CN109182918A - 一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢及其制备方法，所述窄带钢包含以下质量百分数的物质：C：0.10～0.16wt％，Si：0.10～0.50wt％，Mn：1.20～1.70wt％，P≤0.020wt％，S≤0.030wt％，Nb：0.010～0.070wt％，V：0.010～0.100wt％，N：0.0030～0.0150wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。所述制备方法包含以下步骤：(1)按原配比配置冶炼钢水，经LF、连铸工序得到铸坯；(2)铸坯采用推进式加热炉加热；(3)除鳞：先进行初除鳞，再进行两步精除鳞；(4)轧制：进连轧机温度900～1050℃；(5)卷曲：保证卷曲温度≤700℃。本发明通过调整碳含量和合金的窄成分控制范围，通过Nb、V、N等细化晶粒元素实现细晶强化、沉淀强化作用，较低地成本、稳定地生产热轧窄带钢。

Description

一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢及其制备方法
技术领域
本发明涉及窄带钢冶炼，具体为一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢及其制备方法。
背景技术
带钢是钢铁产品主要品种之一，包括600mm以下的窄带钢和600mm以上的宽带钢，是冷轧、焊管、冷弯型钢主要生产原料。热轧窄带钢由于轧制后边缘形状较宽带钢纵剪后无剪切飞边和毛刺等缺陷，有利保证焊接性能，广泛用于焊管、金属构件及日用品等，而且相比较用宽带钢经纵剪机组分剪，窄带钢节省了庞杂设备，故更适用于设备简易的中小型企业。近年来，随着汽车支架、建筑脚手架等出口焊管涉及人身安全，屈服强度由较低级别Q345向高级别并具有良好塑性发展趋势。目前，中小型企业采购的Q345窄带钢的屈服强度与延伸性能指标偏低、宽带钢需外委分条和运输，增加后期加工成本。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种屈服强度大于380MPa、抗拉强度大于470MPa、延伸率大于29％的钒铌微合金化低碳热轧窄带钢，本发明的另一目的是提供一种加工成本不高的钒铌微合金化低碳热轧窄带钢的制备方法。
技术方案：本发明所述的一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢，包含以下质量百分数的物质：C：0.10～0.16wt％，Si：0.10～0.50wt％，Mn：1.20～1.70wt％，P≤0.020wt％，S≤0.030wt％，Nb：0.010～0.070wt％，V：0.010～0.100wt％，N：0.0030～0.0150wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
C能够强化窄带钢的强度，但同时降低其成型性和焊接性，因此碳含量控制在0.10～0.14wt％的低碳范围；Si能提供带钢强度，但同时会降低镀锌能力，所以含量控制在0.14～0.26wt％；Mn能够通过固溶强化带钢性能，但过高会降低焊接能力，所以控制质量百分数为1.40～1.60wt％；P≤0.018wt％，S≤0.015wt％，Nb：0.010～0.015wt％，V：0.040～0.080wt％，N：0.0080～0.0120wt％。
为了进一步地提高低碳热轧窄带钢的力学性能，Nb的质量百分数为0.0.014～0.016wt％，V的质量百分数为0.075～0.085wt％，N的质量百分数为0.0080～0.0.0100wt％。
钒铌微合金化低碳热轧窄带钢的厚度为1.5～12mm，宽度为131～285mm。
上述低碳热轧窄带钢的制备方法，包含以下步骤：
(1)按原配比配置冶炼钢水，经LF、连铸工序得到150*150mm铸坯；
(2)铸坯经检测无缺陷后，采用推进式加热炉加热，预热段温度580～800℃，加热段温度为1100～1300℃，均热段温度为1150～1240℃，加热时间为3～5h；
(3)除鳞：初除磷水压力为18～21MPa，精除鳞一水压力为10～14MPa，精除鳞二水压力为7～10MPa，使得坯料表面无肉眼可见的氧化铁皮；
(4)轧制：进连轧机温度900～1050℃，调节精轧机组中最后一台平辊轧机的速度，保证终轧温度为850～950℃；
(5)卷曲：轧件进入运输链后，调整卷取机速度，保证卷曲温度为550～700℃。
