CN109338238A - 一种基于薄带铸轧的冲压用低碳钢及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于薄带铸轧的冲压用低碳钢的制造方法，其化学成分按质量百分比包括：C：0.01～0.03％，Mn：0.2～0.6％，Si：0.05～0.3％，Al：≤0.003％，P：≤0.02％且大于0，S：≤0.005％且大于0，余量为Fe及杂质元素。将原材料冶炼得到成分合格的钢水，经薄带连铸获得铸带，铸带经一道次压下量为5～40％的热轧后，经气雾冷却系统冷却后卷取获得薄带钢。其中轧机出口温度1000～850℃，卷取温度450～700℃。本发明解决了传统冲压用低碳钢生产流程长、能耗高等问题，并且解决了传统冲压用带钢横向和轧向性能差别较大，不利于深冲的问题。
Description
技术领域
本发明属于钢铁生产技术领域，特别涉及一种基于薄带铸轧的冲压用低碳钢及其制造方法。
背景技术
低碳钢由于其具有较好的拉伸和弯曲性能及良好的冲压成型性，可采用卷边、折弯、冲压等方法进行冷成形，广泛应用于汽车、家电和建筑等行业，市场需求较大。
冲压用低碳钢板的现有生产工艺流程为：钢水冶炼→厚板坯(或薄板坯)连铸→粗轧→热连轧→层流水冷却→卷取。现有生产工艺流程存在生产流程长、制造工序多、能耗大、环境负荷大等问题。并且由于以传统热轧和以CSP为代表的薄板坯连铸连轧工艺在生产规格上的局限性，薄规格冲压用带钢的生产也一直无法满足市场的需求。
薄带铸轧是一种新型的薄带钢生产方法，它是以两个旋转的冷却辊为结晶器，用液态金属直接生产薄带材的技术，是将快速凝固与轧制变形融为一体的短流程、近终形加工工艺。双辊薄带连铸技术以其生产流程短、工序少、能耗低以及排放少的特点，在应用到低碳钢生产时具有无可比拟的优越性。特别的是，在双辊薄带连铸亚快速凝固条件下可以获得均匀的非等轴状的显微组织，其中还有部分针状铁素体，并且由于其轧制总压下量很小，带钢在横向和轧向上的组织特征几乎没有区别，冲压时各个方向的变形行为基本一致。因此，利用双辊薄带连铸技术生产低碳薄带钢，可以明显改善其冲压性能，减少制耳等现象的发生。
为了节能环保及降低生产成本，并大幅改善低碳薄带钢的冲压性能，本发明提出了基于薄带铸轧的冲压用低碳钢的生产方法。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种基于薄带铸轧的冲压用低碳钢的生产方法，以解决常规低碳钢深冲时各个方向变形不一致等问题，并实现节能环保。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：
本发明基于薄带铸轧生产冲压用低碳薄带钢，其化学成分按质量百分比包括：C：0.01～0.04％，Mn：0.2～0.8％，Si：0.05～0.3％，Al：≤0.003％，P：≤0.02％且大于0，S：≤0.005％且大于0，余量为Fe及杂质元素。
相应地，本发明还公开了一种基于薄带铸轧的冲压用低碳钢的制造方法，包括如下步骤：
(1)按照上述化学成分及比例配料，冶炼获得钢水；
(2)将步骤(1)获得的钢水进行薄带连铸，获得铸带；
(3)对步骤(2)中的铸带进行热轧，随后经过冷却后卷取获得钢卷。
优选地，在上述的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢的制造方法中，冶炼：步骤(1)中，采用EAF电炉炼钢，VD真空脱碳脱氧，LF精炼，得到成分合格钢水。
优选地，在上述的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢的制造方法中，步骤(2)中，将钢水采用双辊薄带铸轧设备进行铸轧，钢水的开浇温度为1560～1680℃，铸轧速度为30～100m/min，钢水在惰性气体保护下进行薄带连铸。
优选地，在上述的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢的制造方法中，所述铸带的厚度为1.2～2.5mm。
优选地，在上述的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢的制造方法中，步骤(3)中，所述铸带经过压下量为5％～40％的一道次热轧轧制成薄带，热轧出口温度为850～1000℃。
优选地，在上述的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢的制造方法中，所述薄带的厚度为0.8～2.0mm。
优选地，在上述的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢的制造方法中，所述热轧后的薄带经气雾冷却系统冷却至450～700℃，卷取后得到热轧卷，然后吊放至垛位空冷至室温。
