CN109440010B - 一种1100MPa级高强捆带钢及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种1100MPa级高强捆带钢及其生产方法，所述捆带钢化学成分组成及质量百分含量为：C：0.20～0.25%，Si：0.15～0.30%，Mn：1.15～1.35%，P≤0.020%，S≤0.010%，Als：0.020～0.050%，Nb：0.015～0.030%，N≤0.0050%，余量为Fe和不可避免的杂质；所述生产方法包括炼钢、连铸、热轧、冷轧、发蓝工序。本发明成分设计采用中低C、常规Mn含量，添加少量Si和Nb元素，在合理控制C、Mn、Si含量及合金成本条件下，通过热轧控轧控冷、大压下量冷轧、低温发蓝等工艺控制，获得抗拉强度≥1100MPa，延伸率A30≥8%高强捆带钢。

Description

一种1100MPa级高强捆带钢及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种1100MPa级高强捆带钢及其生产方法。
背景技术
捆带钢(简称捆带)，通常指用于工业包装用的钢带，广泛用于钢铁、有色金属、造纸、玻璃、建材、烟草和轻纺加工等工业领域。
目前，我国钢铁行业是应用捆带产品最多，承载安全级数最高的行业，其主要用于钢铁制造的轧钢和成品包装单元。一方面，近年来随着我国钢铁行业的迅猛发展，加之发达国家的钢铁企业都将钢卷包装提高到“保证安全储运，提升产品档次”的程度，预计今后对其需求将迸一步扩大，市场前景广阔，经济效益可观；另一方面，随着钢铁企业生产作业线的日益连续化和高速化，对其性能的要求将会越来越高。
当前生产高强度捆带钢的工艺主要为中温调质和铅浴等温淬火两种，这两种工艺的设备复杂，退火成本较高，并且铅浴会对环境造成严重污染；在成分选择方面，目前高强捆带钢一般采用C-Si-Mn成分或Nb-Ti复合强化两种设计方案，前者由于C、Mn含量较高（一般C含量大于0.3%，Mn含量大于1.5%）对其冷轧、退火工序时的焊接造成不良影响，其Si含量一般在0.4%以上，较高的Si含量对发蓝造成不利影响，发蓝层容易脱落；后者添加较高的Nb、Ti合金元素，成本较高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种1100MPa级高强捆带钢；同时本发明还提供了一种1100MPa级高强捆带钢的生产方法。该发明具有性能优良、成本控制合理、生产工艺简单的特点。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种1100MPa级高强捆带钢，所述捆带钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.20～0.25%，Si：0.15～0.30%，Mn：1.15～1.35%，P≤0.020%，S≤0.010%，Als：0.020～0.050%，Nb：0.015～0.030%，N≤0.0050%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述捆带钢厚度规格为0.70～1.00mm。
本发明所述捆带钢抗拉强度≥1100MPa，延伸率A30≥8.0%。
本发明还提供了一种1100MPa级高强捆带钢的生产方法，所述生产方法包括炼钢、连铸、热轧、冷轧、发蓝工序；所述热轧工序，加热炉出炉温度为1150～1210℃，终轧温度为820～840℃，钢卷分三段进行冷却，第一段以≥60℃/s的冷速水冷至700～730℃，第二段空冷3.5～4.5s，第三段以≥40℃/s的冷速水冷至卷取温度400～450℃；所述冷轧工序，采用酸洗五机架连轧轧制，总压下量70～75%；所述发蓝工序，退火发蓝加热升温至480～530℃，保温6～8s后发蓝。
本发明所述炼钢工序，钢水化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.20～0.25%，Si：0.15～0.30%，Mn：1.15～1.35%，P≤0.020%，S≤0.010%，Als：0.020～0.050%，Nb：0.015～0.030%，N≤0.0050%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明所述连铸工序，采用动态轻压下，压下量3mm，连铸坯厚200mm。
本发明所述热轧工序，加热炉出炉温度为1176～1190℃，终轧温度为824～836℃。
本发明所述发蓝工序，退火发蓝加热升温至490～520℃。
本发明所述发蓝工序，退火发蓝采用板式电磁感应加热。
本发明所述发蓝工序，采用以下步骤：纵剪步骤、退火发蓝步骤、涂蜡步骤、卷取及包装步骤。
