CN105274430B - 一种抗拉强度390‑510MPa级超薄规格热轧冲压用钢的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种抗拉强度390‑510Mpa级超薄规格热轧冲压用钢的生产方法，属于冶金板材技术领域。其包括下述步骤：转炉冶炼→LF炉精炼→连铸→加热炉加热→粗轧前高压水除鳞→2机架粗轧→精轧前高压水除鳞→5机架精轧→层流冷却→卷取。本发明采用低碳、低锰、V微合金化体系的成分设计及合理的加热、轧制、冷却工艺，降低轧制难度，生产出冷成型及焊接性能良好的超薄热轧冲压用钢带，并且有利于产品利润空间的提高和热轧超薄冲压用钢带的推广。
Description
技术领域
本发明涉及冶金板材技术领域，尤其是一种抗拉强度390-510Mpa级超薄规格热轧冲压用钢的生产方法。
背景技术
近年来，“以热代冷”逐渐成为薄板坯连铸连轧产品开发所关注的热点问题之一，采用薄板坯流程生产热轧板取代普通冷轧冷成型薄板和冲压用冷轧薄板成为充分发挥产线优势、拓宽品种范围、降低工序成本的发展方向，但由于薄规格产品尤其是1.4mm以下厚度产品的轧机负荷较高造成轧制难度大、堆钢风险高，而且在成分设计方面，一般采用C、Mn强化的方式，冷成型性能较差，而冷成型性能良好的钢带，通常采用Nb、V或Ti复合强化的方法，生产成本较高，造成利润空间小，极大的限制超薄规格冲压用钢带的推广和使用，因此需寻求一种合金元素添加少且冷成型性能良好的超薄钢带的生产方法。
发明内容
本发明提供一种抗拉强度390-510Mpa级超薄规格热轧冲压用钢的生产方法，采用低碳、低锰、V微合金化体系的成分设计及合理的加热、轧制、冷却工艺，降低轧制难度，生产出冷成型及焊接性能良好的超薄热轧冲压用钢带，并且有利于产品利润空间的提高和热轧超薄冲压用钢带的推广。
本发明所采取的技术方案是：
一种抗拉强度390-510Mpa级超薄规格热轧冲压用钢的生产方法，包括下述步骤：转炉冶炼→LF炉精炼→连铸→加热炉加热→粗轧前高压水除鳞→2机架粗轧→精轧前高压水除鳞→5机架精轧→层流冷却→卷取；
钢带化学成分及重量百分比含量为：C：0.04-0.06%；Si：≤0.03%；Mn：0.30-0.50%；P：≤0.030%；S：≤0.008%；V：0.030-0.050%；Als：0.025-0.050%；N：0.0050%-0.0080%，其它为Fe及不可避免的残余元素；
所述连铸采用液芯压下，铸坯厚度70-75mm，拉速控制在3.8-4.5米/分，中包温度1555-1565℃；
所述加热炉加热遵循板坯加热-均热-保温制度，在炉时间25-35min，出炉温度1150～1250℃，保证板坯加热均匀，无明显黑斑，通长方向、坯宽方向上温差不超过30℃；
所述粗轧前高压水除鳞压力≥28MPa；
所述2机架粗轧各道次压下率分别为：R1：50%-60%，R2：50%-60%，粗轧出口温度为1050-1150℃；
所述精轧前高压水除鳞压力≥25MPa；
所述5机架精轧各道次压下率分别为：F1：50%-60%；F2：30%-45%；F3：30%-40%；F4：20%-30%；F5：10%-20%，保证轧制速度为8-13m/s；
终轧温度控制在850-890℃，优选为860-880℃。
所述层流冷却采用前段冷却、尾部微调的方式，平均冷却速度控制在30～60℃/s，带钢头部10米不冷却，并开启侧喷进行层冷辊道的边部吹扫。
所述加热炉加热步骤中出炉温度控制在：1180-1210℃。
所述卷取温度控制在550-650℃，优选为590-610℃。
本发明采用低碳、低锰、V微合金化生产出冷成型及焊接性能良好的超薄热轧冲压用钢带，由于合金元素添加少，有利于产品利润空间的提高和热轧超薄冲压用钢带的推广。
