CN104046905A

CN104046905A - 一种热连轧带钢及其制备方法

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Publication number: CN104046905A
Application number: CN201310632863.6A
Authority: CN
Inventors: 张开华; 叶晓瑜; 孙新军; 翁建军; 李卫平; 刘勇; 王海云
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: 2013-11-29
Filing date: 2013-11-29
Publication date: 2014-09-17

Abstract

本发明公开了一种热连轧带钢的制备方法，该方法包括炼钢步骤、连铸步骤、加热步骤、热连轧步骤和卷取步骤，其特征在于，所述炼钢后的钢水的组成成分为：C：0.05-0.15重量%，Si：0.05-0.5重量%，Mn：1-2重量%，Ti：0.05-0.2重量%，V：0.1-0.2重量%，Mo：0.15-0.4重量%，Cr：0.15-0.4重量%，P≤0.025重量%，S≤0.01重量%，Fe：96.15-98.45重量%，余量为不可避免的杂质；所述热连轧步骤中的精轧终轧温度为850-900℃；所述卷取步骤中的卷取温度为605-640℃。根据本发明的方法，能够提供一种屈服强度为850MPa级的热连轧钢带。

Description

一种热连轧带钢及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种热连轧带钢及其制备方法。

背景技术

热连轧带钢是工程机械用中用途最广、使用量最大的钢铁材料之一。主要用于挖掘机械、铲土运输机械、工程起重机械、矿山机械、叉车、工业车辆、混凝土机械等。近年来，随着中国的工程机械行业与国际接轨，对工程机械用钢的强度、韧性、可塑性和可焊性的要求越来越高。因此，工程机械制造业为了提高生产效率，减轻设备自重和降低能源消耗，对强度级别较高的工程机械用热连轧带钢的需求量越来越大。

北京科技大学的柳得橹等公开了一种含铝、硼高强度微合金钢的生产工艺方法，其化学成分为C：0.04-0.08重量%、Mn：1.80-2.60重量%、Nb：0.030-0.060重量%、Al：0.06-0.30重量%和B：15-80PPm，其生产方法是轧后的钢板立即进行淬火处理，其成品的金相组织为马氏体、贝氏体和残余奥氏体的复合组织。

北京科技大学的贺信莱等公开了一种用于高强度低合金钢生产的弛豫-析出-控制相变技术，该发明包括将轧后的钢板进行空冷10-100s，然后直接淬火或以10℃/s以上的冷却速度冷却到室温，成品的金相组织为粒状贝氏体、板条贝氏体与马氏体的混合组织。

秦皇岛首秦金属材料有限公司的宋欣等公开了一种屈服强度800MPa工程机械用调质钢及其生产方法，该发明包括将轧后的钢板调质处理，最终得到的成品的金相组织为回火索氏体。

宝山钢铁股份有限公司姚连登等公开了一种屈服强度800MPa级低焊接裂纹敏感性钢板及其制造方法，其发明包括将轧后的钢板送入加速冷却装置，以10-30℃/s的冷却速度冷却到480-540℃出水后空冷，最终成品的金相组织为超细的板条贝氏体。

上述发明均是采用淬火或调质处理工艺对扎后的钢板进行处理，以此采用组织强化工艺路线来提高强度，但只能被具有热处理生产线的中厚板生产厂家采用，且产品工序成本较高，而且无法应用于热连轧生产线上生产热连轧带钢。

东北大学的李长生等公开了一种屈服强度高于800MPa的矿井救生舱用热轧带钢及制备方法，其化学成分为C：0.03-0.06重量%、Si：0.20-0.35重量%、Mn：1.70-1.80重量%、Al：0.02-0.05重量%、Mo：0.30-0.50重量%、Nb：0.04-0.06重量%、Ti：0.01-0.02重量%、Cu：0.20-0.35重量%、B：0.001-0.002重量%，其生产方法是将轧后的钢板以15-60℃/s的冷却速度冷却到350-450℃后进行卷取，成品的金相组织为板条贝氏体、少量针状铁素体和粒状贝氏体的复相组织。

