CN103882202A

CN103882202A - 一种连续退火高强热镀锌钢的制造方法

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Publication number: CN103882202A
Application number: CN201210557624.4A
Authority: CN
Inventors: 丁志龙; 申庆波; 王海军; 黄绪传
Original assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-06-25
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: CN103882202B

Abstract

本发明涉及一种低成本连续退火高强热镀锌钢板的制造方法，主要解决目前低成本镀锌钢板强度和塑性较低的技术问题。本发明特别适应稳定生产0.2-1.2mm厚度的热镀锌产品。制备时按成分获得连铸坯，经加热炉在1100-1160℃加热，连铸板坯在连续或半连续热连轧机架上进行轧制，粗轧后进行精轧轧制，精轧为7道次连轧，精轧终轧温度为850℃～900℃，精轧后，卷取温度为550℃～580℃；将上述热轧钢卷重新开卷经过酸洗后，在可逆轧机或5机架冷连轧机上进行冷轧，冷轧的压下率为60%～90%，冷轧后的退火温度为500～550℃，退火时间为：25～45s，得到厚度为0.20～1.2mm的冷轧热镀锌钢板。本发明钢板适用于建筑滚压成型和高硬度要求的食品罐拉环加工制作，折弯性能良好。

Description

一种连续退火高强热镀锌钢的制造方法

技术领域

本发明涉及一种低成本连续退火高强热镀锌钢板的制造方法，其屈服强度550-650MPa和抗拉强度570-670MPa，适用于建筑滚压成型和高硬度要求的食品罐拉环加工制作，折弯性能良好。

背景技术

近年随着建筑、食品加工等行业的发展，各行业均广泛通过制作件的高强度化实现减薄钢材使用，材料的高强度化通常采用加昂贵的合金元素如铌、钒和钼等元素，通过细晶强化、析出强化、复相强化来提高基材的强度，这种方法的应用可有效提高材料的强韧性，并能保持较好塑性和良好的焊接性能，但这种方法应用会带来钢板成本明显增加，采用低成本高强钢的开发并适应行业加工特点成为研究的其中一个方向。

中国专利02830100.5，公开加工性优异的高强度合金化热浸镀锌钢板及其制造方法，含有C：0.05～0.15%、Si：0.3～2.0%、Mn： 1.0～2.8%、P：0.03%或其以下、S：0.02%或其以下、Al：0.005～ 0.5%、N：0.0060%，其材料抗拉强度为大于490MPa。该专利的缺陷合金成本增加很多。

中国专利200810119816.0，公开一种结构用高强镀锌板的生产方法，其特征是镀锌板的化学成分质量百分比为：C，0.16-0.20％；Mn，0.9-1.1％；Si， ≤0.05％；P，≤0.020％；S，≤0.020％；Als，0.02-0.06％，其屈服强度在380MPa。该专利的缺陷合金成本增加很多。

中国专利201210205028.X，本发明公开了一种表面涂镀基板用冷轧薄板的生产方法，以质量百分比计：C≤0.12%，Si≤0.05%，Mn≤0.60%，P≤0.04%，S≤0.04%，余量为Fe，其屈服强度在200MPa。其技术缺陷是采用较高温度退火将得到是更软材质，达不到本发明的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种在软质材基础上实现低成本连续退火高强度热镀锌钢板及其制造方法，主要解决目前低成本镀锌钢板强度和塑性较低的技术问题。本发明特别适应稳定生产0.2-1.2mm厚度的热镀锌产品。

本发明经深入研究，采取的技术思路是采用一种软质化学成分的钢，在冷轧轧制时可采用较小的轧制力达到成品热镀前厚度，通过退火过程控制回复和再结晶过程，保留冷轧所产生的加工硬化，在连续退火热镀锌生产出低成本高强镀锌钢板，在最终成品组织中保留冷轧过程中形成纤维状组织，提高钢材的强度。

为达到上述目的，本发明基板的化学成分（重量百分比）为：本发明基板的具体的化学成份（重量百分比）为：C：0.02～0.04%，Si：0.001-0.03%，Mn：0.10-0.40%，P:0.001-0.015%，S:0.001-0.010%，B：0.0010-0.0020%，余量为Fe和不可避免的夹杂元素。

本发明所述的低成本连续退火高强度镀锌钢板的化学成分限定在上述范围内的理由如下：

[碳]：重要固溶强化元素，钢中C含量可直接影响钢基体中渗碳体含量，随着碳含量增加，组织中渗碳体含量增加，钢板强度相对提高。本发明根据实际炼钢生产能力和热轧、冷轧轧制能力，C含量范围设定为0.02～0.04%。