本发明1100MPa级高强捆带钢主要组成元素含量控制的机理及作用如下：
碳、锰作为常规强化元素，适当提高C、Mn元素含量有利于提升基体强度、扩大贝氏体生成相区。但由于C、Mn含量提高将对材料的焊接性能造成不利影响，因此将材料的C含量控制在0.20～0.25%，Mn含量控制在1.15～1.35%，当C、Mn成分均控制为最高值时，能够保证其碳当量CEQ控制在0.50%以内。
硅元素的添加能够提升铁素体强度，并促进先共析铁素体的生成，扩大铁素体生成的工艺窗口，有利于提高本钢种生产时性能的稳定性，但是由于Si元素添加过多会影响发蓝质量，因此将材料的Si含量控制在0.15～0.30%。
铌是钢铁材料中应用非常广泛的合金元素，能够通过固溶强化和析出强化作用提升钢材的综合性能，本发明添加Nb元素主要目的在于细化基体组织，由于Nb价格较贵，通过综合考虑本发明Nb含量控制在0.015～0.030%。
磷、硫元素为钢中的杂质元素，含量过高将恶化材料性能，因此宜在考虑成本的前提下尽量降低材料的P、S元素含量，本发明控制P≤0.020%，S≤0.010%。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明成分设计采用中低C、常规Mn含量，添加少量Si和Nb元素，在合理控制C、Mn、Si含量及合金成本的条件下，通过热轧控轧控冷、大压下量冷轧、低温发蓝等工艺控制，获得抗拉强度≥1100MPa，延伸率A30≥8%的高强捆带钢，避免了目前部分捆带产品因C、Mn、Si设计含量过高对焊接、发蓝造成的不利影响，也避免了目前部分Nb-Ti复合强化捆带钢合金成本过高的影响。2、本发明通过添加少量的Nb元素，提升产品强度的同时提高了退火再结晶温度，因此扩大了退火温度的控制范围，有效的提高了产品性能控制稳定性。3、本发明生产工艺简单，可操作性强，省去了目前高强捆带钢生产中的淬火或铅浴工序，节约生产成本，避免了环境污染，提升了产品的综合效益，具有良好的市场前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细地说明。
实施例1
本实施例1100MPa级高强捆带钢厚度规格为0.90mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的生产方法包括炼钢、连铸、热轧、冷轧、发蓝工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）连铸工序：采用动态轻压下，压下量3mm，连铸坯厚200mm；
（3）热轧工序：加热炉出炉温度为1185℃，终轧温度为835℃；钢卷分三段进行冷却，第一段以65℃/s的冷速水冷至710℃，第二段空冷3.5s，第三段以55℃/s的冷速水冷至卷取温度410℃；
（4）冷轧工序：采用酸洗五机架连轧轧制，总压下量70%；
（5）发蓝工序：退火发蓝采用板式电磁感应加热升温至530℃，保温6s后发蓝。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的力学性能见表2。
实施例2
本实施例1100MPa级高强捆带钢厚度规格为1.00mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的生产方法包括炼钢、连铸、热轧、冷轧、发蓝工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）连铸工序：采用动态轻压下，压下量3mm，连铸坯厚200mm；
（3）热轧工序：加热炉出炉温度为1168℃，终轧温度为820℃；钢卷分三段进行冷却，第一段以82℃/s的冷速水冷至720℃，第二段空冷3.5s，第三段以53℃/s的冷速水冷至卷取温度400℃；
（4）冷轧工序：采用酸洗五机架连轧轧制，总压下量75%；
（5）发蓝工序：退火发蓝采用板式电磁感应加热升温至520℃，保温6s后发蓝。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的力学性能见表2。
实施例3
本实施例1100MPa级高强捆带钢厚度规格为0.80mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的生产方法包括炼钢、连铸、热轧、冷轧、发蓝工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）连铸工序：采用动态轻压下，压下量3mm，连铸坯厚200mm；
（3）热轧工序：加热炉出炉温度为1210℃，终轧温度为838℃；钢卷分三段进行冷却，第一段以70℃/s的冷速水冷至700℃，第二段空冷4.0s，第三段以42℃/s的冷速水冷至卷取温度430℃；
（4）冷轧工序：采用酸洗五机架连轧轧制，总压下量72.4%；
