CN104046895B

CN104046895B - 无间隙原子钢冷轧钢板及其生产方法

Info

Publication number: CN104046895B
Application number: CN201310226162.2A
Authority: CN
Inventors: 王敏莉; 郑之旺; 张功庭; 梁英; 寸海红; 刘勇; 王平利; 王海云; 谢勇
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2013-06-07
Filing date: 2013-06-07
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2033-06-07
Also published as: CN104046895A

Abstract

本发明公开了一种无间隙原子钢冷轧钢板及其生产方法，其中，该方法包括：对铸坯进行热轧和冷轧，以得到冷轧钢板；将冷轧钢板卷取为轧卷并在连续退火炉中以带钢形式进行连续退火，在连续退火炉中，在加热段将带钢加热到710～750℃，在均热段将带钢加热到790～830℃，使带钢的温度在喷气冷却段的出口、过时效段的入口、过时效段的出口和二次冷却段的出口分别控制在200～250℃、300～370℃、260～310℃和50～100℃；铸坯的化学成分的重量百分比为C：≤0.006%，Si：≤0.05%，Mn：0.10～0.40%，P：≤0.020%，S：≤0.015%，Ti：0.03～0.05%，N：≤0.005%，Al：0.010%～0.080%，余量为Fe和不可避免杂质。本发明使用Ti含量较低的铸坯生产出与Ti含量较高的铸坯生产的冷轧钢板的力学性能相当的冷轧钢板，降低了生产成本。

Description

无间隙原子钢冷轧钢板及其生产方法

技术领域

本发明涉及无间隙原子钢，具体地，涉及一种无间隙原子钢冷轧钢板及其生产方法。

背景技术

随着汽车行业的不断发展，市场对汽车用板例如无间隙原子钢冷轧钢板的要求不断提高，在保证力学性能前提下，低成本的生产技术显得愈加迫切。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够降低生产成本的无间隙原子钢冷轧钢板的生产方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种无间隙原子钢冷轧钢板的生产方法，其中，该方法包括：对铸坯进行热轧和冷轧，以得到冷轧钢板；将所述冷轧钢板卷取为轧卷并在连续退火炉中以带钢形式进行连续退火，在所述连续退火炉中，在加热段将所述带钢加热到710～750℃，在均热段将所述带钢加热到790～830℃，并使所述带钢的温度在喷气冷却段的出口、过时效段的入口、过时效段的出口和二次冷却段的出口分别控制在200～250℃、300～370℃、260～310℃和50～100℃；其中，所述铸坯的化学成分的重量百分比为C：≤0.006%，Si：≤0.05%，Mn：0.10～0.40%，P：≤0.020%，S：≤0.015%，Ti：0.03～0.05%，N：≤0.005%，Al：0.010%～0.080%，余量为Fe和不可避免杂质。

本发明还提供一种无间隙原子钢冷轧钢板，其中，该无间隙原子钢冷轧钢板通过本发明的方法生产。

通过上述技术方案，可以使用Ti含量较低的铸坯生产出与Ti含量较高的铸坯生产的冷轧钢板的力学性能相当的冷轧钢板，从而在保证力学性能前提下，降低了生产成本。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下结合对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

根据本发明的一个方面，提供一种无间隙原子钢冷轧钢板的生产方法，其中，该方法包括：对铸坯进行热轧和冷轧，以得到冷轧钢板；将所述冷轧钢板卷取为轧卷并在连续退火炉中以带钢形式进行连续退火，在所述连续退火炉中，在加热段将所述带钢加热到710～750℃，在均热段将所述带钢加热到790～830℃，并使所述带钢的温度在喷气冷却段的出口、过时效段的入口、过时效段的出口和二次冷却段的出口分别控制在200～250℃、300～370℃、260～310℃和50～100℃,其中，所述铸坯的化学成分的重量百分比为C：≤0.006%，Si：≤0.05%，Mn：0.10～0.40%，P：≤0.020%，S：≤0.015%，Ti：0.03～0.05%，N：≤0.005%，Al：0.010%～0.080%，余量为Fe和不可避免杂质。

