CN104694820B - 一种抗拉强度500MPa以上低合金钢热轧钢带及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抗拉强度500MPa以上低合金钢热轧钢带，其化学成分按重量百分比计包含：C：0.14％‑0.22％，Si：0.05％‑0.40％，Mn：0.90％‑1.30％，S：≤0.035％，P：≤0.035％，V：0.020％‑0.040％，其余为铁和不可避免的杂质。本发明生产此热轧钢带时，在原有工艺设备基础上，不采用水冷工艺，采用钒氮合金进行成分微合金化，提高钢带性能，与同级别Q345B相比，屈服强度提高约40MPa，抗拉强度提高约60MPa，延伸率提高约50％，同时还改善了连铸坯中心偏析，改善钢带内部组织，稳定了钢带通条性能。

Description

一种抗拉强度500MPa以上低合金钢热轧钢带及其制备方法

技术领域

本发明属于钢铁技术领域，具体涉及一种抗拉强度500MPa以上低合金钢热轧钢带及其制备方法。

背景技术

大多数钢铁企业提高钢带力学性能主要通过水流层流冷却方式，水流层流冷却方式不仅可以大幅度提高钢带力学性能，而且能够节约生产成本。但是由于采用水流层流冷却方式，钢带温度降速快，钢带延伸率降低，而且容易出现魏氏组织，降低钢带各相性能。

魏氏组织是由于加热温度过高并以较快速度冷却时，先共析铁素体或先共析渗碳体从奥氏体晶界沿奥氏体一定晶面往晶内生长，呈针片状析出。在金相显微镜下可以观察到从奥氏体晶界生长出来的近于平行的或其他规则排列的针状铁素体或渗碳体以及期间存在的珠光体组织。魏氏组织是钢的一种过热缺陷组织。它使钢的力学性能，特别是冲击韧度和塑性有显著降低，并提高钢的脆性转折温度，因而使钢容易发生脆性断裂。

钒微合金化能细化钢的晶粒组织，提高钢的强度，韧性和耐磨性。钒可以固溶于铁素体中，有极强的固溶强化作用。碳化钒是最硬耐磨性最好的金属碳化物，其可以细化晶粒以提高低温冲击韧性，明显提高工具钢的寿命，提高钢的蠕变和持久强度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热轧钢带，该热轧钢带宽度在620mm以下，抗拉强度在500MPa以上，延伸率不低于同规格Q345B，并且热轧控轧控冷不采用水冷层流冷却方式，采用空冷方式。

为了实现上述目的，本发明提供的热轧钢带，其化学成分按重量百分比计包含：C：0.14％-0.22％，Si：0.05％-0.40％，Mn：0.90％-1.30％，S：≤0.035％，P：≤0.035％，V：0.020％-0.040％，其余为铁和不可避免的杂质。

本发明所述抗拉强度500MPa以上低合金钢热轧钢带的生产工艺流程为：铁水预处理-氧气顶吹转炉炼钢(BOF)-钢包底吹氩-燃烧控制(CC)板坯加热-粗轧-精轧-卷取。

本发明的上述低合金钢热轧钢带的制备方法，具体包括以下步骤：

1)将原料依次经铁水预处理、转炉冶炼、钢包底吹氩以及连铸，制得连铸坯；

2)将连铸坯加热至1160-1280℃；

3)将加热后的连铸坯进行单道次非可逆粗轧，制得厚度20-25mm的中间坯；将中间坯采用6机架连轧后，进行终轧制得板坯，终轧温度860-930℃；所述终连轧不可逆；

4)钢带卷取通过蛇形振动方式，上运输链进行空冷；将空冷后的钢带通过立式卷取机进行卷取，制得低合金钢热轧钢带。

优选的，步骤1)所述铁水预处理将铁水硫含量控制在0.025％以下；转炉冶炼优选使用氧气顶吹转炉(BOF)，所述转炉冶炼的炉渣碱度控制在3.0-3.5，转炉冶炼终点成分控制为C：0.16％-0.19％，S：＜0.025％；所述连铸的中间包过热度控制为25-35℃；所述制得的连铸坯规格为120×(285-435)mm。