（5）发蓝工序：退火发蓝采用板式电磁感应加热升温至500℃，保温7s后发蓝。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的力学性能见表2。
实施例4
本实施例1100MPa级高强捆带钢厚度规格为0.95mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的生产方法包括炼钢、连铸、热轧、冷轧、发蓝工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）连铸工序：采用动态轻压下，压下量3mm，连铸坯厚200mm；
（3）热轧工序：加热炉出炉温度为1176℃，终轧温度为824℃；钢卷分三段进行冷却，第一段以79℃/s的冷速水冷至715℃，第二段空冷4.0s，第三段以51℃/s的冷速水冷至卷取温度420℃；
（4）冷轧工序：采用酸洗五机架连轧轧制，总压下量72.9%；
（5）发蓝工序：退火发蓝采用板式电磁感应加热升温至500℃，保温7s后发蓝。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的力学性能见表2。
实施例5
本实施例1100MPa级高强捆带钢厚度规格为0.90mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的生产方法包括炼钢、连铸、热轧、冷轧、发蓝工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）连铸工序：采用动态轻压下，压下量3mm，连铸坯厚200mm；
（3）热轧工序：加热炉出炉温度为1188℃，终轧温度为833℃，钢卷分三段进行冷却，第一段以80℃/s的冷速水冷至730℃，第二段空冷4.0s，第三段以49℃/s的冷速水冷至卷取温度422℃；
（4）冷轧工序：采用酸洗五机架连轧轧制，总压下量70.9%；
（5）发蓝工序：退火发蓝采用板式电磁感应加热升温至500℃，保温7s后发蓝。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的力学性能见表2。
实施例6
本实施例1100MPa级高强捆带钢厚度规格为0.78mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的生产方法包括炼钢、连铸、热轧、冷轧、发蓝工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）连铸工序：采用动态轻压下，压下量3mm，连铸坯厚200mm；
（3）热轧工序：加热炉出炉温度为1150℃，终轧温度为835℃，钢卷分三段进行冷却，第一段以75℃/s的冷速水冷至708℃，第二段空冷4.5s，第三段以44℃/s的冷速水冷至卷取温度435℃；
（4）冷轧工序：采用酸洗五机架连轧轧制，总压下量74.0%；
（5）发蓝工序：退火发蓝采用板式电磁感应加热升温至480℃，保温8s后发蓝。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的力学性能见表2。
实施例7
本实施例1100MPa级高强捆带钢厚度规格为0.70mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的生产方法包括炼钢、连铸、热轧、冷轧、发蓝工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）连铸工序：采用动态轻压下，压下量3mm，连铸坯厚200mm；
（3）热轧工序：加热炉出炉温度为1183℃，终轧温度为831℃，钢卷分三段进行冷却，第一段以60℃/s的冷速水冷至717℃，第二段空冷3.5s，第三段以46℃/s的冷速水冷至卷取温度442℃；
（4）冷轧工序：采用酸洗五机架连轧轧制，总压下量73.1%；
（5）发蓝工序：退火发蓝采用板式电磁感应加热升温至510℃，保温8s后发蓝。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的力学性能见表2。
实施例8
本实施例1100MPa级高强捆带钢厚度规格为0.85mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的生产方法包括炼钢、连铸、热轧、冷轧、发蓝工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）连铸工序：采用动态轻压下，压下量3mm，连铸坯厚200mm；
（3）热轧工序：加热炉出炉温度为1190℃，终轧温度为836℃，钢卷分三段进行冷却，第一段以68℃/s的冷速水冷至723℃，第二段空冷4.0s，第三段以48℃/s的冷速水冷至卷取温度420℃；