优选地，在上述的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢的制造方法中，所述卷取后的薄带钢在后续使用前可以经过酸洗或不酸洗。
另一方面，本发明还提出了根据本发明方法制造的热轧薄带钢。
优选地，热轧薄带钢的金相组织为不规则的非等轴铁素体，其中还有部分针状铁素体。
优选地，热轧薄带钢的横向和轧向的屈服强度差在10MPa以内，横向和轧向的抗拉强度差在15MPa以内。
优选地，相同目标成分下不同批次间所得热轧薄带钢的屈服强度和抗拉强度的波动在±10MPa以内。
优选地，热轧薄带钢在后续使用前，经酸洗或者不酸洗。
与现有技术相比较，本发明的特点和有益效果是：
本发明的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢的制造方法中，采用薄带铸轧的短流程生产工艺，生产工序少，生产成本及人力成本大幅降低。
本发明的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢冲压性能更好。常规冲压用低碳钢生产过程中从厚板坯到成品厚度经历的较大压下量的轧制，晶粒经历了较大变形，并且后续的冷却过程冷速较小，变形晶粒可以完成再结晶，获得等轴的铁素体晶粒。且轧向与横向的晶粒形态有较大区别，在冲压时各个方向的变形行为不一致。双辊薄带连铸的亚快速凝固条件下可以获得均匀的非等轴状的铁素体显微组织，其中还有部分针状铁素体，并且由于其轧制总压下量很小，带钢在横向和纵向上的组织特征几乎没有区别，可以明显改善其冲压性能，减少制耳等现象的发生。
本发明的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢成型性能更好。冲压用薄带铸轧SPHC薄带钢在连铸阶段，由于铸带厚度较薄并且凝固速度较快，在薄带钢中无明显的中心P偏析带和长条状的MnS夹杂带，表现出较高的韧性和成型性能，在后续进行冷变形加工时可避免出现开裂。
本发明的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢，在不同批次间的性能波动更小，有利于产品使用性能的稳定。
附图说明
为更清楚的说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例1中获得的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢的金相照片；
图2为本发明实施例2中获得的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢的金相照片；
图3为对比例中常规工艺下获得的冲压用低碳钢的金相照片；
图4为本发明的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢与常规冲压用低碳钢多批次产品的横向与轧向屈服强度对比；
图5为本发明的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢与常规冲压用低碳钢多批次产品的横向与轧向抗拉强度对比。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
除非另作定义，本公开所使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。
实施例1
(1)冶炼：步骤(1)中，采用EAF电炉炼钢，VD真空脱碳脱氧，LF精炼，得到成分合格钢水。按重量百分比为：C：0.022、Mn：0.476、Si：0.133、P：0.011、S：0.002、Al：0.002，余量为Fe及杂质元素。
(2)薄带连铸：将成分合格的钢水采用双辊薄带铸轧设备进行铸轧，钢水的开浇温度为1630℃，铸轧速度为60m/min，钢水在惰性气体保护下进行薄带连铸。获得厚度为1.82mm的铸带。
(3)热轧：铸带随后经过压下量为18％的一道次热轧轧制成1.5mm的薄带，轧制出口温度为870℃。
(4)冷却及卷取：热轧薄带经气雾冷却系统冷却至580℃，卷取后得到热轧卷，然后空冷至室温。所得薄板经冲压实验，未见出现制耳等现象。实施例1中所得基于薄带铸轧的冲压用低碳钢的横向和轧向力学性能见表1。
表1实施例1中基于薄带铸轧的冲压用低碳钢横向和轧向力学性能
实施例2
(1)冶炼：步骤(1)中，采用EAF电炉炼钢，VD真空脱碳脱氧，LF精炼，得到成分合格钢水。按重量百分比为：C：0.022、Mn：0.476、Si：0.133、P：0.011、S：0.002、Al：0.002，余量为Fe及杂质元素。