虽然上述发明是采用组织强化、细晶强化和析出强化相结合的方法，但是必须采用低的卷取温度，使得对生产线卷取机的要求较高，同时低温卷取生产的带钢内应力大，在使用过程中容易出现翘曲或瓢曲的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中制备高强度热连轧带钢的工艺较为复杂、生产成本高、难以应用于热连轧生产线等缺陷，提供一种工艺简单、生产成本低，且适应性强的热连轧带钢的制备方法，以及通过该方法制备得到的热连轧带钢。

本发明的发明人研究发现，采用钛（Ti）、钒（V）、锰（Mn）和钼（Mo）这四种金属元素合金化的方式，并使各组分控制在合适的含量范围内，且采用850-900℃的高的精轧终轧温度和605-640℃的高的卷取温度，可以使生产出的热连轧带钢具有高强度高韧性，由于避免加入Nb、Ni等贵重元素，节约了成本，且高的精轧终轧温度和高的卷取温度使生产工艺控制简单。基于该发现，完成了本发明。

为了实现上述目的，本发明提供一种热连轧带钢的制备方法，该方法包括炼钢步骤、连铸步骤、加热步骤、热连轧步骤和卷取步骤，其中，所述炼钢后的钢水的组成成分为：C：0.05-0.15重量%，Si：0.05-0.5重量%，Mn：1-2重量%，Ti：0.05-0.2重量%，V：0.1-0.2重量%，Mo：0.15-0.4重量%，Cr：0.15-0.4重量%，P≤0.025重量%，S≤0.01重量%，Fe：96.15-98.45重量%，余量为不可避免的杂质；所述热连轧步骤中的精轧终轧温度为850-900℃；所述卷取步骤中的卷取温度为605-640℃。

本发明还提供了上述制备方法所制备的热连扎带钢。

本发明采用Ti、V、Mn和Mo合金化方式，控制炼钢后的钢水成分为：C：0.05-0.15重量%，Si：0.05-0.5重量%，Mn：1-2重量%，Ti：0.05-0.2重量%，V：0.1-0.2重量%，Mo：0.15-0.4重量%，Cr：0.15-0.4重量%，P≤0.025重量%，S≤0.01重量%，Fe：96.15-98.45重量%，余量为不可避免的杂质。避免了加入Nb、Ni等贵重元素，降低了生产成本；同时采用高温终轧、高温卷取和层流冷却工艺，成功生产出金相组织为铁素体和珠光体的高强度的热连轧带钢，其屈服强度为850MPa以上，抗拉强度为900MPa以上，延伸率为15%以上。因此，本发明的方法具有合金成本低、轧制工艺控制简单和适应性强等特点。

具体实施方式

以下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。

本发明提供了一种热连轧带钢的制备方法，该方法包括炼钢步骤、连铸步骤、加热步骤、热连轧步骤和卷取步骤，其中，所述炼钢后的钢水的组成成分为：C：0.05-0.15重量%，Si：0.05-0.5重量%，Mn：1-2重量%，Ti：0.05-0.2重量%，V：0.1-0.2重量%，Mo：0.15-0.4重量%，Cr：0.15-0.4重量%，P≤0.025重量%，S≤0.01重量%，Fe：96.15-98.45重量%，余量为不可避免的杂质；所述热连轧步骤中的精轧终轧温度为850-900℃；所述卷取步骤中的卷取温度为605-640℃。

