CN105779888A - 一种碳素结构钢的热轧生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于热轧钢技术领域，具体涉及一种碳素结构钢的热轧生产方法。该热轧生产方法，包括以下步骤：连铸钢坯→加热→粗轧→热卷箱卷取→精轧→冷却→卷取，方法通过控制钢坯成分、出炉温度、加热时间、精轧温度、冷却方式、卷曲温度等，可以减少碳素结构钢生产过程中边裂现象的发生，同时，该工艺控制难度小、可操作性强、方法简单、成本低；生产的碳素结构钢成品屈服强度≥250MPa，抗拉强度≥400MPa，延伸率≥35％，具有强韧性、匹配性良好和成型性能优异的特点，特别适于用作低压管网用钢。

Description

一种碳素结构钢的热轧生产方法
技术领域
本发明属于热轧钢技术领域，具体涉及一种碳素结构钢的热轧生产方法。
背景技术
随着人们对钢铁材料性能要求的不断提高，在保证高强度的同时要具有良好的塑韧性，钢中加入微合金元素成为生产高性能钢必不可少的一部分。研究表明，钢种加入微量的V、Ti、Nb等合金元素，析出细小弥散的碳、氮化物对晶粒细化、析出强化、控制再结晶等方面均有重要作用，不仅可有效提高钢的强度而且能改善塑韧性，满足高性能钢综合性能的要求。
为充分发挥钢中的微合金作用，必须配合采用控轧控冷工艺，才能充分发挥其细化晶粒和沉淀强化作用，获得良好的综合机械性能。控制轧制和控制冷却工艺是生产高性能钢的技术保证，研究控轧控冷过程中的各个工艺参数对产品微观组织结构、微合金元素的纳米析出以及综合力学性能的影响，对钢材的生产开发具有重要的作用。因此，需要提供一种碳素结构钢的热轧生产方法，能够在降低生产成本的同时，又能保持碳素结构钢良好的力学性能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种碳素结构钢的热轧生产方法，它包括以下步骤：浇铸钢坯→加热→粗轧→热卷箱卷取→精轧→冷却→卷取，其特征在于，所述钢坯的化学成分以重量百分比计为：C0.13～0.20％、Si0.10～0.15％、Mn0.10～0.15％、P0～0.035％、S0～0.035％、V0.005～0.015％、Ti0.003～0.008％、Cr0.01～0.03％、Ni0.02～0.04％，其余为Fe和不可避免的杂质。
其中，上述碳素结构钢的热轧生产方法中，所述加热步骤，将浇铸所得的钢坯加热到1160～1180℃，加热1～3h。
其中，上述碳素结构钢的热轧生产方法中，所述精轧步骤，入口温度为960～980℃，终轧温度为820～840℃。
其中，上述碳素结构钢的热轧生产方法中，所述精轧步骤，轧制道次为6，每道次轧制使得中间坯的厚度依次为40～30mm、30～22mm、22～16mm、16～11mm、11～7mm和7～5mm。
其中，上述碳素结构钢的热轧生产方法中，所述冷却步骤，采用前段层流水冷却方式，冷却速度为10～30℃/s。
其中，上述碳素结构钢的热轧生产方法中，所述卷曲步骤，卷曲温度为600～620℃。
本发明的有益效果是：
本发明方法通过控制钢坯成分、出炉温度、加热时间、精轧温度、冷却方式、卷曲温度等，可以减少碳素结构钢生产过程中边裂现象的发生，同时，该工艺控制难度小、可操作性强、方法简单、成本低；生产的碳素结构钢成品屈服强度≥250MPa，抗拉强度≥400MPa，延伸率≥35％，具有强韧性、匹配性良好和成型性能优异的特点，特别适于用作低压管网用钢。
具体实施方式
本发明提供了一种碳素结构钢的热轧生产方法，此热轧方法针对V、Ti、Cr、Ni碳素结构钢，由于微合金的引入，可使钢坯加热温度降低，在炉时间缩短，减少碳素结构钢生产过程中边裂现象的发生，从而提高成材率，获得良好的综合机械性能的碳素结构钢。