本发明中，碳含量范围的选择主要考虑钢质纯净度和产品的综合性能，提供将碳含量控制在小于0.01%的范围，可以提高钢板的塑性和成型性能。硅和氮作为残留元素存在，不特意添加，越低越好。锰主要是提高强度并且与硫结合成MnS，以防止因FeS所造成的热裂纹，但Mn含量过高，会影响钢的焊接性能，因此选取的范围是0.1～0.40%。P和S作为残留元素存在，考虑到炼钢工序的经济性和Ca处理的效果，都按≤0.015%控制。铝主要是作为脱氧元素添加的，过高的铝将影响钢的焊接性能以及镀层附着力并且不经济，但含量过低会增加生产控制难度，因此，Al含量选择为0.010%～0.080%。

无间隙原子钢冷轧钢板中，Ti主要是固定间隙N原子，使间隙原子得以清除，得到纯净的铁素体基体。其中，Ti含量的多少直接影响生产成本。本发明通过选用较低的Ti含量并配合相应的连续退火工艺，可以使用Ti含量较低的铸坯生产出与Ti含量较高的铸坯生产的冷轧钢板的力学性能相当的冷轧钢板，从而在保证力学性能前提下，降低了生产成本。

在连续退火过程中，带钢在加热段经过710～750℃的高温加热进行回复，在均热段进行790～830℃的加热和保温，能够完成再结晶过程和晶粒长大。通过将带钢的各位置温度控制在上述范围内,能够获得以下效果:在喷气冷却段使固溶碳达到过饱和；在过时效段的入口使带钢晶粒均匀化，使得最终性能均匀；在过时效段的出口进行过时效处理，使固溶碳析出；在二次冷却段进行适当的冷却，防止带钢因温度较高而在空气中容易氧化。

本发明中，所述带钢在所述加热段中的加热时间可以为30～60秒，所述带钢在所述均热段中的加热时间可以为30～60秒。

另外，可以根据需要合理地设置热轧和冷轧的各项参数。其中，终轧温度与铁素体相变形核核心的数量有很大的关系，精轧后几道次变形已处于未再结晶区轧制，一方面能够增加单位体积晶界的数目，另一方面能够在拉长的晶粒内增加变形带和孪晶带面积。经过未再结晶区轧制，奥氏体晶粒不仅被拉长，而且被压扁，这种被压扁的奥氏体晶粒相变成多边形铁素体晶粒，未结晶区的变形量越大，奥氏体晶粒被压扁的程度越高，铁素体晶粒越细小。因此，优选地，热轧包括粗轧和精轧，粗轧时，可以将所述铸坯加热至1190～1210℃并开始粗轧，精轧的终轧温度可以为900～950℃。另外，所述铸坯的厚度可以为190～210mm，可以将铸坯粗轧至33～37mm的厚度，精轧后的板坯厚度为2.75～4.5mm。

另外，热轧后，冷却速度越大，相变温度越低，过冷度越大，晶粒越细小，随着冷却速度的提高，相变开始点与终了点的温度下降。在加速冷却时，由于相变温度下降，铁素体生核速度增大，形核多。另外，由于在冷却过程中抑制了铁素体晶粒长大，可以得到更细的铁素体晶粒。具有细小晶粒的热轧板经过冷轧，形成位错和变形带，经过再结晶退火，铁素体晶粒在位错和变形带上形核并长大，得到最终的具有特超深冲的优良成形性能的冷轧板。因此，优选地，可以使精轧后的板坯以10～25℃的冷速冷却到730～780℃后并使用热卷箱卷取，从而能够得到细小的热轧组织和粗大的第二相析出。待冷却后可以进行冷轧。

另外，可以通过提高冷轧压下率降低再结晶温度，细化晶粒。优选地，所述冷轧的压下率可以为70～80%。其中，冷轧可以采用各种适当的设备，例如，冷轧末机架可以采用毛辊轧制，其中工作辊的粗糙度Ra可以为3.0～4.0μm。经过毛辊轧制后，在后续的涂油过程中，钢板表面容易吸附防锈油，在之后进行的冲压成型过程中，钢板表面的防锈油可以减轻或避免钢板表面在快速深拉延产生的变形和应力下引起的开裂，有利于成型性能。

