CN103820725A - 一种1.2mm厚高温退火用捆带及其生产方法 - Google Patents

Abstract

一种1.2mm厚高温退火用捆带，其组分及重量百分比为：C：0.10~0.15%，Mn：0.50~1.0%，Si：不超过0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%，Nb：0.030~0.060%，Cr：0.50~0.80%，Ni：0.30~0.50%，Als：0.030~0.050%；生产步骤：经冶炼并连铸成坯、对铸坯加热；粗轧；精轧；卷取；常规酸洗；冷轧；制带。本发明厚度为1.2mm，抗拉强度不低于1050MPa，延伸率不低于8%，反复弯曲次数不少于8次(R=5mm)，无分层开裂现象，板形好。用该产品捆扎冷轧钢卷，在600~650°C退火并保温10h后，其抗拉强度仍维持在1000MPa以上，延伸率没有明显变化，也没有出现断带和松卷现象，捆扎效果良好。

Description

一种1.2mm厚高温退火用捆带及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种捆带及其生产方法，具体地属于一种1.2 mm厚高温退火用捆带及其生产方法。

背景技术

    高温退火用捆带是一种具有广阔市场前景的冷轧深加工产品，广泛用于600 °C以上高温环境下捆扎进行退火的冷轧钢卷，防止钢卷因长时间受热而产生膨胀变形。根据市场需求，该类产品应具有“厚度为1.2~1.3 mm，抗拉强度不低于1000 MPa，延伸率不低于8%，反复弯曲次数不少于8次(R=5 mm)，无分层开裂现象，高温环境下长时间使用具有良好的耐蚀性能并且能维持较高的强度”等特点。

    常温条件下，冷轧钢卷的捆扎主要采用普通的发蓝捆带或涂漆捆带。但进行退火处理时，由于温度一般在600 °C以上，保温时间不少于10 h。这种条件下，普通捆带就存在着一定的局限。一方面，发蓝捆带表面的Fe₃O₄保护膜在H₂气氛中，直接被还原成Fe；而涂漆捆带表面的漆膜在高温下会产生严重老化，迅速脱落。无论哪种情况，缺少防护层的捆带在长时间高温条件下容易被氢腐蚀，表面会出现裂纹，甚至发生断裂。另一方面，普通捆带的钢种以碳素钢为主，再加之厚度不超过1.0 mm，保温过程中容易变软，其强度和硬度将大幅下降，在钢卷热膨胀时易发生崩断。而当捆带厚度超过1.3 mm时，由于自身弯折性能变差，也容易发生断裂。

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，主要的生产工艺有去应力退火、铅浴等温淬火+回火、两相区淬火+回火等三种方式。去应力退火工艺操作简单，污染较小，能耗较低，但对原料性能要求较高，产品质量不容易稳定，难以大批量生产。铅浴等温淬火+回火工艺可以保证产品性能，生产规模也能实现，但能耗较高，对环境污染严重，属于国家明令禁止的落后工艺。两相区淬火+回火工艺以水作为淬火介质，污染较小，但由于冷却能力较强，引起较大的内应力，产品容易发生开裂，并且板形难以得到保证。但是，如果采用油浴淬火，因其淬火能力比水弱，在马氏体转变温度区间内的冷却速度比水慢得多，产生的内应力也小很多。因此，捆带发生开裂的可能性也相对较小，可以得到较好的板形。

经检索：

公开号为 CN102383031A的中国专利文献，公开了一种抗拉强度≥980 MPa的高强度捆带及其制造方法。其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%。其通过去应力退火工艺生产出厚度为0.9 mm，抗拉强度为980~1040 MPa，延伸率为12~13.5%的高强度发蓝捆带。其虽然操作简单，污染较小，但是，该工艺对原料性能要求较高，产品质量不容易稳定，难以大批量生产。同时，由于该钢种Si和P含量过高，导致产品的表面质量不佳，并且韧性和焊接性能较差，容易发生脆断而无法使用。本发明中，Si和P含量较低，捆带的表面质量、韧性和焊接性能更好。同时，采用油浴淬火+回火工艺进行生产，对原料性能要求不是过于苛刻，产品质量容易稳定，适合大批量工业生产。