优选的，步骤2)当直接加热步骤1)制得的连铸坯(热坯)时，加热时间≥60分钟。

优选的，本发明所述连铸坯断面厚度为：120mm，中间包过热度控制为25-35℃。步骤2)加热过程优选为将铸坯堆垛缓冷至室温，装入步进式加热炉中，并加热至所需温度(优选1200℃)，加热、保温时间大于90分钟。

优选的，步骤3)中粗轧将中间坯厚度控制为20-25mm，精轧采用6道次轧制，终轧温度为895±35℃；冷却方式采用空冷方式；再经蛇形振动，上收集链，卷取，卷取温度控制在630-700℃。

优选的，步骤4)所述冷却方式采用空冷方式。

优选的，步骤4)所述卷取温度为630-700℃。

本发明所述的低合金钢热轧钢带，所谓低合金钢即指合金元素总量小于5％的合金钢。

采用钒氮合金而不是氮化钒铁进行微合金化，在高温轧制过程中，析出VN粒子，充分发挥V的析出强化作用和固溶强化作用。

本发明的抗拉强度500MPa以上热轧钢带，宽度在620mm以下，抗拉强度在500MPa以上，延伸率不低于同规格Q345B，并且热轧控轧控冷不采用水冷层流冷却方式，而采用空冷方式；同时采用钒微合金化方式改善连铸坯中心偏析，改善钢带内部组织，细化晶粒，稳定钢带通条性能。

本发明所述的生产工艺生产的抗拉强度500MPa以上热轧钢带，屈服强度400MPa以上，抗拉强度基本在500MPa以上，延伸率基本在39％左右，完全符合标准和技术协议要求。

本发明在精炼冶炼过程中，采用“吹氩直上”工艺，提高转炉放钢温度，适当延长精炼吹氩时间，非金属夹杂物上浮排出，提高钢水纯净度，严格控制炼钢生产节奏，稳定控制连铸中间包过热度25-35℃。

具体实施方式

下面以具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

1、钢的化学成分百分比如下：

C：0.19％，Si：0.32％，Mn：1.13％，P：0.025％，S：0.015％，V：0.022％，其余为Fe元素和不可避免杂质。

2、低合金热轧钢带的生产工艺，以规格3.25mm×374mm，为例：

(1)生产工艺流程

铁水预处理-BOF-钢包底吹氩-CC-板坯加热-粗轧-精轧-卷取；

(2)制备工艺

铁水预处理将铁水硫含量控制在0.025％以下。转炉炉渣碱度控制在3.0-3.5，放钢温度以拉碳温度为依据，当拉碳温度等于放钢温度时可进行放钢操作，出钢挡渣方式采用小车定点投放挡渣球方式挡渣，严格控制出钢过程的下渣情况，转炉冶炼终点成分控制：C：0.080％，S：0.020％。钢包底吹氩操作，钢水出站前喂入180m纯钙线进行钙化处理，软吹时间12分钟，出站温度为1545℃。连铸机采用全保护浇铸方式，板坯断面规格为120mm×360mm，二冷水冷却方式采用弱冷方式，保护渣采用包晶钢专用保护渣，拉速为1.1-1.4m/min。热送热装板坯加热时83分钟，板坯出炉温度为1100℃。轧制采用单道次非可逆粗轧，精轧为6机架不可逆连轧，中间坯厚度控制在22mm，终轧温度为：880-915℃，通过蛇形振动，空冷冷却；卷取温度640-670℃。