此外，所述方法还可以包括在连续退火后，将所述带钢经水液槽冷却至室温。并且可以对冷却后的所述带钢进行光整和拉矫以获得无间隙原子钢冷轧钢板。其中，光整和拉矫的延伸率可以分别为1.0～1.3%和0.3～0.6%。

根据本发明的另一方面，提供一种无间隙原子钢冷轧钢板，其中，该无间隙原子钢冷轧钢板通过本发明的方法生产。

下面通过具体实施例说明本发明的方法。

以下实施例和对比例中，钢水在转炉冶炼并经LF炉Ca处理，并且经RH脱碳并最终浇注获得铸坯。

实施例1

铸坯的化学成分的重量百分比为C：0.004%、Si：0.020%、Mn：0.10%、P：0.012%、S：0.008%、Als：0.040%，Ti：0.03%，N：0.005%，余量为Fe及不可避免的杂质，铸坯的厚度为190mm。铸坯加热至1207℃开始粗轧，并粗轧为33mm厚的带钢，精轧的终轧温度为900℃，精轧后带钢的厚度为4mm。精轧后以18℃/s的冷速冷却到780℃使用热卷箱卷取。带钢冷却后用盐酸酸洗，然后在冷连轧机上以75%的压下率轧成1.0mm的冷轧板。冷轧末机架的工作辊的粗糙度Ra为3.0μm。轧后卷在连续退火炉中以带钢形式连续退火，其中，在连续退火炉的NOF（无氧化炉）加热段和RTH（幅射管加热炉）均热段中分别将带钢加热到750℃和820℃，时间分别为30秒和45秒；机组速度为40m/min；在连续退火炉的GJS（喷气冷却段）、LTH（立式过时炉的入口，即过时效段的入口）、OAS（立式过时炉的出口，即过时效段的出口）和FCS（二次冷却段的出口），带钢的温度分别为245、366℃、260℃和73℃。然后，将带钢经过水液槽冷却至室温，并进行光整和拉矫，光整和拉矫的延伸率分别为1.3%和0.6%。

实施例2

铸坯的化学成分的重量百分比为C：0.003%、Si：0.020%、Mn：0.20%、P：0.014%、S：0.009%、Als：0.080%，Ti：0.036%，N：0.003%，余量为Fe及不可避免的杂质，铸坯的厚度为200mm。铸坯加热至1210℃开始粗轧，并粗轧为34mm厚的带钢，精轧的终轧温度为923℃，精轧后带钢的厚度为2.75mm。精轧后以10℃/s的冷速冷却到730℃使用热卷箱卷取。带钢冷却后用盐酸酸洗，然后在冷连轧机上以70%的压下率轧成0.98mm的冷轧板。冷轧末机架的工作辊的粗糙度Ra为3.2μm。轧后卷在连续退火炉中以带钢形式连续退火，其中，在连续退火炉的NOF（无氧化炉）加热段和RTH（幅射管加热炉）均热段中分别将带钢加热到735℃和790℃，时间分别为50秒和60秒；机组速度为45m/min；在连续退火炉的GJS（喷气冷却段）、LTH（立式过时炉的入口，即过时效段的入口）、OAS（立式过时炉的出口，即过时效段的出口）和FCS（二次冷却段的出口），带钢的温度分别为200、350℃、280℃和50℃。然后，将带钢经过水液槽冷却至室温，并进行光整和拉矫，光整和拉矫的延伸率分别为1.0%和0.3%。