公开号为CN101781735A的中国专利文献，公开了一种抗拉强度≥1000 MPa的高强度捆带钢及其制造方法。其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%。通过去应力退火工艺生产出厚度为0.5~1.2 mm，抗拉强度为1000~1200 MPa，延伸率为10~12%的高强度发蓝捆带，操作简单，污染较小。但是，该工艺对原料性能要求较高，产品质量不容易稳定，难以大批量生产。此外，C含量的上限值达到0.42%，不符合当前“低碳”经济的发展趋势。同时，钢中Si和P含量较高，导致捆带表面质量不佳，并且韧性和焊接性能较差，容易发生脆断。本发明中，Si和P含量较低，捆带的表面质量、韧性和焊接性能更好。同时，采用油浴淬火+回火工艺进行生产，对原料性能要求不是过于苛刻，产品质量容易稳定，适合大批量工业生产。

公开号为CN101363078A的中国专利文献，公开了一种抗拉强度≥1250 MPa的超高强度捆带及其制造方法。其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+回火工艺生产出厚度为0.9 mm，抗拉强度为1350~1400 MPa，延伸率为8~10%的超高强度发蓝捆带。其由于剧毒元素Pb的存在，严重污染环境，能耗较高，生产工艺已被国家明令禁止使用，不宜推广。本发明中，在能保证产品性能的前提下，采用油浴淬火+回火工艺，以油作为淬火介质，对环境污染较小。

公开号为CN101805870A的中国专利文献，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+回火工艺生产出厚度为0.5~1.2 mm，抗拉强度为1100~1200 MPa，延伸率为10~12%的超高强度发蓝捆带。由于采用水作为淬火介质，污染较小。但是，因为冷却能力较强，产生较大的内应力，产品容易发生开裂，并且板形难以得到保证。同时，钢中Si和P含量较高，导致捆带表面质量不佳，并且韧性和焊接性能较差，容易发生脆断。本发明中，Si和P含量极低，捆带的表面质量、韧性和焊接性能更好。同时，采用油浴淬火+回火工艺进行生产，因其淬火能力要弱于水，产生的内应力也小很多。因此，捆带发生开裂的可能性也相对较小，可以得到较好的板形。

公开号为CN102400037A的中国专利文献，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%。通过两相区淬火+回火工艺生产出厚度为0.5~1.0 mm，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。但是，因为冷却能力较强，引起较大的内应力，产品容易发生开裂，并且板形难以得到保证。本发明中，采用油浴淬火+回火工艺进行生产，因其淬火能力要弱于水，产生的内应力也小很多。因此，捆带发生开裂的可能性也相对较小，可以得到较好的板形。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种满足在长时间高温退火条件下安全捆扎冷轧钢卷的高强度捆带及其生产方法。产品的厚度为1.2 mm，抗拉强度不低于1050 MPa，延伸率不低于8%，反复弯曲次数不少于8次(R=5 mm)，无分层开裂现象，热稳定性能良好。 

本申请为了实现上述目的，进行了大量的试验及分析，通过优化选择，提出添加少量合金元素Nb、Cr和Ni及采用油浴淬火+回火工艺。一方面，少量的Nb、Cr、Ni有助于提高产品的强度，平衡塑性和韧性，增强捆带的耐蚀性和热稳定性。另一方面，由于捆带尺寸较厚，采用油浴淬火+回火，油淬火能力比水弱，在马氏体转变温度区间内的冷却速度比水慢得多，由此产生的内应力也小很多。因此，产品发生开裂的可能性也相对较小。

实现上述目的的措施：

一种1.2 mm厚高温退火用捆带，其组分及重量百分比为：C：0.10~0.15%，Mn：0.50~1.0%，

Si：不超过0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%， Nb：0.030~0.060%，Cr：0.50~0.80%，Ni：0.30~0.50%，Als：0.030~0.050%，其余为Fe及不可避免的杂质。

