获得完全再结晶的铁素体基体，有利于获得接近平衡态的退火组织和性能，从而得到产品表面质量和性能稳定的微合金化冷轧低合金高强钢。全氢式退火炉的还原性气氛，既保证了退火过程中基本不脱碳，还有利于去除板带表面的油污、氧化膜等，获得光亮的带钢表面。采用三段式冷却方法，避免了连续退火过程中快冷导致板带内的较大内应力，有利于改善板形。退火过程采用缓慢加热（热点加热速度50～100℃/h）和缓冷（采用三段式冷却方法，尤其最低冷速20～30℃/h），更有利于获得接近平衡态的退火组织和性能。
（2）本发明采用了Nb和Ti复合的微合金化成分设计以及低碳的成分设计，通过细晶和析出强化等途径实现板带的高强度，并保证板带具有良好的塑形。
（3）本发明采用平整工序对罩退卷施加小量的冷轧压下，平整延伸率大小为0.8～1.6%；以达到进一步改善板形、机械性能以及表面质量等目的，平整后既可以消除带钢的屈服平台，又可以获得良好的机械性能和板形。
（4）本发明采用全新的成分设计，通过控制冷热点温度、加热时间以及平整延伸率等重要工艺参数获得合理的再结晶退火组织、良好的机械性能、板形及目标的表面粗糙度等，从而获得产品质量和性能稳定的微合金化冷轧低合金高强钢，以满足汽车零部件制造厂的需求。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1：本罩式退火线生产微合金化冷轧低合金高强钢方法的工艺路径包括炼钢、LF精炼、热轧、冷轧、罩式退火和平整等工序，各工序的工艺过程如下所述。
炼钢工序采用150吨的顶底复吹转炉，通过转炉吹炼降碳和除磷；出钢过程中采用挡渣器控制转炉下渣，采用硅铝复合脱氧，控制氧化铝夹杂物的形成量，将锰和铌含量配置到中限范围，采用含铝粉的改质剂对大包渣改质，降低渣的氧化性。在LF精炼工序中，加入石灰脱硫并对成分微调和钛合金化，喂入钙线对夹杂物进行变性处理，静吹8～10分钟帮助夹杂物上浮；连铸过程中采用恒拉速和全程保护浇铸，中包中钢液的全氧含量低于20ppm，成品成分如下（质量百分数%）：C0.06，Mn0.73，S0.009，P0.019，Si0.11，Als（酸溶铝）0.031，Nb0.020，Ti0.013，余量铁。上述工序过程可采用常规的炼钢、LF精炼工序，只要成品满足上述成分配比即可。
连铸坯厚度为170mm，热轧工序采用高温加热以保证Nb完全固溶，可以采用冷装或热装两种方式，终轧温度为840℃，采取前段冷却，卷取温度为630℃，热轧板带通过酸洗冷轧得到的冷硬板带规格：1250×1.0mm，工艺过程中冷轧压下量为60%；上述热轧和冷轧工序均可采用常规工艺，只要能满足冷轧压下量的工艺要求。
对冷轧后得到的冷硬板进入退火工序，加热过程中，热点的加热速度为100℃/h；保温过程中，冷点为650℃，热点为680℃，保温时间10h；冷却过程中，首先带加热罩冷却1.5h，最低冷速为27℃/h；然后带冷却罩风冷至350℃，最后带冷却罩水冷至90℃摘罩。退火后的带钢板材进入平整工序，平整延伸率为0.8%，轧制力为5000kN，空气吹扫压力为50pa；平整后即可得到微合金化冷轧低合金高强钢。
本实施例得到的微合金化冷轧低合金高强钢经过检验屈服强度为375MPa，抗拉强度为492MPa，延伸率A80为28.5%。
实施例2：本罩式退火线生产微合金化冷轧低合金高强钢的方法的工艺过程如下所述。
炼钢和LF精炼工序同实施例1；成品成分如下(质量百分数%)：C0.08，Mn0.75，S0.009，P0.015，Si0.08，Als0.010，Nb0.020，Ti0.015，余量铁。热轧和冷轧工序过程同实施例1，冷轧板带规格：1300×2.0mm，冷轧压下量为55%。
退火工序，加热过程中，热点的加热速度为80℃/h；保温过程中，冷点为660℃，热点为685℃，保温时间8h；冷却过程中，首先带加热罩冷却1.0h，最低冷速为20℃/h；然后带冷却罩风冷至370℃，最后带冷却罩水冷至80℃摘罩。平整工序的平整延伸率为1.6%，轧制力为5000kN，空气吹扫压力为50pa；即可得到微合金化冷轧低合金高强钢。
