CN105088071A

CN105088071A - 抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢及其生产方法

Info

Publication number: CN105088071A
Application number: CN201510521419.6A
Authority: CN
Inventors: 陆凤慧; 周海峰; 胡德勇; 包阔; 张兴利; 高海
Original assignee: Hebei Iron and Steel Group Co Ltd Chengde Branch
Current assignee: Hebei Iron and Steel Co Ltd; Hebei Iron and Steel Group Co Ltd Chengde Branch
Priority date: 2015-08-24
Filing date: 2015-08-24
Publication date: 2015-11-25

Abstract

本发明涉及抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢及其生产方法，其产品化学成分组成及重量百分比为：C：0.06～0.10%，Si≤0.30%，Mn：0.90～1.10%，P≤0.020%，S≤0.015%，Nb：0.030～0.050%，Ti：0.01～0.03%,Als：0.010～0.045%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。生产方法包括铁水经过转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控轧冷却、卷取工序得到抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢。本发明所生产的热轧宽带钢厚度减至1.2mm，抗拉强度＞600MPa，屈服强度＞500MPa，伸长率＞30%，组织为铁素体+珠光体，铁素体约占10%，晶粒度≥12级，主要作为高强度冷弯结构件使用，极大的降低了结构自重及原料使用成本。

Description

抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢及其生产方法

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢及其生产方法。

背景技术

随着钢铁生产企业下游用户出于降低构件自重、减少钢材用量、降低生产成本因素考虑，以及国家对资源环境的保护力度逐步加大，对高强度、薄规格带钢的需求迅速增加，但对于常规热连轧机生产带钢厚度规格减薄至一定厚度（1.2mm～1.5），将是十分困难的，在薄规格基础上，要求实现高强度（抗拉强度≥600MPa），目前国内尚未能实现，均采用热连轧机生产热轧原料、经冷轧加工至期望厚度规格（1.2～1.5mm）、调质热处理工艺，以达到期望的力学性能要求。

如热连轧机能够生产出厚度规格达到1.2mm，同时抗拉强度实现＞600MPa宽带钢，将为下游加工使用用户节省大量原料成本，同时节省加工时间，降低生产周期，是迫切希望的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种厚度规格为1.2～1.5mm，抗拉强度＞600MPa，屈服强度＞500MPa，伸长率＞30%的热轧宽带钢及其生产方法。

一种抗拉强度600MPa级薄规格热轧宽带钢，其化学成分组成及重量百分比为：C：0.06～0.10%，Si≤0.30%，Mn：0.90～1.10%，P≤0.020%，S≤0.015%，Nb：0.030～0.050%，Ti：0.01～0.03%,Als：0.010～0.045%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

本发明所述热轧宽带钢厚度为1.2～1.5mm。

本发明还提供一种抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢生产方法，铁水经过转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控轧冷却、卷取工序得到抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢；所述热轧宽带钢化学成分组成及重量百分比为：C：0.06～0.10%，Si≤0.30%，Mn：0.90～1.10%，P≤0.020%，S≤0.015%，Nb：0.030～0.050%，Ti：0.01～0.03%,Als：0.010～0.045%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

本发明所述板坯加热工序，加热温度为1200～1300℃，加热时间140-200min。

本发明所述控制轧制工序包括粗轧、热卷箱卷取、精轧；所述粗轧为5道轧制，出口温度1050～1150℃；所述精轧为7道轧制，出口温度为880～920℃。

本发明所述热卷箱卷取温度1040～1140℃。

本发明所述精轧入口温度1000～1100℃，精轧前两架轧机机架间设有高压水除除鳞装置，除鳞压力10～12MPa。

本发明所述控轧冷却工序层流冷却速度≥20℃/S，卷取温度470～510℃。

本发明所述铁水经过转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工序得到铸坯，所述铸坯化学成分组成及重量百分比为：C：0.06～0.10%，Si≤0.30%，Mn：0.90～1.10%，P≤0.020%，S≤0.015%，Nb：0.030～0.050%，Ti：0.01～0.03%,Als：0.010～0.045%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

本发明设计思路为：

本发明组分及重量百分比含量为：C：0.06～0.10%，Si≤0.30%，Mn：0.90～1.10%，P≤0.020%，S≤0.015%，Nb：0.030～0.050%，Ti：0.01～0.03%,Als：0.010～0.045%，，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

各合金元素的作用及机理：

C：0.06～0.10%，较低的碳含量可使钢具有良好的焊接性和冷成形性，强度的不足可通过微合金化和控轧控冷工艺来弥补；

Mn：0.90～1.10%，Mn通过固溶强化提高钢的强度，同时综合考虑两方面因素，首先促进碳氮化物析出相在加热时候的溶解，抑制析出相在轧制时候的析出，有利于保持较多的析出元素于轧后的冷却过程中在铁素体中析出，加强了析出强化，Mn还可扩大奥氏体相区，降低过冷奥氏体相的转变温度，有利于相变组织的细化，其次同时为降低带钢轧制过程中轧机负荷，保证轧制稳定性，及确保带钢板形质量,强化方式主要以轧后冷却过程的相变强化和析出强化为主，基于此确定元素Mn的含量。

