CN109536830A - 屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢及其生产方法，所述耐候钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.09%，Si：0.15～0.30%，Mn：0.30～0.60%，P≤0.020%，S≤0.012%，Als≥0.02%，Ti：0.05～0.09%，Cu：0.20～0.50%，Ni：0.10～0.60%，Cr：0.30～0.80%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述生产方法包括铁水提钒、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控制冷却、卷取、缓冷工序。本发明采用钛微合金强化，通过控轧控冷工艺，实现屈服强度为550MPa级高强度薄规格耐候钢的生产。

Description

屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢及其生产方法。
背景技术
高强薄规格耐候钢，广泛应用于铁路车辆、集装箱箱板，是一类在大气环境中具有良好耐腐蚀性能的钢材，大量数据研究表明耐候钢是通过在钢材表面形成一层致密的铜、铬氧化物，能很好的隔绝空气和水分，阻止钢材的氧化腐蚀，提高材料的耐蚀性能。
中国专利申请20170701198.X公开了一种极薄规格耐候钢及其生产方法，该耐候钢化学成分重量百分比为：C≤0.12%，Si：0.25～0.45%，Mn：0.20～0.45%，S≤0.015%，P：0.06～0.09%，Cr：0.30～0.40%，Ni：0.15～0.20%，Cu：0.25～0.30%，其余为Fe及不可避免的杂质。该专利采用常规热连轧机组、采用控轧控冷工艺生产1.5-2.0mm厚的薄规格耐候钢。
中国专利申请20160766086.8公开了一种基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产耐候钢的方法，该耐候钢的合金成分及重量百分比含量为：C：0.01～0.06%，Si：0.30～0.60%，Mn：0.30～0.60%，S≤0.015%，P：0.05～0.12%，Cr：0.30～0.80%，Ni≤0.30%，Cu：0.25～0.45%，其余为Fe及不可避免的杂质。该专利中薄规格耐候钢的生产基于ESP生产线，采用了带钢无头连铸连轧工艺，不适用于基于常规轧机生产薄规格耐候钢。
中国专利申请201410591781.6公开了一种无P偏析的耐候钢热轧薄带及其制造方法，该耐候钢的合金成分及重量百分比含量为：C：0.07～0.12%，Si：0.30～0.60%，Mn：0.40～0.55%，S≤0.02%，P：0.05～0.16%，Cr：0.60～0.80%，Ni：0.03～0.11%，Cu：0.20～0.50%，AL≤0.046%，B≤0.003%，其余为Fe及不可避免的杂质。该专利中薄规格耐候钢是基于薄板坯连铸连轧生产线进行生产的，不适用于基于常规轧机生产薄规格耐候钢。
中国专利申请201611008189.4公开了一种含铌厚规格耐候钢及其轧制方法，该耐候钢的合金成分及重量百分比含量为：C≤0.08%，Si≤0.50%，Mn≤1.5%，S≤0.008%，P≤0.02%，Cr：0.30～1.25%，Ni：0.10～0.65%，Cu：0.20～0.55%，Nb≤0.05%，其余为Fe及不可避免的杂质。该专利生产铌含量为0.02-0.05%，铌增加耐候钢的强度，轧制规格为≥16mm。
中国专利申请201611008942.X公开了一种含钒厚规格耐候钢及其轧制方法，该耐候钢的合金成分及重量百分比含量为：C≤0.08%，Si≤0.50%，Mn≤1.5%，S≤0.008%，P≤0.02%，Cr：0.30～1.25%，Ni：0.10～0.65%，Cu：0.20～0.55%，V≤0.12%，其余为Fe及不可避免的杂质。该专利生产钒含量为0.07-0.12%，钒增加耐候钢的强度，轧制规格为≥14mm。
中国专利申请号200710032112.5公开了一种确定550MPa级Ti微合金化高强耐候钢Ti加入量的方法。该专利是通过钢水中氧、氮和硫的重量含量以及铸坯入口厚度及成品出口厚度，计算钢中所需添加的Ti含量，该发明适用于薄板坯连铸连轧工艺，轧制压缩比较低。
中国专利公布号CN 107557678A公开了一种低成本550MPa级热轧集装箱用耐候钢及其制造方法。该专利是钢中含有C：0.049～0 .069%，Si：0.20～0.30%，Mn：0.51～0.79%，P≤0.020%，S≤0.006%、Als：0.015～0.045%，Cr：0.31～0.41%，Ni：0.079～0.099%，Cu：0.21～0.29%，Ti：0.057～0.077%，N≤0.006%，其余为Fe和不可避免的杂质。铸坯厚度为200～230mm ，铸坯加热温度≥1250℃，精轧开轧温度为1080～1100℃，精轧终轧温度为921～949℃，轧后采用层流冷却，冷却速度＞20℃/s，卷取温度为619～649℃，生产钢板的厚度为1.5～5.0mm的集装箱用耐候钢。
因此，通过控制轧制工艺的开发，合理分配精轧道次、精轧温度和卷曲温度，实现高强耐候薄规格卷板的生产具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢及其生产方法。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢，所述耐候钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.09%，Si：0.15～0.30%，Mn：0.30～0.60%，P≤0.020%，S≤0.012%，Als≥0.02%，Ti：0.05～0.09%，Cu：0.20～0.50%，Ni：0.10～0.60%，Cr：0.30～0.80%，余量为Fe及不可避免的杂质。
本发明所述耐候钢厚度规格为1.2～1.6mm。
本发明所述耐候钢性能指标为：屈服强度≥550MPa，抗拉强度≥620MPa，延伸率≥16%。