生产一种1.2 mm厚高温退火用捆带的方法，其步骤：

1）经冶炼并连铸成坯，及常规对铸坯加热；

2）进行粗轧，控制粗轧温度为1100~1200 °C；

3）进行精轧，控制精轧温度为950~980 °C，轧制结束后，热轧钢板厚度为2.5±0.1 mm； 

4）进行卷取，控制卷取温度在620~650 °C，卷取后，热轧钢板的抗拉强度不低于600 MPa，延伸率不低于28%；

5）进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；

6）进行冷轧：进行5道次反复轧制，控制总压下率为50~54%，轧制结束后，冷轧钢板厚度为1.2 ±0.01 mm，抗拉强度不低于980 MPa，延伸率不低于5%，无分层开裂现象；

7）进行制带：

A、开卷后进行分条并去除毛刺；

B、在温度为900~930 °C内进行奥氏体化，时间为10~15 s；

C、进行油浴淬火，控制其淬火速度为300~400 °C/s；

D、进行回火，控制其回火温度为600~650 °C，时间为50~80 s；

E、空冷至室温；

F、按照要求进行涂蜡；

G、进行烘干，烘干温度为260~310 °C，直至钢板表面没有液体蜡，结束烘烤；

H、常规卷取。

本发明中各元素及主要工序的作用：

碳：碳(C)是影响捆带力学性能的重要元素，一般来说，C含量高于0.15%，捆带的强度和硬度会迅速提高，但脆性会随之增加，耐蚀性能也会下降。C含量低于0.12%，又很难保证产品的强度和硬度。因此，在本发明中，C含量要求控制在0.10~0.15%。

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。Mn含量高于1.0%，将降低捆带的塑性和韧性，且导致生产成本上升。Mn含量低于0.50%，脱氧和除硫的效果变得不佳。因此，在本发明中，Mn含量要求控制在0.50~1.0%。

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。Si含量高于0.010%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。Si含量低于0.001%，将削弱强化作用，影响产品的强度和硬度。因此，在本发明中，Si含量要求控制不超过0.010%。

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含量要求控制在≤0.010%。

硫：硫(S)是钢中的有害元素，容易引起热脆，降低捆带的韧性，并严重削弱捆带的焊接性能，一般应予以去除。因此，在本发明中，S含量要求控制在≤0.010%。

铌、铬和镍：铌(Nb)、铬(Cr)和镍(Ni)作为合金元素，可以细化晶粒，提高捆带的强度，平衡塑性和韧性，增加产品的耐蚀性和热稳定性。含量低于限定的0.03%、0.50%和0.30%，效果不明显。但含量高于限定的0.060%、0.80%和0.50%，不仅会造成生产成本大大增加，还会使钢板性能恶化，这是由于过量的Nb、Cr和Ni会急剧提高产品的强度，严重削弱产品的塑性和韧性，引起断带。因此，在本发明中，Nb含量要求控制在0.030~0.060%。Cr含量要求控制在0.50~0.80%，Ni含量要求控制在0.30~0.50%。

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含量要求控制在0.030~0.050%。

冷轧工序

热轧酸洗卷分切后采用5道次反复轧制，控制总压下率为50~54%，冷轧至厚度为1.2±0.01 mm，力学性能：抗拉强度不低于980 MPa，延伸率不低于5%，无分层开裂现象。在冷轧阶段之所以选择5道次轧制，是因为在保证产品性能的前提下，这样既可以保证冷轧原料的强度和厚度，又能节约大量的生产时间。轧制道次数过少，各道次压下率就会变得较高，对轧辊和轧机的损伤也较大；轧制道次过多，则会无谓地增加生产时间。

制带工序

冷轧原料在完成开卷、分条并去除毛刺后，通过油浴淬火+回火工艺生产捆带，控制其淬火速度为300~400 °C/s。之所以采用该生产工艺，是由于捆带尺寸较厚，油淬火能力比水弱，在马氏体转变温度区间内的冷却速度比水慢得多，产生的内应力也小很多。因此，产品发生开裂的可能性也相对较低。

与现有的普通捆带相比，本发明中，产品的厚度为1.2 mm，抗拉强度不低于1050 MPa，延伸率不低于8%，反复弯曲次数不少于8次(R=5 mm)，无分层开裂现象，板形好。用该产品捆扎冷轧钢卷，在600~650 °C退火并保温10 h后，其抗拉强度仍维持在1000 MPa以上，延伸率没有明显变化，也没有出现断带和松卷现象，捆扎效果良好。