P≤0.020%，低的磷含量可使钢具有良好的韧性、冷成形性和焊接性。

S≤0.015%，低的硫含量使钢具有较好的韧性和冷成型性。

Nb：0.030～0.050%，通过细晶强化和析出强化提高钢的强度，Nb可提高奥氏体的再结晶温度，即在较高的温度下实现奥氏体非再结晶区轧制，从而可使轧件在较高的温度下完成轧制变形，同时得到细小的相变组织。此外部分Nb在铁素体区析出，强化铁素体基体。

Ti:0.01～0.03%，采用微钛处理，高温未溶的Ti(C,N)可有效阻止高温加热时奥氏体晶粒的粗化，同时对材料焊接时，可明显改善热影响区的性能。

Al:0.010～0.045%，Al是钢中常用的脱氧剂。钢中加入少量的铝，可细化晶粒，提高冲击韧性。Al还具有抗氧化性和抗腐蚀性能，铝硅合用，可显著提高钢的高温不起皮性能和耐高温腐蚀的能力。但Al超过一定量时将影响钢的热加工性能、焊接性能和切削加工性能。

本发明的生产方法中，经转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸所生产的铸坯，加热温度和加热时间的控制是关键生产工序之一，要求板坯的出钢温度在1200～1300℃范围内，目的是在确保板坯中的合金元素能够充分固溶，同时避免晶粒过分长大的条件下，提高板坯加热温度，减小轧制负荷，降低轧制难度。

控制轧制包含粗轧、热卷箱、精轧三道工序，粗轧采用5道次轧制，粗轧完成后中间坯温度在1050～1150℃范围内。热卷箱能够有效降低中间坯在辊道上的温降，同时改善中间坯温度均匀性，提高产品轧制过程的稳定性。精轧入口温度在1000～1100℃范围内，确保精轧前两架轧机机架间除鳞水投用，并确保除鳞压力大于10MPa，精轧出口温度在880～920℃范围内。

轧后层流冷却及卷取是相变强化和析出强化阶段，暨带钢生成强度的主要阶段，因此是十分重要的生产环节，要求控制冷却速度≥20℃/S，卷取温度为470～510℃。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明所生产的1.2mm厚的热轧宽带钢屈服强度＞550MPa，抗拉强度＞600MPa，延伸率＞27%，组织为约占90%的铁素体，及约10%的珠光体。

本发明所述生产工艺，与原热连轧机生产热轧原料、经冷轧加工至期望厚度规格（1.2～1.5mm）、调质热处理工艺相比，下游加工使用用户节省大量原料成本，同时节省加工时间，降低生产周期。

附图说明

图1是本发明所生产的热轧宽带钢放大500倍下的显微组织结构图；

图2是本发明所生产的热轧宽带钢放大100倍视野下的显微组织结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢，厚度为1.2mm，化学成分组成及重量百分比为：C：0.06%，Si：0.12%，Mn：0.90%，P：0.008%，S：0.005%，Nb：：0.030%，Ti：0.01%,Als：0.020%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

生产工艺为：铁水经过转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控轧冷却、卷取工序得到抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢；其中，板坯加热工序，加热温度为1275℃，加热时间140min；控制轧制工序包括粗轧、热卷箱卷取、精轧；粗轧为5道轧制，出口温度1115℃；经热卷箱卷取，温度1040℃进行精轧，精轧为7道轧制，入口温度1000℃，出口温度为890℃，精轧前两架轧机机架间设有高压水除磷装置，除鳞压力10MPa。控轧冷却工序层流冷却速度25℃/S，卷取温度470℃。

经检测，上述热轧宽带钢屈服强度555MPa，抗拉强度615MPa，延伸率29%，组织为90%的铁素体，及10%的珠光体。

实施例2

抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢，厚度为1.2mm，化学成分组成及重量百分比为：C：0.08%，Si：0.03%，Mn：0.99%，P：0.012%，S：0.004%，Nb：0.035%，Ti：0.021%，Al：0.018%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

生产工艺为：铁水经过转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控轧冷却、卷取工序得到抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢；其中，板坯加热工序，加热温度为1270℃，加热时间150min；控制轧制工序包括粗轧、热卷箱卷取、精轧；粗轧为5道轧制，出口温度1110℃；经热卷箱卷取，温度1045℃进行精轧，精轧为7道轧制，入口温度1020℃，出口温度为880℃，精轧前两架轧机机架间设有高压水除磷装置，除鳞压力10MPa。控轧冷却工序层流冷却速度25℃/S，卷取温度475℃。