本发明采用低碳、低锰、V微合金化的成分设计体系，其中碳是钢中最经济且最有效的强化元素，但对钢的韧性、塑形、成型性和焊接性等产生不利的影响，采用低碳成分设计可使钢的焊接性和冷成型性得到保证，而强度的不足可通过微合金化和控轧控冷工艺来弥补；锰可通过固溶强化来提高钢的强度。Mn促进碳氮化物析出相在加热过程的溶解，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在轧后的冷却过程中在铁素体中析出，加强析出强化。此外，Mn可扩大奥氏体区，降低过冷奥氏体的转变温度，有利于相变组织的细化，可提高钢的韧性、降低韧脆转变温度；钛是细晶强化元素，加入V可以阻止奥氏体晶粒长大，提高钢的粗化温度，这是由于V的碳、氮化物弥散的小颗粒能对奥氏体晶界起固定作用，阻止奥氏体晶界的迁移，因此细化奥氏体晶粒进而细化轧制、冷却后的铁素体-珠光体组织，从而达到提高强度的效果。
由于在连铸过程中，可能发生非稳定浇注钢包下渣、中间包、结晶器卷渣，这将导致铸坯中出现大颗粒夹杂物，导致钢板中产生气泡、分层、裂纹等缺陷，进而导致产品性能的恶化，此外，连铸板坯的中心区域的C、Mn、S、P偏析可能导致钢板的组织偏析，进而降低钢材的塑形、韧性。因此，通过对连铸拉速、中包温度的合理选择和控制，可以保证连铸过程的稳定性进而利于提高铸坯质量，并通过铸坯铸态组织遗传的方式，对热轧钢带性能产生影响。
热轧生产前的加热是使材料获得均匀且晶粒尺寸适宜的奥氏体化组织，由于原始奥氏体晶粒的尺寸将影响轧制、冷却后的金相组织，因此会对产品性能产生影响，尤其对于Nb、V、Ti等微合金钢，其强度组成部分来自于轧制过程和轧后冷却过程产生的第二相粒子沉淀析出，这就需要在加热过程中，保证连铸板坯中已经出现的碳、氮化物析出相充分固溶，从而在其后的整个热轧过程中对材料的组织变化产生作用，进而达到强化效果，同时避免由于较大颗粒析出物的存在恶化材料的塑形和韧性。因此，加热温度、加热时间的选择将影响微合金元素碳氮化物的固溶进而影响成品的微观组织，从而对性能产生影响。
对于微合金钢，轧制过程中的变形温度、变形量、变形速度、轧制道次均影响碳氮化物的析出速度、析出量及颗粒大小，进而对产品性能产生影响，这是因为在变形过程中，会发生碳氮化物的动态析出。由于变形使微合金碳氮化物在奥氏体中的溶解度积降低即过饱和度加大，使得析出量加大，析出温度越高，差异越大。由于变形温度、变形量影响也会影响轧后冷却过程中碳氮化物的析出速度，因此会影响微合金元素的强化效果。此外，碳氮化物析出相也将影响奥氏体再结晶温度和再结晶晶粒尺寸，进而影响奥氏体向铁素体、珠光体转变后的晶粒组织，对性能产生影响。由于各道次压下量、轧制速度以及终轧温度的选择决定了变形温度、变形速度等，因此会对产品性能产生影响。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明采用低碳、低锰、V微合金化体系的成分设计及合理的加热、轧制、冷却工艺，通过合金含量的添加改变相变温度减小变形抗力，实现降低轧制难度，生产出冷成型及焊接性能良好的超薄热轧冲压用钢带，抗拉强度可达390-510Mpa；由于合金元素添加少，有利于产品利润空间的提高和热轧超薄冲压用钢带的推广。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
具体实施方式
本发明超薄热轧冲压用钢带的生产方法，包括下述步骤：转炉冶炼→LF炉精炼→连铸→加热炉加热→粗轧前高压水除鳞→2机架粗轧→精轧前高压水除鳞→5机架精轧→层流冷却→卷取，并控制如下参数：
连铸采用液芯压下，铸坯厚度70-75mm，拉速控制在3.8-4.5米/分，中包温度1555-1565℃；