该方法包括以下步骤：浇铸钢坯→加热→粗轧→热卷箱卷取→精轧→冷却→卷取，其特征在于，所述钢坯的化学成分以重量百分比计为：C0.13～0.20％、Si0.10～0.15％、Mn0.10～0.15％、P0～0.035％、S0～0.035％、V0.005～0.015％、Ti0.003～0.008％、Cr0.01～0.03％、Ni0.02～0.04％，其余为Fe和不可避免的杂质。
其中，上述碳素结构钢的热轧生产方法中，所述加热步骤，将浇铸所得的钢坯加热到1160～1180℃，加热1～3h。
其中，上述碳素结构钢的热轧生产方法中，所述精轧步骤，入口温度为960～980℃，终轧温度为820～840℃。
其中，上述碳素结构钢的热轧生产方法中，所述精轧步骤，轧制道次为6，每道次轧制使得中间坯的厚度依次为40～30mm、30～22mm、22～16mm、16～11mm、11～7mm和7～5mm。
其中，上述碳素结构钢的热轧生产方法中，所述冷却步骤，采用前段层流水冷却方式，冷却速度为10～30℃/s。
其中，上述碳素结构钢的热轧生产方法中，所述卷曲步骤，卷曲温度为600～620℃。
其中，上述钢坯中含有V、Ti、Cr、Ni微合金，能够对终产品钢的强度起到很好的强化效果。
其中，上述碳素结构钢的热轧生产方法中，所述加热步骤，将浇铸所得的钢坯加热到1160～1180℃，加热1～3h；然后经粗轧得到中间坯，根据成品厚度的不同，200mm厚的钢坯经过粗轧后得到的中间坯的厚度在30～40mm的范围内波动。中间坯随后进行热卷箱卷取，在热卷箱中实现中间坯头尾互换，以保证钢坯通长的温度均匀；同时去除二次氧化铁皮以保证钢坯板面光洁。所述热卷箱例如可以为无芯移送热卷箱。中间坯经热卷箱卷取之后即进行移位开卷，进入精轧区进行精轧，采用6机架精轧机精轧，精轧入口温度为960～980℃，精轧终轧温度为820～840℃；每道次轧制使得中间坯的厚度依次为40～30mm、30～22mm、22～16mm、16～11mm、11～7mm和7～5mm。精轧后立即采用前段层流冷却水以10～30℃/s的冷却速度，将中间坯快速冷却到600～620℃卷取。在制得的钢卷的尾部随机取样5件，并按照GB/T228规定的方法检测屈服强度(ReL)、抗拉强度(Rm)和延伸率(％)，按照GB/T232规定的方法检测冷弯性能(B＝35,α＝180°,d＝a；d表示弯心直径、a表示弯曲的角度、B表示试样的宽度)，其检测结果见表1。
表1检测结果
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
高炉铁水经转炉冶炼、LF精炼、浇铸工序制得的钢坯成分含量(以钢材总重量为基准，％)为：C：0.16％、Si：0.13％、Mn：0.12％、P：0.016％、S：0.014％、V：0.010％，Ti：0.005％，Cr：0.015％，Ni：0.030％，其余为Fe和不可避免的杂质。将钢坯在加热炉中加热至1165℃，加热65分钟；热钢坯经粗轧和热卷箱卷取后，得到中间坯，将中间坯送入精轧区进行精轧，精轧入口温度为970℃，精轧终轧温度为830℃；精轧完成后立即采用前段层流水冷却，冷却速度是20℃/s，冷却至610℃进行卷曲。最终得到的板卷厚度为5.0mm。将制备好的板卷进行机械性能检测，成品屈服强度340MPa，抗拉强度400MPa，延伸率43％，冷弯性能良好，钢板焊接性能良好，完全满足低压管网的技术条件要求。
实施例2