具体实施方式

下面对本发明予以详细描述：

表1为本发明各实施例及对比例的化学成分列表；

表2为本发明各实施例及对比例的轧制工艺参数列表；

表3为本发明各实施例及对比例的原料力学性能检测情况列表；

表4为本发明各实施例及对比例的制带工艺参数及产品性能检测情况列表；

表5为本发明各实施例及对比例的使用性能情况列表。

本发明各实施例按照以下步骤生产：

1）经冶炼并连铸成坯，及常规对铸坯加热；

2）进行粗轧，控制粗轧温度为1100~1200 °C；

3）进行精轧，控制精轧温度为950~980 °C，轧制结束后，热轧钢板厚度为2.5±0.1 mm； 

4）进行卷取，控制卷取温度在620~650 °C，卷取后，热轧钢板的抗拉强度不低于600 MPa，延伸率不低于28%；

5）进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；

6）进行冷轧：进行5道次反复轧制，控制总压下率为50~54%，轧制结束后，冷轧钢板厚度为1.2 ±0.01 mm，抗拉强度不低于980 MPa，延伸率不低于5%，无分层开裂现象；

7）进行制带：

A、开卷后进行分条并去除毛刺；

B、在温度为900~930 °C内进行奥氏体化，时间为10~15 s；

C、进行油浴淬火，控制其淬火速度为300~400 °C/s；

D、进行回火，控制其回火温度为600~650 °C，时间为50~80 s；

E、空冷至室温；

F、按照要求进行涂蜡；

G、进行烘干，烘干温度为260~310 °C，直至钢板表面没有液体蜡，结束烘烤；

H、常规卷取。

表1              本发明各实施例及对比例的化学成分(wt%)

表2            本发明各实施例及对比例的轧制工艺参数

表3        本发明各实施例及对比例的原料力学性能

表4        本发明各实施例及对比例的制带工艺参数及产品性能

表5           本发明各实施例及对比例的试用性能列表

从表4及表5中可以看出，本发明申请的捆带，其抗拉强度为1050~1100 MPa；延伸率为8~9%；反复弯曲次数(R=5 mm)为8~9次；在600~650 °C退火并保温10 h后，其抗拉强度仍维持在1000 MPa以上，延伸率没有明显变化。产品性能完全满足使用要求。

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 (2)

1.一种2 mm厚高温退火用捆带，其组分及重量百分比为：C：0.10~0.15%，Mn：0.50~1.0%，

Si：不超过0.010%，P：≤0.010%，S：≤0.010%， Nb：0.030~0.060%，Cr：0.50~0.80%，Ni：0.30~0.50%，Als：0.030~0.050%，其余为Fe及不可避免的杂质。

2.生产权利要求1所述的一种1.2 mm厚高温退火用捆带的方法，其步骤：

1）经冶炼并连铸成坯，及常规对铸坯加热；

2）进行粗轧，控制粗轧温度为1100~1200 °C；

3）进行精轧，控制精轧温度为950~980 °C，轧制结束后，热轧钢板厚度为2.5±0.1 mm； 

4）进行卷取，控制卷取温度在620~650 °C，卷取后，热轧钢板的抗拉强度不低于600 MPa，延伸率不低于28%；

5）进行常规酸洗，使钢板表面无氧化铁皮；

6）进行冷轧：进行5道次反复轧制，控制总压下率为50~54%，轧制结束后，冷轧钢板厚度为1.2 ±0.01 mm，抗拉强度不低于980 MPa，延伸率不低于5%，无分层开裂现象；

7）进行制带：

A、开卷后进行分条并去除毛刺；

B、在温度为900~930 °C内进行奥氏体化，时间为10~15 s；

C、进行油浴淬火，控制其淬火速度为300~400 °C/s；

D、进行回火，控制其回火温度为600~650 °C，时间为50~80 s；

E、空冷至室温；

F、按照要求进行涂蜡；

G、进行烘干，烘干温度为260~310 °C，直至钢板表面没有液体蜡，结束烘烤；

H、常规卷取。