经检测，上述热轧宽带钢屈服强度571MPa，抗拉强度628MPa，延伸率33%，组织为90%的铁素体，及10%的珠光体。

实施例3

抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢，厚度为1.2mm，化学成分组成及重量百分比为：C：0.10%，Si：0.30%，Mn：1.10%，P：0.012%，S：0.004%，Nb：0.048%，Ti：0.030%，Al：0.045%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

生产工艺为：铁水经过转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控轧冷却、卷取工序得到抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢；其中，板坯加热工序，加热温度为1260℃，加热时间170min；控制轧制工序包括粗轧、热卷箱卷取、精轧；粗轧为5道轧制，出口温度1100℃；经热卷箱卷取，温度1090℃进行精轧，精轧为7道轧制，入口温度1050℃，出口温度为900℃，精轧前两架轧机机架间设有高压水除磷装置，除鳞压力11MPa。控轧冷却工序层流冷却速度25℃/S，卷取温度490℃。

经检测，上述热轧宽带钢屈服强度591MPa，抗拉强度648MPa，延伸率31%，组织为90%的铁素体，及10%的珠光体。

实施例4

抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢，厚度为1.3mm，化学成分组成及重量百分比为：C：0.06%，Si：0.12%，Mn：0.90%，P：0.008%，S：0.015%，Nb：：0.030%，Ti：0.01%,Als：0.010%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

生产工艺为：铁水经过转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控轧冷却、卷取工序得到抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢；其中，板坯加热工序，加热温度为1200℃，加热时间190min；控制轧制工序包括粗轧、热卷箱卷取、精轧；粗轧为5道轧制，出口温度1050℃；经热卷箱卷取，温度1130℃进行精轧，精轧为7道轧制，入口温度1090℃，出口温度为895℃，精轧前两架轧机机架间设有高压水除磷装置，除鳞压力12MPa。控轧冷却工序层流冷却速度24℃/S，卷取温度500℃。

经检测，上述热轧宽带钢屈服强度565MPa，抗拉强度625MPa，延伸率30%，组织为90%的铁素体，及10%的珠光体。

实施例5

抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢，厚度为1.5mm，化学成分组成及重量百分比为：C：0.09%，Si：0.29%，Mn：1.08%，P：0.020%，S：0.004%，Nb：0.050%，Ti：0.028%，Al：0.042%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

生产工艺为：铁水经过转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控轧冷却、卷取工序得到抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢；其中，板坯加热工序，加热温度为1300℃，加热时间200min；控制轧制工序包括粗轧、热卷箱卷取、精轧；粗轧为5道轧制，出口温度1150℃；经热卷箱卷取，温度1140℃进行精轧，精轧为7道轧制，入口温度1100℃，出口温度为920℃，精轧前两架轧机机架间设有高压水除磷装置，除鳞压力12MPa。控轧冷却工序层流冷却速度20℃/S，卷取温度510℃。

经检测，上述热轧宽带钢屈服强度587MPa，抗拉强度631MPa，延伸率32%，组织为90%的铁素体，及10%的珠光体。

Claims

1.抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢，其特征在于，其化学成分组成及重量百分比为：C：0.06～0.10%，Si≤0.30%，Mn：0.90～1.10%，P≤0.020%，S≤0.015%，Nb：0.030～0.050%，Ti：0.01～0.03%,Als：0.010～0.045%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

2.根据权利要求1所述的抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢，其特征在于，所述热轧宽带钢厚度为1.2～1.5mm。

3.基于权利要求1或2所述的抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢生产方法，其特征在于，铁水经过转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控轧冷却、卷取工序得到抗拉强度600MPa级极薄规格热轧宽带钢；所述热轧宽带钢化学成分组成及重量百分比为：C：0.06～0.10%，Si≤0.30%，Mn：0.90～1.10%，P≤0.020%，S≤0.015%，Nb：0.030～0.050%，Ti：0.01～0.03%,Als：0.010～0.045%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。

4.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于，所述板坯加热工序，加热温度为1200～1300℃，加热时间140-200min。

5.根据权利要求3所述的生产方法，其特征在于，所述控制轧制工序包括粗轧、热卷箱卷取、精轧；所述粗轧为5道轧制，出口温度1050～1150℃；所述精轧为7道轧制，出口温度为880～920℃。

6.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，所述热卷箱卷取温度1040～1140℃。

7.根据权利要求5所述的生产方法，其特征在于，所述精轧入口温度1000～1100℃，精轧前两架轧机机架间设有高压水除除鳞装置，除鳞压力10～12MPa。

8.根据权利要求3-7任意一项所述的生产方法，其特征在于，所述控轧冷却工序层流冷却速度≥20℃/S，卷取温度470～510℃。

9.根据权利要求3-7任意一项所述的生产方法，其特征在于，所述铁水经过转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工序得到铸坯，所述铸坯化学成分组成及重量百分比为：C：0.06～0.10%，Si≤0.30%，Mn：0.90～1.10%，P≤0.020%，S≤0.015%，Nb：0.030～0.050%，Ti：0.01～0.03%,Als：0.010～0.045%，余量为Fe及不可避免的杂质元素。