经性能检验，该低合金热轧钢带质量完全符合标准和技术协议要求，具体数据见表1。

表1 实施例1所制低合金热轧钢带的力学性能

	规格，mm	屈服强度，MPa	抗拉强度，MPa	延伸率	180°弯曲
						实施例1	3.25×374	421	575	39	d＝2a合格

实施例2

1、钢的化学成分百分比如下：

C：0.14％，Si：0.28％，Mn：1.14％，P：0.027％，S：0.018％，V：0.025％，其余为Fe元素和不可避免杂质。

2、低合金热轧钢带的生产工艺，以规格3.35mm×374mm，为例：

(1)生产工艺流程

铁水预处理-BOF-钢包底吹氩-CC-板坯加热-粗轧-精轧-卷取；

(2)制备工艺

铁水预处理将铁水硫含量控制在0.025％以下。转炉炉渣碱度控制在3.0-3.5，放钢温度以拉碳温度为依据，当拉碳温度等于放钢温度时可进行放钢操作，出钢挡渣方式采用小车定点投放挡渣球方式挡渣，严格控制出钢过程的下渣情况，转炉冶炼终点成分控制：C：0.08％，S：0.022％。钢包底吹氩操作，钢水出站前喂入170m纯钙线进行钙化处理，软吹时间11分钟，出站温度为1552℃。连铸机采用全保护浇铸方式，板坯断面规格为120mm×360mm，二冷水冷却方式采用弱冷方式，保护渣采用包晶钢专用保护渣，拉速为1.1-1.4m/min。热送热装板坯加热时79分钟，板坯出炉温度为1105℃。轧制采用单道次非可逆粗轧，精轧为6机架不可逆连轧，中间坯厚度控制在23mm，终轧温度为：880-915℃，通过蛇形振动，空冷冷却；卷取温度640-670℃。

经性能检验，该低合金热轧钢带质量完全符合标准和技术协议要求，具体数据见表2。

表2、实施例2所制低合金热轧钢带的力学性能

实施例3

1、钢的化学成分百分比如下：

C：0.17％，Si：0.28％，Mn：1.12％，P：0.029％，S：0.017％，V：0.023％，其余为Fe元素和不可避免杂质。

2、低合金热轧钢带的生产工艺，以规格2.2mm×302mm，为例：

(1)生产工艺流程

铁水预处理-BOF-钢包底吹氩-CC-板坯加热-粗轧-精轧-卷取；

(2)制备工艺

铁水预处理将铁水硫含量控制在0.025％以下。转炉炉渣碱度控制在3.0-3.5，放钢温度以拉碳温度为依据，当拉碳温度等于放钢温度时可进行放钢操作，出钢挡渣方式采用小车定点投放挡渣球方式挡渣，严格控制出钢过程的下渣情况，转炉冶炼终点成分控制：C：0.08％，S：0.022％。钢包底吹氩操作，钢水出站前喂入170m纯钙线进行钙化处理，软吹时间11分钟，出站温度为1552℃。连铸机采用全保护浇铸方式，板坯断面规格为120mm×285mm，二冷水冷却方式采用弱冷方式，保护渣采用包晶钢专用保护渣，拉速为1.3-1.7m/min。冷装板坯加热时98分钟，板坯出炉温度为1110℃。轧制采用单道次非可逆粗轧，精轧为6机架不可逆连轧，中间坯厚度控制在20mm，终轧温度为：886-920℃，通过蛇形振动，空冷冷却；卷取温度650-668℃。

经性能检验，该低合金热轧钢带质量完全符合标准和技术协议要求，具体数据见表3。

表3、实施例3所制低合金热轧钢带的力学性能

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。

Claims (6)

1.一种抗拉强度500MPa以上低合金钢热轧钢带，其特征在于，所述低合金钢热轧钢带的化学成分按重量百分比计为：C：0.14％-0.22％，Si：0.05％-0.40％，Mn：0.90％-1.14％，S：≤0.035％，P：≤0.035％，V：0.020％-0.040％，其余为铁和不可避免的杂质，所述低合金钢热轧钢带的强化相为钒氮合金。

2.权利要求1所述低合金钢热轧钢带的制备方法，包括：

1)将原料依次经铁水预处理、转炉冶炼、钢包底吹氩以及连铸，制得连铸坯；

2)将连铸坯加热至1160-1280℃；

3)将加热后的连铸坯进行单道次非可逆粗轧，制得厚度为20-25mm的中间坯；将中间坯连轧后，进行终轧制得板坯，终轧温度860-930℃；所述连轧为不可逆；

4)钢带通过蛇形振动、运输链空冷、立式卷取机进行收集，制得低合金钢热轧钢带。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1)所述铁水预处理将铁水硫含量控制在0.025％以下；转炉冶炼使用氧气顶吹转炉，所述转炉冶炼的炉渣碱度控制在3.0-3.5，转炉冶炼终点成分控制为C：0.16％-0.19％，S：＜0.025％；所述连铸的中间包过热度控制为25-35℃。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤2)当直接加热步骤1)制得的连铸坯时，加热时间≥60分钟。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤2)为将铸坯堆垛缓冷至室温，装入步进式加热炉中，并加热温度至1200℃，加热和保温时间大于90分钟。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤4)中所述卷取温度为630-700℃。