（4）冷轧工序：采用酸洗五机架连轧轧制，总压下量71.7%；
（5）发蓝工序：退火发蓝采用板式电磁感应加热升温至490℃，保温6s后发蓝。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的力学性能见表2。
实施例9
本实施例1100MPa级高强捆带钢厚度规格为0.75mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的生产方法包括炼钢、连铸、热轧、冷轧、发蓝工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）炼钢工序：钢水化学成分组成及其质量百分含量见表1；
（2）连铸工序：采用动态轻压下，压下量3mm，连铸坯厚200mm；
（3）热轧工序：加热炉出炉温度为1208℃，终轧温度为840℃，钢卷分三段进行冷却，第一段以72℃/s的冷速水冷至712℃，第二段空冷4.5s，第三段以40℃/s的冷速水冷至卷取温度450℃；
（4）冷轧工序：采用酸洗五机架连轧轧制，总压下量73.2%；
（5）发蓝工序：退火发蓝采用板式电磁感应加热升温至490℃，保温8s后发蓝。
本实施例1100MPa级高强捆带钢的力学性能见表2。
表1 实施例1-9 1100MPa级高强捆带钢化学成分组成及质量百分含量（%）
Figure DEST_PATH_IMAGE002
表1中成分余量为铁和不可避免的杂质。
表2 实施例1-9 1100MPa级高强捆带钢的力学性能
Figure DEST_PATH_IMAGE004
上述实施例表明，本发明生产的的高强捆带钢抗拉强度≥1100MPa，延伸率A30≥8.0%。值得注意的是本发明应用组织强化和冷轧加工硬化两种提高强度的手段，若采用过高的冷轧压下率虽然能够有效提升产品强度，但将对成品的延伸率产生不利影响，从实施例2中可以看出这点，并且过高的冷轧压下率会增大冷轧轧制符合，影响冷轧轧制的稳定性，因此本发明将延伸率范围定在75%以内。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种1100MPa级高强捆带钢，其特征在于，所述捆带钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.20～0.25%，Si：0.15～0.30%，Mn：1.15～1.35%，P≤0.020%，S≤0.010%，Als：0.020～0.050%，Nb：0.015～0.030%，N≤0.0050%，余量为Fe和不可避免的杂质；
所述捆带钢抗拉强度≥1100MPa，延伸率A30≥8.0%；所述捆带钢由下述方法生产：包括炼钢、连铸、热轧、冷轧、发蓝工序；所述热轧工序，加热炉出炉温度为1150～1210℃，终轧温度为820～840℃，钢卷分三段进行冷却，第一段以≥60℃/s的冷速水冷至700～730℃，第二段空冷3.5～4.5s，第三段以≥40℃/s的冷速水冷至卷取温度400～450℃；所述冷轧工序，采用酸洗五机架连轧轧制，总压下量70～75%；所述发蓝工序，退火发蓝加热升温至480～530℃，保温6～8s后发蓝。
2.根据权利要求1所述的一种1100MPa级高强捆带钢，其特征在于，所述捆带钢厚度规格为0.70～1.00mm。
3.基于权利要求1或2所述的一种1100MPa级高强捆带钢的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括炼钢、连铸、热轧、冷轧、发蓝工序；所述热轧工序，加热炉出炉温度为1150～1210℃，终轧温度为820～840℃，钢卷分三段进行冷却，第一段以≥60℃/s的冷速水冷至700～730℃，第二段空冷3.5～4.5s，第三段以≥40℃/s的冷速水冷至卷取温度400～450℃；所述冷轧工序，采用酸洗五机架连轧轧制，总压下量70～75%；所述发蓝工序，退火发蓝加热升温至480～530℃，保温6～8s后发蓝。
4.根据权利要求3所述的一种1100MPa级高强捆带钢的生产方法，其特征在于，所述连铸工序，采用动态轻压下，压下量3mm，连铸坯厚200mm。
5.根据权利要求3或4所述的一种1100MPa级高强捆带钢的生产方法，其特征在于，所述热轧工序，加热炉出炉温度为1176～1190℃，终轧温度为824～836℃。
6.根据权利要求3或4所述的一种1100MPa级高强捆带钢的生产方法，其特征在于，所述发蓝工序，退火发蓝加热升温至490～520℃。
7.根据权利要求3或4所述的一种1100MPa级高强捆带钢的生产方法，其特征在于，所述发蓝工序，退火发蓝采用板式电磁感应加热。
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