本发明还提供了一种屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢的生产方法，所述生产方法包括铁水提钒、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控制冷却、卷取、缓冷工序；所述控制轧制工序，包括粗轧、热卷箱卷取和精轧工艺，粗轧为7道轧制、中间坯厚度为26～34mm，热卷箱卷取保温，精轧入口温度为1080～1120℃、精轧终轧温度为850～890℃，精轧为7道轧制、精轧道次压下分配比为46～62%、44～60%、32～46%、29～39%、28～38%、19～25%、10～16%。
本发明所述板坯加热工序，板坯热装加热至1250～1300℃，加热时间控制在≤200min。
本发明所述高压水除鳞工序，除磷水压力≥18MPa。
本发明所述控制冷却工序，冷却速率≥22℃/s。
本发明所述卷取工序，卷取冷却采用前段集中冷却，卷取温度为580～600℃。
本发明所述缓冷工序，入缓冷坑内缓冷，冷却速度控制在5～8℃/min，冷却至室温。
本发明屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品标准参考耐候结构钢GB/T4171-2008；产品性能检测方法标准参考金属材料室温拉伸试验方法GB/T228。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明采用钛合金进行钛微合金强化，结合控制轧制工艺，通过控制精轧道次压下分配比实现高强耐候钢的减薄生产，产品厚度规格为1.2～1.6mm，屈服强度≥550MPa，抗拉强度≥620MPa，延伸率≥16%。2、本发明采用便宜的钛合金进行钛微合金强化，降低了生产成本。
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
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品厚度1.6mm、宽度1300mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢的生产方法包括铁水提钒、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控制冷却、卷取、缓冷工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）铁水经150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工艺得到连铸板坯；
（2）板坯加热工序：板坯热装加热至1280℃，加热时间180min；
（3）高压水除鳞工序：除磷水压力为18.0MPa；
（4）控制轧制工序：控制轧制工序包括粗轧、热卷箱卷取和精轧工艺，粗轧为7道轧制、中间坯厚度为34mm，热卷箱卷取保温，精轧入口温度为1108℃、精轧终轧温度为886℃，精轧为7道轧制、精轧道次压下分配比为61%、52%、34%、30%、30%、22%、14%；
（5）控制冷却工序：冷却速率为25℃/s；
（6）卷取工序：卷取冷却采用前段集中冷却，卷取温度为595℃；
（7）缓冷工序：入缓冷坑内缓冷，冷却速度为6℃/min，冷却至室温。
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品屈服强度为585MPa，抗拉强度为640MPa，延伸率为22%。
实施例2
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品厚度1.2mm、宽度1300mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢的生产方法包括铁水提钒、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控制冷却、卷取、缓冷工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）铁水经150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工艺得到连铸板坯；
（2）板坯加热工序：板坯热装加热至1290℃，加热时间180min；
（3）高压水除鳞工序：除磷水压力为18.2MPa；
（4）控制轧制工序：控制轧制工序包括粗轧、热卷箱卷取和精轧工艺，粗轧为7道轧制、中间坯厚度为26mm，热卷箱卷取保温，精轧入口温度为1115℃、精轧终轧温度为880℃，精轧为7道轧制、精轧道次压下分配比为56%、53%、41%、34%、31%、22%、11%；
（5）控制冷却工序：冷却速率为28℃/s；
（6）卷取工序：卷取冷却采用前段集中冷却，卷取温度为585℃；
（7）缓冷工序：入缓冷坑内缓冷，冷却速度为5℃/min，冷却至室温。
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品屈服强度为580MPa，抗拉强度为650MPa，延伸率为20%。
实施例3
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品厚度1.2mm、宽度1020mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢的生产方法包括铁水提钒、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控制冷却、卷取、缓冷工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）铁水经150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工艺得到连铸板坯；
（2）板坯加热工序：板坯热装加热至1290℃，加热时间193min；
（3）高压水除鳞工序：除磷水压力为18.5MPa；