加热炉加热遵循板坯加热-均热-保温制度，在炉时间25-35min，出炉温度1150～1250℃，保证板坯加热均匀，无明显黑斑，通长方向、坯宽方向上温差不超过30℃；出炉温度优选为：1180-1210℃。
粗轧前高压水除鳞压力≥28MPa；
2机架粗轧各道次压下率分别为：R1：50%-60%，R2：50%-60%，粗轧出口温度为1050-1150℃；
精轧前高压水除鳞压力≥25MPa；
5机架精轧各道次压下率分别为：F1：50%-60%；F2：30%-45%；F3：30%-40%；F4：20%-30%；F5：10%-20%，保证轧制速度为8-13m/s；
终轧温度控制在850-890℃，优选为860-880℃。
层流冷却采用前段冷却、尾部微调的方式，平均冷却速度控制在30-60℃/s，带钢头部10米不冷却，并开启侧喷进行层冷辊道的边部吹扫。
卷取温度控制在550-650℃，优选为590-610℃。
实施例1-6各参数数据见表2和表3。
表1 各实施例化学成分取值（wt%）
表2 实施例参数数据
表3 实施例参数数据
对实施例1-6的钢带进行力学性能及成型性能进行检测，检测数据见表4：
表4 钢带力学性能及成型性能数据
Claims (6)
1.一种抗拉强度390-510MPa 级超薄规格热轧冲压用钢的生产方法，其特征在于包括下述步骤：转炉冶炼→LF炉精炼→连铸→加热炉加热→粗轧前高压水除鳞→2机架粗轧→精轧前高压水除鳞→5机架精轧→层流冷却→卷取；
钢带化学成分及重量百分比含量为：C：0.04-0.06%；Si：≤0.03%；Mn：0.30-0.50%；P：≤0.030%；S：≤0.008%；V：0.030-0.050%；Als：0.025-0.050%；N：0.0050%-0.0080%，其它为Fe及不可避免的残余元素；
所述连铸采用液芯压下，铸坯厚度70-75mm，拉速控制在3.8-4.5米/分，中包温度1555-1565℃；
所述加热炉加热遵循板坯加热-均热-保温制度，在炉时间25-35min，出炉温度1150～1250℃，保证板坯加热均匀，无明显黑斑，通长方向、坯宽方向上温差不超过30℃；
所述粗轧前高压水除鳞压力≥28MPa；
所述2机架粗轧各道次压下率分别为：R1：50%-60%，R2：50%-60%，粗轧出口温度为1050-1150℃；
所述精轧前高压水除鳞压力≥25MPa；
所述5机架精轧各道次压下率分别为：F1：50%-60%；F2：30%-45%；F3：30%-40%；F4：20%-30%；F5：10%-20%，保证轧制速度为8-13m/s；
终轧温度控制在850-890℃。
2.根据权利要求1所述的一种抗拉强度390-510MPa 级超薄规格热轧冲压用钢的生产方法，其特征在于所述层流冷却采用前段冷却、尾部微调的方式，平均冷却速度控制在30～60℃/s，带钢头部10米不冷却，并开启侧喷进行层冷辊道的边部吹扫。
3.根据权利要求1或2所述的一种抗拉强度390-510MPa 级超薄规格热轧冲压用钢的生产方法，其特征在于所述加热炉加热步骤中出炉温度控制在：1180-1210℃。
4.根据权利要求1或2所述的一种抗拉强度390-510MPa 级超薄规格热轧冲压用钢的生产方法，其特征在于所述卷取温度控制在550-650℃。
5.根据权利要求4所述的一种抗拉强度390-510MPa 级超薄规格热轧冲压用钢的生产方法，其特征在于卷取温度控制在：590-610℃。
6.根据权利要求1或2所述的一种抗拉强度390-510MPa 级超薄规格热轧冲压用钢的生产方法，其特征在于所述终轧温度控制在：860-880℃。
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