CN104264046A - 超低碳无间隙原子软钢的生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超低碳无间隙原子软钢的生产方法，其包括热轧、冷轧和罩式退火工序，所述热轧工序采用的铸坯成分的重量含量为：C≤50ppm，Mn≤0.15%，S≤0.010%，P≤0.020%，0.10%≤Si≤0.20%，Ti≤0.070%,Als200～500ppm，Ca≤25ppm，N≤50ppm，余量为Fe；所述热轧工序：采用前段冷却，终轧温度为900±20℃，卷取温度为700±20℃；所述冷轧工序：冷轧压下量≥70%；所述罩式退火工序：采用全氢式罩式退火炉，露点在-50℃以下，热点温度为740±10℃，冷点温度为720±10℃，保温时间20～25小时。本方法通过钢种成分改进，利用Si合金化改善生产过程并提高成品的成型性能，工艺简单，成本没有额外增加，通过试验生产，取得预期的效果，且生产过程稳定，成品性能优异。

Description

超低碳无间隙原子软钢的生产方法

技术领域

本发明涉及一种钢材的生产方法，尤其是一种超低碳无间隙原子软钢的生产方法。

背景技术

为了满足汽车零件用钢的减重需求，高强钢，尤其是先进高强钢在车身中的应用比例越来越大，但是软钢，如深冲和超深冲钢等由于具有优异的成型性能在汽车覆盖件制造中仍具有不可替代的地位，如用于生产发动机机罩、翼子板等零部件，因此在车身中的应用比例也相对固定，而且对材料成型性能有较高的要求，例如在使用过程中要求这些钢种在冲压或成型过程中具有良好的抗减薄性能，即高的塑性应变比，而且在不同的位向（尤其是0^o、45^o和90^o三个方向）具有相近的抗减薄能力，即弱的平面各向异性。为了提高冷轧退火钢带的成型性能，成分控制上则通过真空处理以获得超低含量的碳（≤50ppm），同时添加用于固定间隙原子C和N的Nb和/或Ti元素，工艺上，控制热轧、冷轧和退火等工艺参数。例如公开号CN 101880827 A的专利提供了一种△r≤0.3的IF钢及其生产方法，其为了获得各向性能差异小的IF钢，采用Nb和Ti复合合金化获得Δr≤0.3的无间隙原子钢，但Nb合金化会增加成本而且塑性要弱于Ti合金化的IF钢。

对于IF钢（超低碳无间隙原子软钢），目前生产路径主要有以下两种：1）转炉炼钢→RH真空脱气处理→热轧→冷轧→退火→平整等，在RH处理过程中，包括采用Al终脱氧、Ti合金化（如果含Nb元素，则在转炉出钢过程中添加），偶尔也进行铝氧升温以弥补温度的不足（不是必须），该种方式最常用；由于采用Al脱氧，会造成连铸难度增加；2）其它工序与1相同，精炼工序采用双联，即RH→LF或LF→RH，例如公开号CN 1974824A公开的一种薄板坯连铸连轧生产IF钢的生产工艺，该工艺在LF炉采用电极加热，碳控制难度大，导致性能波动大，且增加成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、稳定的超低碳无间隙原子软钢的生产方法。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括热轧、冷轧和罩式退火工序，所述热轧工序采用的铸坯成分的重量含量为：C≤50ppm，Mn≤0.15%，S≤0.010%，P≤0.020%，0.10%≤Si≤0.20%，Ti≤0.070%, Als 200～500ppm，Ca≤25ppm，N≤50ppm，余量为Fe；

所述热轧工序：采用前段冷却，终轧温度为900±20℃，卷取温度为700±20℃；

所述冷轧工序：冷轧压下量≥70%；

所述罩式退火工序：采用全氢式罩式退火炉，露点在-50℃以下，热点温度为740±10℃，冷点温度为720±10℃，保温时间20～25小时。

本发明所述轧材经罩式退火后进行平整，平整延伸率为≤1.0%。

优选的，本发明所述铸坯成分的重量含量为：C 0.002%～0.005%，Mn 0.09%～0.15%，S≤0.010%，P≤0.020%，Si 0.10%～0.20%，Ti 0.057%～0.070%，Als 200～500ppm，Ca 13～25ppm，N 25～50ppm，余量为Fe。