（4）控制轧制工序：控制轧制工序包括粗轧、热卷箱卷取和精轧工艺，粗轧为7道轧制、中间坯厚度为26mm，热卷箱卷取保温，精轧入口温度为1100℃、精轧终轧温度为880℃，精轧为7道轧制、精轧道次压下分配比为58%、53%、42%、34%、30%、20%、11%；
（5）控制冷却工序：冷却速率为29℃/s；
（6）卷取工序：卷取冷却采用前段集中冷却，卷取温度为590℃；
（7）缓冷工序：入缓冷坑内缓冷，冷却速度为6℃/min，冷却至室温。
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品屈服强度为575MPa，抗拉强度为650MPa，延伸率为19.5%。
实施例4
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品厚度1.4mm、宽度1180mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢的生产方法包括铁水提钒、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控制冷却、卷取、缓冷工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）铁水经150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工艺得到连铸板坯；
（2）板坯加热工序：板坯热装加热至1270℃，加热时间160min；
（3）高压水除鳞工序：除磷水压力为18.2MPa；
（4）控制轧制工序：控制轧制工序包括粗轧、热卷箱卷取和精轧工艺，粗轧为7道轧制、中间坯厚度为30mm，热卷箱卷取保温，精轧入口温度为1090℃、精轧终轧温度为878℃，精轧为7道轧制、精轧道次压下分配比为54%、52%、39%、34%、33%、22%、13%；
（5）控制冷却工序：冷却速率为26℃/s；
（6）卷取工序：卷取冷却采用前段集中冷却，卷取温度为590℃；
（7）缓冷工序：入缓冷坑内缓冷，冷却速度为7℃/min，冷却至室温。
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品屈服强度为580MPa，抗拉强度为645MPa，延伸率为21%。
实施例5
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品厚度1.3mm、宽度1000mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢的生产方法包括铁水提钒、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控制冷却、卷取、缓冷工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）铁水经150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工艺得到连铸板坯；
（2）板坯加热工序：板坯热装加热至1250℃，加热时间200min；
（3）高压水除鳞工序：除磷水压力为18.1MPa；
（4）控制轧制工序：控制轧制工序包括粗轧、热卷箱卷取和精轧工艺，粗轧为7道轧制、中间坯厚度为28mm，热卷箱卷取保温，精轧入口温度为1100℃、精轧终轧温度为850℃，精轧为7道轧制、精轧道次压下分配比为57%、52%、41%、34%、30%、21%、12%；
（5）控制冷却工序：冷却速率为31℃/s；
（6）卷取工序：卷取冷却采用前段集中冷却，卷取温度为580℃；
（7）缓冷工序：入缓冷坑内缓冷，冷却速度为8℃/min，冷却至室温。
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品屈服强度为550MPa，抗拉强度为625MPa，延伸率为18%。
实施例6
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品厚度1.5mm、宽度1200mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢的生产方法包括铁水提钒、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控制冷却、卷取、缓冷工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）铁水经150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工艺得到连铸板坯；
（2）板坯加热工序：板坯热装加热至1300℃，加热时间170min；
（3）高压水除鳞工序：除磷水压力为18.0MPa；
（4）控制轧制工序：控制轧制工序包括粗轧、热卷箱卷取和精轧工艺，粗轧为7道轧制、中间坯厚度为32mm，热卷箱卷取保温，精轧入口温度为1085℃、精轧终轧温度为890℃，精轧为7道轧制、精轧道次压下分配比为54%、54%、39%、35%、33%、21%、13%；
（5）控制冷却工序：冷却速率为29℃/s；
（6）卷取工序：卷取冷却采用前段集中冷却，卷取温度为600℃；
（7）缓冷工序：入缓冷坑内缓冷，冷却速度为5.5℃/min，冷却至室温。
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品屈服强度为575MPa，抗拉强度为650MPa，延伸率为16%。
实施例7
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品厚度1.2mm、宽度1100mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢的生产方法包括铁水提钒、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控制冷却、卷取、缓冷工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）铁水经150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工艺得到连铸板坯；
