CN104250703B - 一种340MPa级冷轧低合金高强钢及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种340MPa级冷轧低合金高强钢，该钢种化学成份重量百分比为[C]:0.030～0.060Wt%；[Si]:≤0.20Wt%；[Mn]:0.075～0.095Wt%；[P]:≤0.015Wt%；[S]:≤0.015Wt%；[Als]:0.015～0.045Wt%；[Ti、Nb]:≤0.10Wt%；余量为Fe和不可避免的微量元素。工艺流程为：高炉铁水冶炼→铁水脱硫预处理→转炉钢水冶炼→LF钢水精炼处理→CSP薄板坯连铸连轧→酸洗冷连轧→罩式炉退火→平整→检验包装入库。本发明的产品化学成分和机械性能稳定，具有高强度，良好的塑韧性和成型性。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶炼领域，涉及340MPa冷轧低合金高强钢的生产制造。
背景技术
冷轧低合金高强钢是在低碳钢中添加少量的铌和/或钛等合金元素，使其与碳、氮等元素形成碳化物、氮化物并在铁素体基体上析出从而提高钢的强度。这种钢具有良好的成形性能和较高的强度，主要用于汽车行业或与汽车行业配套的机械加工行业，如汽车座椅、车门铰链加强板、车门防撞梁、横梁等结构件等内部结构件。随着汽车工业的发展，汽车对节能环保、碰撞安全性方面要求越来越高，车体必须同时具备轻量化、强度化。高强度钢在车身的应用比例已达到50%-80%。
目前该级别冷轧低合金高强钢其生产方法一般为：高炉铁水→转炉炼钢→常规连铸→常规热轧→酸洗冷连轧→连续退火→商品。该方法适用于常规热连轧机组与连续退火炉机组。
本发明对汽车用冷轧低合金高强钢板的使用要求、性能特点、生产技术进行研究，通过钢种成分设计，生产工艺过程控制，首次形成了CSP薄板坯连铸连轧生产线和罩氏退火炉为核心工艺的冶炼、热轧、冷轧、退火的工艺生产方案和核心生产技术。
发明内容
本发明提供新的特别适合汽车产业应用的一种340MPa冷轧低合金高强钢及其制造方法，产品屈服强度为340～460MPa，抗拉强度为440～520MPa，延伸率≥25%。
采用的技术方案：一种340MPa级冷轧低合金高强钢，该钢种化学成份重量百分比为C:0.030～0.060Wt%，0＜Si≤0.20Wt%，Mn:0.075～0.095Wt%，0＜P≤0.015Wt%，0＜S≤0.015Wt%，Als:0.015～0.045Wt%，0＜Ti＋Nb≤0.10Wt%；余量为Fe和不可避免的微量元素。
一种340MPa级冷轧低合金高强钢的制造方法，其工艺路线为：高炉铁水冶炼→铁水脱硫预处理→转炉钢水冶炼→LF钢水精炼处理→CSP薄板坯连铸连轧→酸洗冷连轧→罩式炉退火→平整→检验包装入库；所述转炉钢水冶炼中：铁水控制P≤0.015Wt%，S≤0.030Wt%，Si≤0.020Wt%，Si不做下限要求；冶炼过程采用全程底吹氩气，底吹供气强度为0.02～0.05m3/（t*min）即每吨钢每分供氩气0.02～0.05立方；终点钢水溶解[O]控制在450～650ppm；
所述LF钢水精炼处理中：钢水在LF炉进行铝脱氧、（Nb，Ti）复合微合金化和钙处理工艺，喂线速度为3～3.5m/s，钙处理后弱吹时间8～10min；
所述的CSP薄板坯连铸连轧中：采用2流立弯形CSP薄板坯连铸，要求钢包下渣检测控制，联浇中包温度为1540～1565℃，中包使用无碳覆盖剂，使用低碳钢保护渣，铸坯拉速为4～4.7m/min。控制铸坯加热温度为1180±20℃，保证铸坯在炉内保温时间内，使微合金化元素固溶并控制奥氏体晶粒度；采用六机架TMCP热连轧机，终轧温度控制在900±20℃，卷取温度700±20℃。
所述的酸洗冷连轧中：冷轧相对压下率≥50%。
所述的罩式炉退火中：退火温度为650～690℃，加热速率≤65℃/h，保温时间≥7h，控制冷却速率20℃/h，控制冷却到580℃，出炉温度＜100℃。
所述的平整中：延伸率设定为1.2～1.8%。
本发明的有益效果：
1、本发明采用低碳、（Nb，Ti）复合微合金化的成份设计思路，通过合理的合金成分设计、热轧、冷轧和退火工艺，获得化学成分和机械性能稳定，具有高强度，良好的塑韧性和成型性，满足汽车用冷轧低合金高强钢的要求。2、本发明采用CSP薄板坯连铸连轧生产线生产热轧料。较其它常规生产方法具备生产周期短、生产成本低、质量稳定性强、产品屈服强度相对较高的工艺优点。3、本发明采用罩氏退火炉进行冷轧后的退火处理。退火处理时间长，性能波动范围小，塑韧性及成型性能较好。