高炉铁水经转炉冶炼、LF精炼、浇铸工序制得的钢坯成分含量(以钢材总重量为基准，％)为：C：0.14％、Si：0.11％、Mn：0.11％、P：0.012％、S：0.011％、V：0.006％，Ti：0.0035％，Cr：0.012％，Ni：0.022％，其余为Fe和不可避免的杂质。将钢坯在加热炉中加热至1160℃，加热130分钟；热钢坯经粗轧和热卷箱卷取后，得到中间坯，将中间坯送入精轧区进行精轧，精轧入口温度为960℃，精轧终轧温度为820℃；精轧完成后立即采用前段层流水冷却，冷却速度是10℃/s，冷却至605℃进行卷曲。最终得到的板卷厚度为5.0mm。将制备好的板卷进行机械性能检测，成品屈服强度330MPa，抗拉强度390MPa，延伸率40％，冷弯性能良好，钢板焊接性能良好，完全满足低压管网的技术条件要求。
实施例3
高炉铁水经转炉冶炼、LF精炼、浇铸工序制得的钢坯成分含量(以钢材总重量为基准，％)为：C：0.19％、Si：0.145％、Mn：0.145％、P：0.025％、S：0.027％、V：0.015％，Ti：0.0075％，Cr：0.03％，Ni：0.038％，其余为Fe和不可避免的杂质。将钢坯在加热炉中加热至1175℃，加热100分钟；热钢坯经粗轧和热卷箱卷取后，得到中间坯，将中间坯送入精轧区进行精轧，精轧入口温度为980℃，精轧终轧温度为840℃；精轧完成后立即采用前段层流水冷却，冷却速度是30℃/s，冷却至620℃进行卷曲，最终得到的板卷厚度为5.0mm。将制备好的板卷进行机械性能检测，成品屈服强度350MPa，抗拉强度430MPa，延伸率44％，冷弯性能良好，钢板焊接性能良好，完全满足低压管网的技术条件要求。
对比例1
采用镀锌管用钢，该钢坯成分为：C0.06％、Si0.03％、Mn0.55％、P0.02％、S0.02％，其余为Fe和不可避免的杂质。将钢坯在加热炉中加热至1250℃，加热200分钟；热钢坯经粗轧和热卷箱卷取后，得到中间坯，将中间坯送入精轧区进行精轧，精轧入口温度为1230℃，终轧温度为1050℃；精轧完成后立即采用前段层流水冷却，冷却速度是20℃/s，冷却至800℃进行卷曲，最终得到的板卷厚度为5.0mm。将制备好的板卷进行机械性能检测，成品屈服强度200MPa，抗拉强度350MPa，延伸率25％，其力学性能不能满足低压管网的技术条件要求。

Claims (6)

1.一种碳素结构钢的热轧生产方法，它包括以下步骤：浇铸钢坯→加热→粗轧→热卷箱卷取→精轧→冷却→卷取，其特征在于，所述钢坯的化学成分以重量百分比计为：C0.13～0.20％、Si0.10～0.15％、Mn0.10～0.15％、P0～0.035％、S0～0.035％、V0.005～0.015％、Ti0.003～0.008％、Cr0.01～0.03％、Ni0.02～0.04％，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述碳素结构钢的热轧生产方法，其特征在于，所述加热步骤，将浇铸所得的钢坯加热到1160～1180℃，加热1～3h。
3.根据权利要求1所述碳素结构钢的热轧生产方法，其特征在于，所述精轧步骤，入口温度为960～980℃，终轧温度为820～840℃。
4.根据权利要求1所述碳素结构钢的热轧生产方法，其特征在于，所述精轧的轧制道次为6，每道次轧制使得中间坯的厚度依次为40～30mm、30～22mm、22～16mm、16～11mm、11～7mm和7～5mm。
5.根据权利要求1所述碳素结构钢的热轧生产方法，其特征在于，所述冷却步骤，采用前段层流水冷却方式，冷却速度为10～30℃/s。
6.根据权利要求1所述碳素结构钢的热轧生产方法，其特征在于，所述卷曲步骤，卷曲温度为600～620℃。
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