有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：本发明在碳锰成分基础上，通过调整碳含量和合金的窄成分控制范围，通过Nb、V、N等细化晶粒元素实现细晶强化、沉淀强化作用，较低地成本、稳定地生产屈服强度大于380MPa、抗拉强度大于470MPa、延伸率大于29％的热轧带钢，制成焊管后屈服强度大于400MPa、抗拉强度大于500MPa，延伸率大于25％，具有良好的经济和社会效益。
具体实施方式
实施例1～5的钒铌微合金化低碳热轧窄带钢冶炼终点各成分详见表1，分别对应I～V，余量为Fe和不可避免的杂质。
表1钒铌微合金化低碳热轧窄带钢冶炼终点成分(wt％)
原料配比 C Si Mn P S Nb V N
I 0.11 0.14 1.59 0.013 0.006 0.011 0.05 0.0081
II 0.14 0.26 1.40 0.010 0.014 0.009 0.04 0.0098
III 0.12 0.21 1.51 0.007 0.006 0.015 0.08 0.0089
IV 0.16 0.10 1.20 0.018 0.030 0.040 0.01 0.0150
V 0.10 0.50 1.70 0.02 0.015 0.070 0.10 0.0030
实施例1
一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢制备方法，冶炼终点的化学成分详见表1中的I，具体步骤如下：
(1)按上述质量百分比配置成分冶炼钢水，钢水经LF、连铸工序得到150*150方铸坯；
(2)坯料经肉眼检测无缺陷后入炉，采用推进式加热，预热段温度587℃，加热段温度1247℃，均热段温度1221℃，加热时间3.0h；
(3)初除鳞水压力19.64MPa，精除鳞一水压力为11.51MPa，精除鳞二水压力为9.93MPa，坯料表面无肉眼可见的氧化铁皮；
(4)进连轧机温度1005℃，终轧温度为936℃；
(5)轧件进入运输链后，空冷至温度680℃开始卷曲。
实施例2
一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢制备方法，冶炼终点的化学成分详见表1中的II，具体步骤如下：
(1)按上述质量百分比配置成分冶炼钢水，钢水经LF、连铸工序得到150*150方铸坯；
(2)坯料经肉眼检测无缺陷后入炉，采用推进式加热，预热段温度574℃，加热段温度1250℃，均热段温度1219℃，加热时间5.0h；
(3)初除鳞水压力19.32MPa，精除鳞一水压力为12.32MPa，精除鳞二水压力为7.56MPa，坯料表面无肉眼可见的氧化铁皮；
(4)进连轧机温度1020℃，终轧温度为948℃；
(5)轧件进入运输链后，空冷至温度690℃开始卷曲。
实施例3
一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢制备方法，冶炼终点的化学成分详见表1中的IⅡ，具体步骤如下：
(1)按上述质量百分比配置成分冶炼钢水，钢水经LF、连铸工序得到150*150方铸坯；
(2)坯料经肉眼检测无缺陷后入炉，采用推进式加热，预热段温度589℃，加热段温度1254℃，均热段温度1218℃，加热时间4.2h；
(3)初除鳞水压力19.11MPa，精除鳞一水压力为13.37MPa，精除鳞二水压力为9.42MPa，坯料表面无肉眼可见的氧化铁皮；
(4)进连轧机温度985℃，终轧温度为941℃；
(5)轧件进入运输链后，空冷至温度685℃开始卷曲。
实施例4
一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢制备方法，冶炼终点的化学成分详见表1中的IV，具体步骤如下：
(1)按上述质量百分比配置成分冶炼钢水，钢水经LF、连铸工序得到150*150方铸坯；
(2)坯料经肉眼检测无缺陷后入炉，采用推进式加热，预热段温度580℃，加热段温度1100℃，均热段温度1150℃，加热时间3.5h；
(3)初除鳞水压力18.00MPa，精除鳞一水压力为10.00MPa，精除鳞二水压力为8.56MPa，坯料表面无肉眼可见的氧化铁皮；
(4)进连轧机温度900℃，终轧温度为910℃；
(5)轧件进入运输链后，空冷至温度605℃开始卷曲。
实施例5
一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢制备方法，冶炼终点的化学成分详见表1中的V，具体步骤如下：
(1)按上述质量百分比配置成分冶炼钢水，钢水经LF、连铸工序得到150*150方铸坯；