实施例3

铸坯的化学成分的重量百分比为C：0.006%、Si：0.018%、Mn：0.40%、P：0.02%、S：0.010%、Als：0.010%，Ti：0.05%，N：0.004%，余量为Fe及不可避免的杂质，铸坯的厚度为210mm。铸坯加热至1190℃开始粗轧，并粗轧为37mm厚的带钢，精轧的终轧温度为950℃，精轧后带钢的厚度为4.5mm。精轧后以25℃/s的冷速冷却到758℃使用热卷箱卷取。带钢冷却后用盐酸酸洗，然后在冷连轧机上以80%的压下率轧成0.9mm的冷轧板。冷轧末机架的工作辊的粗糙度Ra为4.0μm。轧后卷在连续退火炉中以带钢形式连续退火，其中，在连续退火炉的NOF（无氧化炉）加热段和RTH（幅射管加热炉）均热段中分别将带钢加热到710℃和830℃，时间分别为60秒和30秒；机组速度为55m/min；在连续退火炉的GJS（喷气冷却段）、LTH（立式过时炉的入口，即过时效段的入口）、OAS（立式过时炉的出口，即过时效段的出口）和FCS（二次冷却段的出口），带钢的温度分别为250、370℃、298℃和100℃。然后，将带钢经过水液槽冷却至室温，并进行光整和拉矫，光整和拉矫的延伸率分别为1.25%和0.55%。

实施例4

铸坯的化学成分的重量百分比为C：0.003%、Si：0.05%、Mn：0.20%、P：0.014%、S：0.015%、Als：0.010%，Ti：0.048%，N：0.005%，余量为Fe及不可避免的杂质，铸坯的厚度为210mm。铸坯加热至1206℃开始粗轧，并粗轧为37mm厚的带钢，精轧的终轧温度为946℃，精轧后带钢的厚度为4.0mm。精轧后以25℃/s的冷速冷却到775℃使用热卷箱卷取。带钢冷却后用盐酸酸洗，然后在冷连轧机上以80%的压下率轧成0.8mm的冷轧板。冷轧末机架的工作辊的粗糙度Ra为4.0μm。轧后卷在连续退火炉中以带钢形式连续退火，其中，在连续退火炉的NOF（无氧化炉）加热段和RTH（幅射管加热炉）均热段中分别将带钢加热到745℃和825℃，时间分别为50秒和40秒；机组速度为55m/min；在连续退火炉的GJS（喷气冷却段）、LTH（立式过时炉的入口，即过时效段的入口）、OAS（立式过时炉的出口，即过时效段的出口）和FCS（二次冷却段的出口），带钢的温度分别为245、300℃、310℃和95℃。然后，将带钢经过水液槽冷却至室温，并进行光整和拉矫，光整和拉矫的延伸率分别为1.25%和0.55%。

对比例1

铸坯的化学成分的重量百分比为C：0.004%、Si：0.015%、Mn：0.2%、P：0.010%、S：0.009%、Als：0.050%，Ti：0.067%，N：0.005%，余量为Fe及不可避免的杂质，铸坯的厚度为210mm。铸坯加热至1202℃开始粗轧，并粗轧为37mm厚的带钢，精轧的终轧温度为930℃，精轧后带钢的厚度为4.0mm。精轧后以25℃/s的冷速冷却到768℃使用热卷箱卷取。带钢冷却后用盐酸酸洗，然后在冷连轧机上以70%的压下率轧成1.2mm的冷轧板。冷轧末机架的工作辊的粗糙度Ra为4.0μm。轧后卷在连续退火炉中以带钢形式连续退火，其中，在连续退火炉的NOF（无氧化炉）加热段和RTH（幅射管加热炉）均热段中分别将带钢加热到752℃和835℃；机组速度为30m/min；在连续退火炉的GJS（喷气冷却段）、LTH（立式过时炉的入口，即过时效段的入口）、OAS（立式过时炉的出口，即过时效段的出口）和FCS（二次冷却段的出口），带钢的温度分别为255、374℃、313℃和105℃。然后，将带钢经过水液槽冷却至室温，并进行光整和拉矫，光整和拉矫的延伸率分别为0.7%和0.42%。