本发明所述铸坯由铁水经转炉炼钢、RH精炼和连铸工序制备而成；

所述转炉炼钢工序：终点温度≥1700℃，终点氧位≤800ppm，出钢过程中添加Al-Ca质渣料；

所述RH精炼工序：终脱氧位为200～300ppm，采用Al终脱氧，终脱氧3～4分钟后加入钛铁，并添加硅铁，静循环5～7分钟后复压；

所述连铸工序：采用步进式加热炉加热，均热段铸坯的加热温度为1160～1220℃，总的加热时间为90～160分钟。

本发明所述铁水的硫含量在30ppm以下。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过钢种成分改进，利用Si合金化改善生产过程并提高成品的成型性能，从而得到具有良好机械性能和成型性能的超低碳无间隙原子软钢，成本低廉，可以满足汽车零部件对冷轧退火用钢对成型性能的要求，具有高的平均塑性应变比rm(                                               )，同时避免冲压过程中“凸耳”的产生，即低的平面各向异性系数Δr()。本发明工艺简单，成本没有额外增加，通过试验生产，取得预期的效果，且生产过程稳定，成品性能优异。

本发明在RH工序添加含Ca的SiFe，可以对钢液进行Ca处理，对Al₂O₃夹杂物进行改性，即可将固相的Al₂O₃变性成液相的钙铝酸盐，从而不会粘结水口，钢水的可浇性好，生产过程稳定。

本发明采用Si进行合金化，成品的成形性能大大地改善，即高的rm，该值越高标志着成品的冲压性能越优异，可以抵抗大的变形而不开裂；低的Δr，即材料变形时在各个方向上差异性小，可以避免在深冲变形中凸耳的产生；高的n值，成品在变形中的均匀性好；

本发明在成分设计的基础上，通过各个工序参数的设定，实现了低成本、稳定生产成型性能优异的无间隙原子软钢。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。

实施例1：本超低碳无间隙原子软钢的生产方法采用下述具体工艺。

（1）铁水预处理：将铁水中的硫含量去除到30ppm以下。

（2）转炉炼钢工序：采用150吨转炉炼钢；终点温度：1710℃，终点氧位： 680ppm，出钢过程中添加Al-Ca质渣料，不添加合金料。

（3）RH精炼工序：RH真空处理脱碳，添加适量的Ti，以固定钢中的C和N原子，并进行Si合金化；终脱氧位为260ppm，采用Al终脱氧，终脱氧3分钟后加入钛铁，并添加适量硅铁，静循环6分钟后复压。

（4）连铸工序：采用中板坯连铸，步进式加热炉加热，铸坯均热段加热温度为1160℃，总的加热时间为120分钟；用于热轧的铸坯成分为（wt）：C 0.002%， Mn 0.09%，S 0.007%，P 0.016%，Si 0.20%，Ti 0.057%，N 25ppm，Als 0.032%，Ca 15ppm。