具体实施方式
340MPa级冷轧低合金高强钢，工艺流程为：高炉铁水冶炼→铁水脱硫预处理→转炉钢水冶炼→LF钢水精炼处理→CSP薄板坯连铸连轧→酸洗冷连轧→罩式炉退火→平整→检验包装入库。
340MPa级冷轧低合金高强钢的制造方法，步骤如下：
1）经高炉冶炼、脱硫预处理的铁水进入转炉冶炼：转炉冶炼全程底吹氩气，底吹供气强度为0.02～0.05m3/（t*min），转炉内控制P≤0.015Wt%，S≤0.030Wt%，Si≤0.020Wt%，Si不做下限要求，终点钢水溶解[O]控制在650～950ppm；（t*min为每分钟吨钢）
2）LF炉钢水精炼：将1）的所得钢水转入LF炉，在LF炉进行铝脱氧、[Nb、Ti]复合微合金化、钙处理，钙线喂线速度为3-3.5m/s，钙处理后弱吹8～10min；
3）CSP薄板坯连铸连轧：CSP铸机连铸，钢包下渣检测控制，联浇中包温度为1540～1565℃，中包使用无碳覆盖剂、碳钢保护渣，铸坯拉速为4～4.7m/min，铸坯加热温度为1180±20℃，连轧机轧制，终轧温度控制在900±20℃，卷取温度700±20℃；
4）酸洗冷连轧：冷轧相对压下率≥50%；
5）罩式炉退火：退火温度为650～690℃，加热速率≤65℃/h，保温时间≥7h，控制冷却速率20℃/h，控制冷却到580℃，出炉温度＜100℃；
6）平整：延伸率1.2～1.8%，平整后得到产品。
上述CSP铸机选择2流立弯形CSP铸机，CSP薄板坯连铸连轧所用连轧机为六机架TMCP热连轧机。
实施例1
340MPa级冷轧低合金高强钢，产品成分：[C]:0.055Wt%；[Si]:0.083Wt%；[Mn]:0.948Wt%；[P]:0.0085Wt%；[S]:0.0047Wt%；[Als]:0.0448Wt%；[Nb]:0.0564Wt%；[Ti]:0.0377Wt%。
具体生产制造过程：1）经高炉冶炼、脱硫预处理的铁水进入转炉冶炼：转炉冶炼全程吹氩气，转炉内控制P≤0.010Wt%，S≤0.030Wt%，Si≤0.020Wt%，Si不做下限要求，终点钢水溶解[O]控制在450～650ppm，冶炼过程采用全程底吹氩气，底吹供气强度为0.02～0.05m3/（t*min）；
2）LF炉钢水精炼：将1）的所得钢水转入LF炉，在LF炉进行铝脱氧、[Nb、Ti]复合微合金化、钙处理，钙线喂线速度为3.3m/s，钙处理后弱吹8min；
3）CSP薄板坯连铸连轧：采用2流立弯形CSP薄板坯连铸，要求钢包下渣检测控制，联浇中包温度为1551～1560℃，中包使用无碳覆盖剂，使用低碳钢保护渣，铸坯拉速为4.7m/min。控制铸坯加热温度为1180℃，保证铸坯在炉内保温时间内，使微合金化元素固溶并控制奥氏体晶粒度；采用六机架TMCP热连轧机，终轧温度915℃，卷取温度716℃。热轧卷规格4.5*1250mm；
4）酸洗冷连轧：冷轧相对压下率66.67%；
5）罩式炉退火：退火温度为655～689℃，加热速率42℃/h，保温时间9.5h，控制冷却速率20℃/h，控制冷却到580℃，出炉温度91℃；
6）平整：延伸率1.45%，平整后得到该例的产品，规格1.5*1250mm。
产品性能，Rel（Rp0.2）：383 MPa，Rm：481 MPa，延伸：29%。
实施例2
340MPa级冷轧低合金高强钢，产品成分：[C]:0.059Wt%；[Si]:0.103Wt%；[Mn]:0.922Wt%；[P]: 0.0068Wt%；[S]: 0.0036Wt%；[Als]:0.0356Wt%；[Nb]:0.0533Wt%；[Ti]:0.0381Wt%；
具体生产制造过程：1）经高炉冶炼、脱硫预处理的铁水进入转炉冶炼：转炉冶炼全程吹氩气，转炉内控制P≤0.0095Wt%，S≤0.030Wt%，Si≤0.020Wt%，Si不做下限要求，终点钢水溶解[O]控制在450～650ppm，冶炼过程采用全程底吹氩气，底吹供气强度为0.02～0.05m3/（t*min）；
2）LF炉钢水精炼：将1）的所得钢水转入LF炉，在LF炉进行铝脱氧、[Nb、Ti]复合微合金化、钙处理，钙线喂线速度为3.4m/s，钙处理后弱吹9min；