对比例2

铸坯的化学成分的重量百分比为C：0.003%、Si：0.020%、Mn：0.19%、P：0.010%、S：0.010%、Als：0.050%，Ti：0.083%，N：0.004%，余量为Fe及不可避免的杂质，铸坯的厚度为200mm。铸坯加热至1215℃开始粗轧，并粗轧为35mm厚的带钢，精轧的终轧温度为906℃，精轧后带钢的厚度为4.0mm。精轧后以20℃/s的冷速冷却到735℃使用热卷箱卷取。带钢冷却后用盐酸酸洗，然后在冷连轧机上以75%的压下率轧成1.0mm的冷轧板。冷轧末机架的工作辊的粗糙度Ra为4.0μm。轧后卷在连续退火炉中以带钢形式连续退火，其中，在连续退火炉的NOF（无氧化炉）加热段和RTH（幅射管加热炉）均热段中分别将带钢加热到753℃和833℃；机组速度为36m/min；在连续退火炉的GJS（喷气冷却段）、LTH（立式过时炉的入口，即过时效段的入口）、OAS（立式过时炉的出口，即过时效段的出口）和FCS（二次冷却段的出口），带钢的温度分别为260、372℃、340℃和95℃。然后，将带钢经过水液槽冷却至室温，并进行光整和拉矫，光整和拉矫的延伸率分别为0.69%和0.35%。

将上述各实施例和对比例获得的带钢进行力学性能测试，屈服强度R_eL，抗拉强度R_m、延伸率A₈₀的测试方法为GBT228-2002金属材料室温拉伸试验方法；r90的测试方法为GBT_5027-2007金属材料_薄板和薄带塑性应变比（r值）的测定；n90的测试方法为GBT_5028-2008金属薄板和薄带拉伸应变硬化指数(n值)试验方法。结果如表1所示。

表1

名称	R_eL（MPa）	R_m（MPa）	A₈₀	r₉₀	n₉₀
						实施例1	170	295	45%	2.2	0.23
实施例2	165	290	44.5%	2.4	0.24
						实施例3	168	304	44.2%	2.3	0.23
实施例4	170	290	45%	2.2	0.23
						对比例1	170	305	43.5%	2.2	0.22
对比例2	168	300	44%	2.2	0.23

由此可见，使用本发明的方法，可以使用Ti含量较低的铸坯生产出与Ti含量较高的铸坯生产的冷轧钢板的力学性能相当的冷轧钢板，从而在保证力学性能前提下，降低了生产成本。

以上细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims

1.一种无间隙原子钢冷轧钢板的生产方法，其特征在于，该方法包括：

对铸坯进行热轧和冷轧，以得到冷轧钢板；

将所述冷轧钢板卷取为轧卷并在连续退火炉中以带钢形式进行连续退火，在所述连续退火炉中，在加热段将所述带钢加热到710～750℃，在均热段将所述带钢加热到790～830℃，并使所述带钢的温度在喷气冷却段的出口、过时效段的入口、过时效段的出口和二次冷却段的出口分别控制在200～250℃、300～370℃、260～310℃和50～100℃；

其中，所述铸坯的化学成分的重量百分比为C：≤0.006％，Si：≤0.05％，Mn：0.10～0.40％，P：≤0.020％，S：≤0.015％，Ti：0.03～0.05％，N：≤0.005％，Al：0.010％～0.080％，余量为Fe和不可避免杂质；

其中，所述带钢在所述加热段中的加热时间为30～60秒，所述带钢在所述均热段中的加热时间为30～60秒，热轧包括粗轧和精轧，粗轧时，将所述铸坯加热至1190～1210℃并开始粗轧，精轧的终轧温度为900～950℃，所述铸坯的厚度为190～210mm，将所述铸坯粗轧至33～37mm的厚度，精轧后的板坯厚度为2.75～4.5mm，使精轧后的板坯以10～25℃的冷速冷却到730～780℃后并使用热卷箱卷取，待冷却后进行冷轧，所述冷轧的压下率为70～80％，冷轧末机架采用毛辊轧制，其中工作辊的粗糙度Ra为3.0～4.0μm。

2.根据权利要求1所述的无间隙原子钢冷轧钢板的生产方法，其中，所述方法还包括在连续退火后，将所述带钢经水液槽冷却至室温。

3.根据权利要求2所述的无间隙原子钢冷轧钢板的生产方法，其中，对冷却后的所述带钢进行光整和拉矫以获得无间隙原子钢冷轧钢板。

4.一种无间隙原子钢冷轧钢板，其特征在于，该无间隙原子钢冷轧钢板通过根据权利要求1-3中任意一项所述的方法生产。