[硅]：铁素体固溶强化元素，对热镀锌产品来说，Si含量高时钢表面析出产生表面氧化膜，影响基板的可镀性，本发明中的Si含量设定0.001-0.03%。

[锰]：重要固溶强化元素，为了保证钢的综合机械强度，添加适当Mn提高钢板强度。本发明Mn含量控制范围为Mn：0.10-0.40%。

[硫]：本发明中的S为杂质元素，根据实际炼钢生产能力，本发明要求S控制范围为S：0.001-0.010%。

[磷]：本发明中的P为杂质元素，根据实际炼钢生产能力，本发明要求P含量控制为P0.001-0.015%。

[硼]：微量的硼在钢中形成BN，并在奥氏体晶界偏聚，有利于降低Ar3相变点，提高再结晶温度，提高未再结晶组织强度，控制范围0.0010-0.0020%。

本发明中制造方法中：

板坯加热温度：保证完全奥氏体化和热加工要求，加热温度在1100-1160℃。

终轧温度：热轧时材料是完全再结晶轧制，为了避免材料进入两相区轧制导致混昌，终轧温度要高于Ar3相变点，根据生产能力。因此本发明设定精轧终轧温度为850℃～900℃。

卷取温度：卷取温度对铁素体晶粒大小和碳化物析出有影响，为了获得细小的铁素体组织和细小渗碳体析出，设定的卷取温度为550℃～580℃。

酸轧压缩比：为了获得0.2-1.2mm薄规格镀锌产品的生产和结合轧机生产能力，压缩比设定在60%-90%，通过轧制形成冷轧纤维状组织，材料出现加工硬化。

退火温度：通过退火过程控制回复和再结晶过程，保留冷轧所产生的加工硬化，获得成品纤维状组织，钢带在连续退火炉的均热段的退火温度范围为500～550℃，退火时间25-45秒。

本发明有益效果：1、本发明采用软质的低碳低锰成份体系，与现有公开技术相比合金成本大幅降低，体现低成本设计；本发明是在软质材上实现高强钢的突破，与常规热处理工艺思路发生大的变化，但对于这种方法，需要经过逆向思维和大量的试验分析才能得到，况且采用该方法制造的产品在试验初期存在加工开裂的风险，是经过用户加工使用来检验可行性的，采用该方法是具有较大风险的，但事实证明，该产品经过应用确实达到了低成本、高强度、易加工、低能耗的效果；2、采用新的成份体系可有效降低热轧基板的强度，可通过60-90%以上压缩比实现薄规格产品稳定轧制生产，具有易加工好处；3、采用低温退火温度有利于退火炉节能，通常降低50-150℃。

本发明钢是一种在软质基材的条件下实现高强钢的开发，同时由于软质基材更利于冷轧极薄规格轧制。材料力学性能范围是屈服强度550-650 MPa，抗拉强度570-670 MPa，显微组织为铁素体纤维状组织，最终成品规格为0.2-1.2mm，适用于建筑滚压成型和高硬度要求的食品罐拉环加工制作，折弯性能良好。

本发明与中国专利200810119816.0比较，都是为获得低成本高强钢，但是技术思路不相同，200810119816.0思路是通过加入强化元素碳和锰，通过常规热轧工艺和冷轧工艺实现低成本目的。其使用方法为常规强化思路，这种方法为相对最为可靠方法。其次：成分也不同，200810119816.0含碳量和锰量较高，因此其基材在热轧状态下强度较高，由于成分的差异，因此其热轧相变点温度低，其终轧温度在850℃；再次，退火工艺完全不同，其为常规退火工艺680-720℃。最后：效果不同，其产品屈服强度仅为380MPa，与本发明相比，强度低。

本发明和中国专利201210205028.X相比，201210205028.X目的不是为了实现高强，该专利重点如何将该材料强度做低，做软。其思路是采用较高的退火工艺（750-790℃）和热轧终轧温度（730℃），充分再结晶退火，将材料做软，因此通过现有工艺，能实现屈服强度在200MPa水平的成品钢板（常规工艺屈服强度在250MPa）。与本发明相比，实现材料功能目的不同；其思路为采用高温退火思路；成分也不同，虽其申报范围大，但其实例中均为碳和锰含量均较高，合金成本仍高；热轧卷取温度不同，其采用730℃是为了实现低强度，而本发明是为了实现高强，采用低卷取温度（550-580℃）；退火工艺显著不同，其退火温度750-790℃（高温），退火时间：40-100秒，而本发明采用退火温度500-550℃（低温），退火时间： 30-45s（实例）。201210205028.X产品为退火后完全再结晶组织，呈现等轴铁素体组织形态，其加工性能相对好，应适用于加工性能要求较高的需求。