3）CSP薄板坯连铸连轧：采用2流立弯形CSP薄板坯连铸，要求钢包下渣检测控制，联浇中包温度为1548～1553℃，中包使用无碳覆盖剂，使用低碳钢保护渣，铸坯拉速为4.0m/min。控制铸坯加热温度为1185℃，保证铸坯在炉内保温时间内，使微合金化元素固溶并控制奥氏体晶粒度；采用六机架TMCP热连轧机，终轧温度909℃，卷取温度708℃。热轧卷规格5.0*1250mm；
4）酸洗冷连轧：冷轧相对压下率60.00%；
5）罩式炉退火：退火温度为639～674℃，加热速率42℃/h，保温时间10.4h，控制冷却速率20℃/h，控制冷却到580℃，出炉温度87℃；
6）平整：延伸率1.77%%，平整后得到该例的产品，规格2.0*1250mm。
产品性能，Rel（Rp0.2）：392 MPa，Rm：498 MPa，延伸：28%。
实施例3
340MPa级冷轧低合金高强钢，产品成分：[C]:0.055Wt%；[Si]:0.079Wt%；[Mn]:0.860Wt%；[P]:0.0068Wt%；[S]:0.0069Wt%；[Als]:0.0332Wt%；[Nb]:0.0490Wt%；[Ti]:0.0296Wt%；
具体生产制造过程：1）经高炉冶炼、脱硫预处理的铁水进入转炉冶炼：转炉冶炼全程吹氩气，转炉内控制P≤0.010Wt%，S≤0.030Wt%，Si≤0.020Wt%，Si不做下限要求，冶炼过程采用全程底吹氩气，底吹供气强度为0.02～0.05m3/（t*min）；终点钢水溶解[O]控制在450～650ppm；
2）LF炉钢水精炼：将1）的所得钢水转入LF炉，在LF炉进行铝脱氧、[Nb、Ti]复合微合金化、钙处理，钙线喂线速度为3.5m/s，钙处理后弱吹10min；
3）CSP薄板坯连铸连轧：采用2流立弯形CSP薄板坯连铸，要求钢包下渣检测控制，联浇中包温度为1545～1554℃，中包使用无碳覆盖剂，使用低碳钢保护渣，铸坯拉速为4.5m/min。控制铸坯加热温度为1188℃，保证铸坯在炉内保温时间内，使微合金化元素固溶并控制奥氏体晶粒度；采用六机架TMCP热连轧机，终轧温度910℃，卷取温度713℃。热轧卷规格4.0*1250mm；
4）酸洗冷连轧：冷轧相对压下率70.00%；
5）罩式炉退火：退火温度为659～687℃，加热速率42℃/h，保温时间≥7h，控制冷却速率20℃/h，控制冷却到580℃，出炉温度89℃；
6）平整：延伸率1.58%，平整后得到该例的产品，规格1.2*1250mm，产品性能，Rel（Rp0.2）：379 MPa，Rm：466 MPa，延伸：29%。
Claims (4)
1.一种340MPa级冷轧低合金高强钢的制造方法，该钢种化学成份重量百分比为C:0.030～0.060Wt%，0＜Si≤0.20Wt%，Mn:0.075～0.095Wt%，0＜P≤0.015Wt%，0＜S≤0.015Wt%，Als:0.015～0.045Wt%，0＜Ti＋Nb≤0.10Wt%；余量为Fe和不可避免的微量元素，步骤如下：
1）经高炉冶炼、脱硫预处理的铁水进入转炉冶炼：转炉冶炼全程吹氩气，转炉内控制P≤0.015Wt%，S≤0.030Wt%，Si≤0.020Wt%，Si不做下限要求，终点钢水溶解[O]控制在450～650ppm；
2）LF炉钢水精炼：将1）的所得钢水转入LF炉，在LF炉进行铝脱氧、[Nb、Ti]复合微合金化、钙处理，钙线喂线速度为3～3.5m/s，钙处理后弱吹8～10min；
3）CSP薄板坯连铸连轧：CSP铸机连铸，钢包下渣检测控制，联浇中包温度为1540～1565℃，中包使用无碳覆盖剂、碳钢保护渣，铸坯拉速为4～4.7m/min，铸坯加热温度为1180±20℃，连轧机轧制，终轧温度控制在900±20℃，卷取温度700±20℃；
4）酸洗冷连轧：冷轧相对压下率≥50%；
5）罩式炉退火：退火温度为650～690℃，加热速率≤65℃/h，保温时间≥7h，控制冷却速率20℃/h，控制冷却到580℃，出炉温度＜100℃；
6）平整：延伸率1.2～1.8%，平整后得到产品。
2.如权利要求1所述的340MPa级冷轧低合金高强钢的制造方法，其特征是：所述转炉冶炼时吹氩气为底吹氩气，底吹供气强度为0.02～0.05m3/（t*min）。
3.如权利要求1所述的340MPa级冷轧低合金高强钢的制造方法，其特征是：所述CSP铸机选择2流立弯形CSP铸机。
4.如权利要求1所述的340MPa级冷轧低合金高强钢的制造方法，其特征是：所述CSP薄板坯连铸连轧所用连轧机为六机架TMCP热连轧机。
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