根据本发明，只要使炼钢后的钢水成分为：C：0.05-0.15重量%，Si：0.05-0.5重量%，Mn：1-2重量%，Ti：0.05-0.2重量%，V：0.1-0.2重量%，Mo：0.15-0.4重量%，Cr：0.15-0.4重量%，P≤0.025重量%，S≤0.01重量%，Fe：96.15-98.45重量%，余量为不可避免的杂质；所述热连轧步骤中的精轧终轧温度为850-900℃；所述卷取步骤中的卷取温度为605-640℃，即可实现本发明的目的，即降低生产成本，轧制工艺控制简单，且制造出高强度高韧性的热连轧带钢。但优选情况下，所述炼钢后的钢水的组分成分为：C：0.07-0.1重量%，Si：0.1-0.3重量%，Mn：1.2-1.5重量%，Ti：0.09-0.14重量%，V：0.12-0.17重量%，Mo：0.2-0.35重量%，Cr：0.2-0.35重量%，P≤0.025重量%，S≤0.01重量%，Fe：97.09-98.02重量%，余量为不可避免的杂质。更优选为：C：0.079-0.093重量%，Si：0.1-0.25重量%，Mn：1.3-1.45重量%，Ti：0.09-0.12重量%，V：0.13-0.16重量%，Mo：0.24-0.28重量%，Cr：0.25-0.28重量%，P≤0.018重量%，S≤0.006重量%，Fe：97.37-97.81重量%，余量为不可避免的杂质。

此外，为了进一步提高生产出的热连轧带钢的强度和韧性，优选所述热连轧步骤中的精轧终轧温度为870-890℃；优选所述卷取步骤中的卷取温度为610-630℃。

本发明中，对于炼钢步骤无特殊要求，可以采用本领域常用的炼钢工艺，例如，经过铁水脱硫、转炉冶炼、LF炉Ca处理，将钢水成分控制为：C：0.05-0.15重量%，Si：0.05-0.5重量%，Mn：1-2重量%，Ti：0.05-0.2重量%，V：0.1-0.2重量%，Mo：0.15-0.4重量%，Cr：0.15-0.4重量%，P≤0.025重量%，S≤0.01重量%，Fe：96.15-98.45重量%，余量为不可避免的杂质。

对于连铸步骤也可以采用本领域常用的连铸工艺，例如，采用整体氩气密封浇铸，钢水通过钢包底部的滑动水口注入中间包，中间包温度无特殊要求，为本领域常规采用的温度，例如为1530-1560℃，采用漏斗形结晶器，铸坯拉速无特殊要求，为本领域常规采用的铸坯拉速，例如为0.7-0.9m/min，连铸步骤获得的连铸板坯厚度优选为200-250mm。

本发明中，加热步骤优选为使铸坯在1240-1260℃温度下加热（加热包括预热段、均热段等），所述铸坯加热可以在各种常规的用于铸坯加热的装置上进行，用于铸坯加热的装置例如可以为步进式加热炉。

本发明中，热连轧步骤为使加热后的铸坯经过高压水除鳞去除表面上形成的氧化铁皮后，进入可逆粗轧机组，经过5-7道次轧制，每道次变形量不小于20%（优选为21-36%），经过粗轧后中间坯的厚度为40-60mm，随后进入热卷箱，使带钢头、尾调换，然后进行精轧，精轧后钢板的厚度优选为5-10mm。粗轧的终轧温度无特殊要求，可以采用本领域常用的温度，例如粗轧终轧温度为不小于1040℃，优选为1040-1080℃。精轧开轧温度为950-1000℃，优选为970-1000℃；另外，如上所述，精轧终轧温度为850-900℃；优选为870-890℃。

本发明中，卷取步骤为板卷经过冷却后经卷取机卷取成卷的步骤。对于冷却的方式优选为层流冷却的方式，层流冷却优选为以5-30℃/s的冷却速度从精轧终轧温度冷却到卷取温度，更优选为以10-20℃/s的冷却速度从精轧终轧温度冷却到卷取温度。卷取温度为605-640℃，优选为610-630℃。

本发明还提供了一种由上述方法制得的热连轧带钢。该热连轧带钢的金相组织主要为铁素体和珠光体组织。该热连轧带钢的屈服强度为850MPa以上，优选为850-960MPa；抗拉强度为900MPa以上，优选为930-960MPa；延伸率15%以上，优选为17-20%。