（5）热轧工序：采用前段冷却，终轧温度为920℃，卷取温度为700℃，

（6）冷轧工序：冷轧压下量为77.5%，板厚为0.9mm。

（7）罩式退火工序：采用全氢式罩式退火炉，露点在-50℃以下，热点温度为750℃，冷点温度为730℃，保温时间20小时；冷轧退火后板带的性能见表1。

（8）平整工序：平整重卷后即可得到所述的超低碳无间隙原子软钢；平整延伸率为0.4%。

表1：冷轧退火后板带的性能

实施例2：本超低碳无间隙原子软钢的生产方法采用下述具体工艺。

采用150吨转炉炼钢，硫含量30ppm以下的铁水，转炉终点温度：1720℃，终点氧位：800ppm。RH真空处理脱碳，添加适量的Ti，并进行Si合金化；终脱氧位为200ppm，采用Al终脱氧，终脱氧4分钟后加入钛铁，并添加适量硅铁，静循环5分钟后复压。采用中板坯连铸，步进式加热炉加热，铸坯均热段加热温度为1220℃，总的加热时间为90分钟；用于热轧的铸坯成分为（wt）：C 0.005%，Mn 0.15%，S 0.010%，P 0.020%，Si 0.15%，Ti 0.070%，N 50ppm，Als 0.050%，Ca 13ppm。热轧采用前段冷却，终轧温度为880℃，卷取温度为680℃。冷轧工序，冷轧压下量为75%，板厚为0.8mm。罩式退火采用全氢式罩式退火炉，露点在-50℃以下，热点温度为740℃，冷点温度为710℃，保温时间23小时，冷轧退火后板带的性能见表2。轧材经平整重卷后，即可得到所述的超低碳无间隙原子软钢，平整延伸率为0.35%。

表2：冷轧退火后板带的性能

实施例3：本超低碳无间隙原子软钢的生产方法采用下述具体工艺。

采用150吨转炉炼钢，硫含量30ppm以下的铁水，转炉终点温度：1700℃，终点氧位：620ppm。RH真空处理脱碳，添加适量的Ti，并进行Si合金化；终脱氧位为300ppm，采用Al终脱氧，终脱氧3.5分钟后加入钛铁，并添加适量硅铁，静循环7分钟后复压。采用中板坯连铸，步进式加热炉加热，铸坯均热段加热温度为1200℃，总的加热时间为160分钟；用于热轧的铸坯成分为（wt）：C 0.003%，Mn 0.12%，S 0.006%，P 0.014%，Si 0.10%，Ti 0.064%，N 28ppm，Als 0.020%，Ca 25ppm。热轧采用前段冷却，终轧温度为900℃，卷取温度为720℃。冷轧压下量为70%，板厚为0.8mm。罩式退火采用全氢式罩式退火炉，露点在-50℃以下，热点温度为730℃，冷点温度为720℃，保温时间25小时，冷轧退火后板带的性能见表3。轧材经平整重卷后，即可得到所述的超低碳无间隙原子软钢，平整延伸率为1.0%。

表3：冷轧退火后板带的性能

Claims (5)

1.一种超低碳无间隙原子软钢的生产方法，其包括热轧、冷轧和罩式退火工序，其特征在于，所述热轧工序采用的铸坯成分的重量含量为：C≤50ppm，Mn≤0.15%，S≤0.010%，P≤0.020%，0.10%≤Si≤0.20%，Ti≤0.070%，Als 200～500ppm，Ca≤25ppm，N≤50ppm，余量为Fe；

所述热轧工序：采用前段冷却，终轧温度为900±20℃，卷取温度为700±20℃；

所述冷轧工序：冷轧压下量≥70%；

所述罩式退火工序：采用全氢式罩式退火炉，露点在-50℃以下，热点温度为740±10℃，冷点温度为720±10℃，保温时间20～25小时。

2.根据权利要求1所述的超低碳无间隙原子软钢的生产方法，其特征在于：所述轧材经罩式退火后进行平整，平整延伸率为≤1.0%。

3.根据权利要求1所述的超低碳无间隙原子软钢的生产方法，其特征在于，所述铸坯成分的重量含量为：C 0.002%～0.005%，Mn 0.09%～0.15%，S≤0.010%，P≤0.020%，Si 0.10%～0.20%，Ti 0.057%～0.070%，Als 200～500ppm，Ca 13～25ppm，N 25～50ppm，余量为Fe。

4.根据权利要求1、 2或3所述的超低碳无间隙原子软钢的生产方法，其特征在于：所述铸坯由铁水经转炉炼钢、RH精炼和连铸工序制备而成；

所述转炉炼钢工序：终点温度≥1700℃，终点氧位≤800ppm，出钢过程中添加Al-Ca质渣料；

所述RH精炼工序：终脱氧位为200～300ppm，采用Al终脱氧，终脱氧3～4分钟后加入钛铁，并添加硅铁，静循环5～7分钟后复压；

所述连铸工序：采用步进式加热炉加热，均热段铸坯的加热温度为1160～1220℃，总的加热时间为90～160分钟。

5.根据权利要求4所述的超低碳无间隙原子软钢的生产方法，其特征在于：所述铁水的硫含量在30ppm以下。