本实施例得到的微合金化冷轧低合金高强钢经过检验屈服强度为368MPa，抗拉强度为482MPa，延伸率A80为27.0%。
实施例3：本罩式退火线生产微合金化冷轧低合金高强钢的方法的工艺过程如下所述。
炼钢和LF精炼工序同实施例1；成品成分如下(质量百分数%)：C0.09，Mn0.76，S0.005，P0.016，Si0.14，Als0.050，Nb0.026，Ti0.025，余量铁。热轧和冷轧工序过程同实施例1，冷轧板带规格：1300×1.9mm，冷轧压下量为52.5%。
退火工序，加热过程中，热点的加热速度为50℃/h；保温过程中，冷点为630℃，热点为660℃，保温时间12h；冷却过程中，首先带加热罩冷却2.0h，最低冷速为28℃/h；然后带冷却罩风冷至360℃，最后带冷却罩水冷至100℃摘罩。平整工序的平整延伸率为1.6%，轧制力为5000kN，空气吹扫压力为50pa；即可得到微合金化冷轧低合金高强钢。
本实施例得到的微合金化冷轧低合金高强钢经过检验屈服强度为432MPa，抗拉强度为512MPa，延伸率A80为25.5%。
实施例4：本罩式退火线生产微合金化冷轧低合金高强钢的方法的工艺过程如下所述。
炼钢和LF精炼工序同实施例1；成品成分如下(质量百分数%)：C0.05，Mn0.5，S0.020，P0.022，Si0.35，Als0.042，Nb0.025，Ti0.015，余量铁。热轧和冷轧工序过程同实施例1，冷轧板带规格：1300×1.9mm，冷轧压下量为50%。
退火工序，加热过程中，热点的加热速度为65℃/h；保温过程中，冷点为640℃，热点为680℃，保温时间11h；冷却过程中，首先带加热罩冷却2.0h，最低冷速为30℃/h；然后带冷却罩风冷至365℃，最后带冷却罩水冷至85℃摘罩。平整工序的平整延伸率为1.5%；即可得到微合金化冷轧低合金高强钢。
本实施例得到的微合金化冷轧低合金高强钢经过检验屈服强度为387MPa，抗拉强度为488MPa，延伸率A80为26.5%。
实施例5：本罩式退火线生产微合金化冷轧低合金高强钢的方法的工艺过程如下所述。
炼钢和LF精炼工序同实施例1；成品成分如下(质量百分数%)：C0.10，Mn1.5，S0.012，P0.030，Si0.50，Als0.025，Nb0.010，Ti0.01，余量铁。热轧和冷轧工序过程同实施例1，冷轧板带规格：1300×2.0mm，冷轧压下量为60%。
退火工序，加热过程中，热点的加热速度为85℃/h；保温过程中，冷点为650℃，热点为700℃，保温时间9h；冷却过程中，首先带加热罩冷却1.5h，最低冷速为22℃/h；然后带冷却罩风冷至355℃，最后带冷却罩水冷至95℃摘罩。平整工序的平整延伸率为1.6%；即可得到微合金化冷轧低合金高强钢。
本实施例得到的微合金化冷轧低合金高强钢经过检验屈服强度为391MPa，抗拉强度为484MPa，延伸率A80为26.1%。
实施例6：本罩式退火线生产微合金化冷轧低合金高强钢的方法的工艺过程如下所述。
炼钢和LF精炼工序同实施例1；成品成分如下(质量百分数%)：C0.05，Mn0.6，S0.012，P0.030，Si0.50，Als0.018，Nb0.050，Ti0.06，余量铁。热轧和冷轧工序过程同实施例1，冷轧板带规格：1250×1.5mm，冷轧压下量为50%。
退火工序，加热过程中，热点的加热速度为70℃/h；保温过程中，冷点为650℃，热点为700℃，保温时间9h；冷却过程中，首先带加热罩冷却1.5h，最低冷速为22℃/h；然后带冷却罩风冷至355℃，最后带冷却罩水冷至95℃摘罩。平整工序的平整延伸率为1.2%；即可得到微合金化冷轧低合金高强钢。