(2)薄带连铸：将成分合格的钢水采用双辊薄带铸轧设备进行铸轧，钢水的开浇温度为1630℃，铸轧速度为60m/min，钢水在惰性气体保护下进行薄带连铸。获得厚度为1.82mm的铸带。
(3)热轧：铸带随后经过压下量为18％的一道次热轧轧制成1.5mm的薄带，轧制出口温度为870℃。
(4)冷却及卷取：热轧薄带经气雾冷却系统冷却至580℃，卷取后得到热轧卷，然后空冷至室温。所得薄板经冲压实验，未见出现制耳等现象。实施例2中基于薄带铸轧的冲压用低碳钢横向和轧向力学性能见表2。
表2实施例2中基于薄带铸轧的冲压用低碳钢横向和轧向力学性能
对比例
(1)采用铁水预脱硫，转炉顶底复合吹炼，RH真空循环脱氧工艺，同时进行钙处理，LF精炼，得到成分合格钢水，连铸成220mm厚的铸坯。成分按重量百分比为：C：0.04、Mn：0.2、Si：0.02、P：0.013、S：0.007、Al：0.032，余量为Fe及杂质元素。
(2)将上述成分合格的连铸坯加热到1200℃并保温2h，进行均热处理。后经R1和R2两机架粗轧成35mm中间坯，粗轧压下率为85％，粗轧出口温度为1000℃。再将中间坯经F1～F7七机架连轧成2.0mm的带钢，精轧压下率为95％。带钢终轧温度为880℃，卷取温度为650℃。传统工艺下所得冲压用低碳钢的横向和轧向力学性能见表3。
表3对比例中传统工艺下所得冲压用低碳钢的横向和轧向力学性能
本发明的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢与传统冲压用低碳钢多批次产品的横向与轧向屈服强度对比见图4，本发明的基于薄带铸轧的冲压用低碳钢与传统冲压用低碳钢多批次产品的横向与轧向抗拉强度对比见图5。
以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。
Claims (10)
1.一种基于薄带铸轧的冲压用低碳钢的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括如下步骤：
(1)按照如下化学成分及质量分数配料：C：0.01～0.04％，Mn：0.2～0.8％，Si：0.05～0.3％，Al：≤0.003％，P：≤0.02％且大于0，S：≤0.005％且大于0，余量为Fe及杂质元素，冶炼获得钢水；
(2)将步骤(1)获得的钢水进行薄带连铸，获得铸带；
(3)将步骤(2)获得的钢带经过压下量为5％～40％的一道次热轧轧制成薄带，所述薄带厚度为0.8～2.0mm，热轧出口温度为1000～850℃，所述薄带在热轧后经气雾冷却系统冷至450～700℃，卷取后获得热轧卷，随后热轧卷吊放至垛位空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：
冶炼：步骤(1)中，采用EAF电炉炼钢，VD真空脱碳脱氧，LF精炼，得到成分合格钢水。
3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：步骤(2)中，将钢水采用双辊薄带铸轧设备进行铸轧，钢水的开浇温度为1560～1680℃，铸轧速度为30～100m/min，钢水在惰性气体保护下进行薄带连铸。
4.根据权利要求3所述的制造方法，其特征在于：所述铸带的厚度为1.2～2.5mm。
5.根据权利要求1-4中的任意一项所述的制造方法，其特征在于：后续使用前经酸洗或不酸洗。
6.一种热轧薄带钢，其特征在于，所述热轧薄带钢使用根据权利要求1-5中的任意一项所述的制造方法制造。
7.根据权利要求6所述的热轧薄带钢，其特征在于，其金相组织为不规则的非等轴铁素体，其中还有部分针状铁素体。
8.根据权利要求6所述的热轧薄带钢，其特征在于，其横向和轧向的屈服强度差在10MPa以内，横向和轧向的抗拉强度差在15MPa以内。
9.根据权利要求6所述的热轧薄带钢，其特征在于，相同目标成分下不同批次间所得热轧薄带钢的屈服强度和抗拉强度的波动在±10MPa以内。
10.根据权利要求6所述的热轧薄带钢，其特征在于，后续使用前经酸洗或者不酸洗。
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| CN111041365A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-21 | 江苏沙钢集团有限公司 | 基于薄带铸轧的500~700MPa级经济型高强钢及其生产方法 |
| CN111041365B (zh) * | 2019-12-25 | 2021-06-29 | 江苏沙钢集团有限公司 | 基于薄带铸轧的500~700MPa级经济型高强钢及其生产方法 |
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