附图说明

图1为本发明金相显微组织照片。

具体实施方式

下面结合实施例1—4对本发明作进一步说明，如表1-表4所示。

表1 本发明(重量百分比%)，余量为Fe及不可避免杂质。

实施例	C%	Si%	Mn%	P%	S%	B
							设定	0.02～0.04	0.001-0.03	0.10-0.40	0.001-0.015	0.001-0.010	0.0010-0.0020
实施例一	0.037	0.021	0.21	0.012	0.007	0.0015
							实施例二	0.031	0.020	0.12	0.013	0.008	0.0018
实施例三	0.024	0.024	0.35	0.014	0.009	0.0012
							实施例四	0.021	0.021	0.20	0.010	0.008	0.0016
CN02830100.5	0.05-0.15	0.3-2.0	1.0-2.8	0.03	0.02	-
							CN200810119816.0	0.16-0.20	≤0.05	0.9-1.1	≤0.020	0.02-0.06	-

通过转炉熔炼，得到符合要求化学成分的连铸坯，厚度为210～240mm，宽度为800～1300mm，长度为5000～10000mm。定尺板坯送至加热炉再加热，出炉除磷后送至热连轧轧机上轧制，轧制加热温度为1100～1160℃，精轧阶段为7道次精轧，进行控制冷却，然后进行卷取，得到钢板厚度为2.0～4.0mm热轧钢卷。工艺控制见表2。

表2 本发明热轧工艺控制参数

实施例	板坯加热温度/℃	精轧结束温度/℃	卷取温度/℃
				设定	1100-1160	850-900	550-580
实施例一	1150	860	560
				实施例二	1130	881	555
实施例三	1150	898	560
				实施例四	1160	855	575
CN02830100.5	-	-	550-750
				CN200810119816.0	1250±20	850±20	560±20

将上述热轧钢卷重新开卷经过酸洗后，在可逆轧机或5机架冷连轧机上进行冷轧，冷轧的压下率为60%～90%，冷轧后的轧硬状态的钢带经过卧式炉连续退火，退火工艺为：钢带在卧式炉的均热段的退火温度为520～560℃，在均热段的退火时间为：25～45s，得到厚度为0.20～1.2mm的薄规格冷轧热镀锌钢板。获得材料的组织参见图1，显微组织为铁素体纤维状组织。工艺控制参数见表3。

表3 本发明冷轧、退火工艺控制参数

实施例	压缩比%	退火温度/℃	退火时间/S
				设定	60-90%	500-550	25-45
实施例一	75	550	35
				实施例二	60	520	25
实施例三	90	540	32
				实施例四	82	505	44
CN02830100.5	50%	700-850	-
				CN200810119816.0	60%	680-720	-

利用上述方法得到的冷轧高强热镀锌钢板的力学性能见表4。

表4 本发明冷轧高强热镀锌钢板的力学性能

实施例	屈服（MPa）	抗拉（MPa）
			设定	550-650	570-670
实施例一	590	605
			实施例二	630	640
实施例三	600	670
			实施例四	640	645
CN02830100.5	450	550
			CN200810119816.0	380	450

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种连续退火高强热镀锌钢的制造方法，其特征是基板的化学成分重量百分比为： C：0.02～0.04%，Si：0.001-0.03%，Mn：0.10-0.40%，P:0.001-0.015%，S:0.001-0.010%，B：0.0010-0.0020%，余量为Fe和不可避免的夹杂元素，按上述成分获得连铸坯，经加热炉在1100-1160℃加热，连铸板坯在连续或半连续热连轧机架上进行轧制，粗轧后进行精轧轧制，精轧为7道次连轧，精轧终轧温度为850℃～900℃，精轧后，钢板成品厚度为2.0～4.0mm厚度，卷取温度为550℃～580℃；将上述热轧钢卷重新开卷经过酸洗后，在可逆轧机或5机架冷连轧机上进行冷轧，冷轧的压下率为60%～90%，冷轧后的轧硬状态的钢带经过卧式炉连续退火，退火温度为500～550℃，退火时间为：25～45s，得到厚度为0.20～1.2mm的冷轧热镀锌钢板。

2.根据权利要求1所述的一种连续退火高强热镀锌钢的制造方法，其特征是：所获得的冷轧热镀锌钢板，其屈服强度达550-650MPa，抗拉强度达570-670MPa。