本实施例得到的微合金化冷轧低合金高强钢经过检验屈服强度为462MPa，抗拉强度为579MPa，延伸率A80为24%。
Claims (5)
1.一种罩式退火线生产微合金化冷轧低合金高强钢的方法，其包括炼钢、热轧、冷轧、罩式退火和平整工序，其特征在于，所述的合金成分为：C0.05～0.10wt%，Mn0.5～1.5wt%，S≤0.020wt%，P≤0.030wt%，Si≤0.5wt%，Als0.01～0.05wt%，Nb0.01～0.05wt%，Ti0.01～0.06wt%；
所述罩式退火工序采用全氢式退火炉，包括加热过程、保温过程和冷却过程；所述保温过程的工艺条件为：冷点为630～660℃，热点为660～700℃，保温时间为8～12小时；加热过程中，热点的加热速度为50～100℃/h；冷却过程采用三段式冷却：首先带加热罩冷却1～2h，然后带冷却罩风冷至350～370℃，最后带冷却罩水冷至80～100℃摘罩；带加热罩冷却时的速度为20～30℃/h。
2.根据权利要求1所述的罩式退火线生产微合金化冷轧低合金高强钢的方法，其特征在于：所述冷轧工序中的冷轧压下量为50～60%。
3.根据权利要求1或2所述的罩式退火线生产微合金化冷轧低合金高强钢的方法，其特征在于：所述平整工序中的平整延伸率为0.8～1.6%。
4.根据权利要求1或2所述的罩式退火线生产微合金化冷轧低合金高强钢的方法，其特征在于：炼钢工序采用150吨的顶底复吹转炉，通过转炉吹炼降碳和除磷；出钢过程中采用挡渣器控制转炉下渣，采用硅铝复合脱氧，控制氧化铝夹杂物的形成量，将锰和铌含量配置到中限范围，采用含铝粉的改质剂对大包渣改质，降低渣的氧化性；在LF精炼工序中，加入石灰脱硫并对成分微调和钛合金化，喂入钙线对夹杂物进行变性处理，静吹8～10分钟帮助夹杂物上浮；连铸过程中采用恒拉速和全程保护浇铸，中包中钢液的全氧含量低于20ppm，成品成分按质量百分数如下：C0.10，Mn1.5，S0.012，P0.030，Si0.50，Als0.025，Nb0.010，Ti0.01，余量铁；冷轧板带规格：1300×2.0mm，冷轧压下量为60%；
退火工序，加热过程中，热点的加热速度为85℃/h；保温过程中，冷点为650℃，热点为700℃，保温时间9h；冷却过程中，首先带加热罩冷却1.5h，最低冷速为22℃/h；然后带冷却罩风冷至355℃，最后带冷却罩水冷至95℃摘罩；
平整工序的平整延伸率为1.6%；即可得到微合金化冷轧低合金高强钢，其屈服强度为391MPa，抗拉强度为484MPa，延伸率A80为26.1%。
5.根据权利要求1或2所述的罩式退火线生产微合金化冷轧低合金高强钢的方法，其特征在于：炼钢工序采用150吨的顶底复吹转炉，通过转炉吹炼降碳和除磷；出钢过程中采用挡渣器控制转炉下渣，采用硅铝复合脱氧，控制氧化铝夹杂物的形成量，将锰和铌含量配置到中限范围，采用含铝粉的改质剂对大包渣改质，降低渣的氧化性；在LF精炼工序中，加入石灰脱硫并对成分微调和钛合金化，喂入钙线对夹杂物进行变性处理，静吹8～10分钟帮助夹杂物上浮；连铸过程中采用恒拉速和全程保护浇铸，中包中钢液的全氧含量低于20ppm，成品成分按质量百分数如下：C0.05，Mn0.6，S0.012，P0.030，Si0.50，Als0.018，Nb0.050，Ti0.06，余量铁；冷轧板带规格：1250×1.5mm，冷轧压下量为50%；
退火工序，加热过程中，热点的加热速度为70℃/h；保温过程中，冷点为650℃，热点为700℃，保温时间9h；冷却过程中，首先带加热罩冷却1.5h，最低冷速为22℃/h；然后带冷却罩风冷至355℃，最后带冷却罩水冷至95℃摘罩；
平整工序的平整延伸率为1.2%；即可得到微合金化冷轧低合金高强钢，其屈服强度为462MPa，抗拉强度为579MPa，延伸率A80为24%。
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