(2)坯料经肉眼检测无缺陷后入炉，采用推进式加热，预热段温度800℃，加热段温度1300℃，均热段温度1240℃，加热时间4.5h；
(3)初除鳞水压力21.00MPa，精除鳞一水压力为13.97MPa，精除鳞二水压力为7.00MPa，坯料表面无肉眼可见的氧化铁皮；
(4)进连轧机温度1050℃，终轧温度为900℃；
(5)轧件进入运输链后，空冷至温度700℃开始卷曲。
实施例6
表2钒铌微合金化低碳热轧窄带钢的热轧态力学性能
序号 规格/mm 屈服强度/Mpa 抗拉强度/Mpa 断后伸长率/％
I 2.30 439 571 29
II 2.95 420 586 30
III 3.10 500 628 32.5
IV 3.05 449 618 31
V 3.10 418 562 30.5
表3钒铌微合金化低碳热轧窄带钢制管后的力学性能
序号 焊管/mm<sup>2</sup> 屈服强度/Mpa 抗拉强度/Mpa 断后伸长率/％
I 2.30*48.26 569 615 27.0
II 2.95*48.26 551 604 27.5
III 3.10*48.26 565 639 30.0
IV 3.05*48.26 542 621 28.5
V 3.10*48.26 536 595 28
将表1中的冶炼终点的化学成分分别为I～V的物质，均采用实施例3中的工艺制备得到低碳热轧窄带钢，分别进行热轧态力学性能测试，其结果详见表2，可以看出，带钢力学性能全部符合屈服强度大于380MPa、抗拉强度大于470MPa、延伸率大于29％技术要求；将冶炼终点的化学成分分别为I～V的窄带钢制管后进行力学性能测试，其结果详见表2，可以看出，窄带钢制管后满足出口焊管力学性能要求。

Claims (8)

1.一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢，其特征在于包含以下质量百分数的物质：C：0.10～0.16wt％，Si：0.10～0.50wt％，Mn：1.20～1.70wt％，P≤0.020wt％，S≤0.030wt％，Nb：0.010～0.070wt％，V：0.010～0.100wt％，N：0.0030～0.0150wt％，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢，其特征在于：C：0.10～0.14wt％，Si：0.14～0.26wt％，Mn：1.40～1.60wt％，P≤0.018wt％，S≤0.015wt％，Nb：0.010～0.040wt％，V：0.040～0.080wt％，N：0.0050～0.0120wt％。
3.根据权利要求1或2所述的一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢，其特征在于：Nb的质量百分数为0.014～0.016wt％。
4.根据权利要求1或2所述的一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢，其特征在于：V的质量百分数为0.075～0.085wt％。
5.根据权利要求1或2所述的一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢，其特征在于：N的质量百分数为0.0080～0.010wt％。
6.根据权利要求1～5任一所述的一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢，其特征在于：所述钒铌微合金化低碳热轧窄带钢的厚度为1.5～12mm，宽度为131～285mm。
7.一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢的制备方法，其特征在于包含以下步骤：
(1)按原配比配置冶炼钢水，经LF、连铸工序得到铸坯；
(2)铸坯经检测无缺陷后，采用推进式加热，预热段温度580～800℃，加热段温度为1100～1300℃，均热段温度为1150～1240℃，加热时间为3～5h；
(3)除磷：先进行初除磷，再进行两步精除磷；
(4)轧制：进连轧机温度900～1050℃，调节精轧机组中最后一台平辊轧机的速度，保证终轧温度为850～950℃；
(5)卷曲：轧件进入运输链后，调整卷取机速度，保证卷曲温度为550～700℃。
8.根据权利要求7所述的一种钒铌微合金化低碳热轧窄带钢的制备方法，其特征在于：所述除磷工艺参数为：初除磷水压力为18～21MPa，精除磷一水压力为10～14MPa，精除磷二水压力为7～10MPa。
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