以下将通过实施例对本发明进行详细描述。

实施例1-5

本实施例用于说明本发明的热连轧带钢及其制备方法。

钢水经炼钢步骤后（炼钢后的钢水成分参见表1），采用整体氩气密封浇铸，钢水通过钢包底部的滑动水口注入中间包，中间包温度为1538℃，采用漏斗形结晶器，铸坯拉速为0.7m/min，连铸板坯厚度为200mm～230mm；将连铸板坯在加热炉中加热，加热后的铸坯经过高压水除磷去除表面上形成的氧化铁皮后，进入可逆粗轧机组，经过粗轧后的中间坯进入热卷箱，使带钢头、尾调换，然后进行精轧，精轧后进行层流冷却和卷取，从而制得本发明的热连轧带钢。其中，板坯加热的温度、粗轧出口温度，粗轧后的中间坯厚度、精轧入口温度、精轧终轧温度、层流冷却的冷却速度、卷取温度和钢板的厚度分别如表2所示。

在以上实施例1-5中制得的热连轧带钢的钢卷的尾部取样，并按照GB/T228.1-2010规定的方法检测屈服强度（ReL）、抗拉强度（Rm）和延伸率（A％）；按照GB/T232-2010规定的方法检测冷弯性能（B=35mm，α=180°，d=2a；d表示弯心直径、a表示试样厚度、α表示弯曲的角度、B表示试样的宽度），其检测结果示于表3中。

表1

表2

表3

实施例	屈服强度（MPa）	抗拉强度（MPa）	延伸率（%）	冷弯性能
					1	877	946	17.5	合格
2	868	940	18.0	合格
					3	885	952	15.5	合格
4	863	934	19.0	合格
					5	957	938	19.5	合格

注：冷弯性能测试中不出现开裂为合格，出现开裂为不合格。

从上述表1-3可以看出，本发明的方法制备的热连轧带钢既具有高强度又具有高韧性，其力学性能完全满足热连轧带钢的要求。

以上详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

1.一种热连轧带钢的制备方法，该方法包括：炼钢步骤、连铸步骤、加热步骤、热连轧步骤和卷取步骤，其特征在于，所述炼钢后的钢水的组成成分为：C：0.05-0.15重量%，Si：0.05-0.5重量%，Mn：1-2重量%，Ti：0.05-0.2重量%，V：0.1-0.2重量%，Mo：0.15-0.4重量%，Cr：0.15-0.4重量%，P≤0.025重量%，S≤0.01重量%，Fe：96.15-98.45重量%，余量为不可避免的杂质；所述热连轧步骤中的精轧终轧温度为850-900℃；所述卷取步骤中的卷取温度为605-640℃。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述炼钢后的钢水的组分成分为：C：0.07-0.1重量%，Si：0.1-0.3重量%，Mn：1.2-1.5重量%，Ti：0.09-0.14重量%，V：0.12-0.17重量%，Mo：0.2-0.35重量%，Cr：0.2-0.35重量%，P≤0.025重量%，S≤0.01重量%，Fe：97.09-98.02重量%，余量为不可避免的杂质。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述热连轧步骤中的精轧终轧温度为870-890℃；所述卷取步骤中的卷取温度为610-630℃。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，精轧后以5-30℃/s的冷却速度冷却到卷取温度；优选地，所述冷却速度为10-20℃/s。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的方法，其中，所述热连轧步骤中的精轧开轧温度为950-1000℃。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的方法，其中，所述热连轧步骤中，粗轧后中间坯的厚度为40-60mm。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的方法，其中，所述精轧后的钢板的厚度为5-10mm。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的方法，其中，所述加热步骤为使铸坯在1240-1260℃温度下进行加热。

9.一种热连轧带钢，其中，所述热连轧带钢由权利要求1-8中任意一项所述的方法制得。

10.根据权利要求9所述的热连轧带钢，其中，所述热连轧带钢的屈服强度为850-960MPa，抗拉强度为930-960MPa，延伸率为17-20%。