（2）板坯加热工序：板坯热装加热至1260℃，加热时间185min；
（3）高压水除鳞工序：除磷水压力为18.3MPa；
（4）控制轧制工序：控制轧制工序包括粗轧、热卷箱卷取和精轧工艺，粗轧为7道轧制、中间坯厚度为26mm，热卷箱卷取保温，精轧入口温度为1080℃、精轧终轧温度为860℃，精轧为7道轧制、精轧道次压下分配比为46%、60%、32%、39%、28%、25%、10%；
（5）控制冷却工序：冷却速率为26℃/s；
（6）卷取工序：卷取冷却采用前段集中冷却，卷取温度为583℃；
（7）缓冷工序：入缓冷坑内缓冷，冷却速度为6.5℃/min，冷却至室温。
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品屈服强度为590MPa，抗拉强度为660MPa，延伸率为17.5%。
实施例8
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品厚度1.6mm、宽度1250mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢的生产方法包括铁水提钒、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控制冷却、卷取、缓冷工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）铁水经150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸工艺得到连铸板坯；
（2）板坯加热工序：板坯热装加热至1265℃，加热时间195min；
（3）高压水除鳞工序：除磷水压力为18.3MPa；
（4）控制轧制工序：控制轧制工序包括粗轧、热卷箱卷取和精轧工艺，粗轧为7道轧制、中间坯厚度为30mm，热卷箱卷取保温，精轧入口温度为1120℃、精轧终轧温度为870℃，精轧为7道轧制、精轧道次压下分配比为62%、44%、46%、29%、38%、19%、16%；
（5）控制冷却工序：冷却速率为22℃/s；
（6）卷取工序：卷取冷却采用前段集中冷却，卷取温度为594℃；
（7）缓冷工序：入缓冷坑内缓冷，冷却速度为7.5℃/min，冷却至室温。
本实施例屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品屈服强度为565MPa，抗拉强度为640MPa，延伸率为22.5%。
表1 实施例1～8屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢产品化学成分组成及其质量百分含量（%）
实施例 C Si Mn P S Ti Cu Ni Cr Als
1 0.060 0.22 0.31 0.013 0.004 0.080 0.26 0.12 0.48 0.023
2 0.080 0.29 0.34 0.010 0.005 0.078 0.28 0.14 0.52 0.030
3 0.060 0.24 0.35 0.014 0.005 0.060 0.29 0.13 0.53 0.031
4 0.070 0.28 0.35 0.013 0.003 0.060 0.28 0.12 0.53 0.033
5 0.090 0.30 0.46 0.020 0.007 0.090 0.44 0.34 0.72 0.020
6 0.050 0.15 0.30 0.017 0.012 0.070 0.20 0.47 0.36 0.027
7 0.057 0.18 0.53 0.008 0.006 0.050 0.50 0.10 0.80 0.035
8 0.072 0.20 0.60 0.009 0.008 0.080 0.37 0.60 0.30 0.025
采用本发明生产的厚度1.2～1.6mm，宽度为1000～1300mm多规格高强耐候钢累计生产达到4000吨，且均已交付下游用户加工使用，其力学性能、尺寸等各项性能指标均满足用户使用要求。
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 (9)

1.一种屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢，其特征在于，所述耐候钢化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.09%，Si：0.15～0.30%，Mn：0.30～0.60%，P≤0.020%，S≤0.012%，Als≥0.02%，Ti：0.05～0.09%，Cu：0.20～0.50%，Ni：0.10～0.60%，Cr：0.30～0.80%，余量为Fe及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢，其特征在于，所述耐候钢厚度规格为1.2～1.6mm。
3.根据权利要求1所述的一种屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢，其特征在于，所述耐候钢性能指标为：屈服强度≥550MPa，抗拉强度≥620MPa，延伸率≥16%。
4.基于权利要求1-3任意一项所述的一种屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括铁水提钒、转炉冶炼、LF精炼、板坯连铸、板坯加热、高压水除鳞、控制轧制、控制冷却、卷取、缓冷工序；所述控制轧制工序，包括粗轧、热卷箱卷取和精轧工艺，粗轧为7道轧制、中间坯厚度为26～34mm，热卷箱卷取保温，精轧入口温度为1080～1120℃、精轧终轧温度为850～890℃，精轧为7道轧制、精轧道次压下分配比为46～62%、44～60%、32～46%、29～39%、28～38%、19～25%、10～16%。
5.根据权利要求4所述的一种屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢的生产方法，其特征在于，所述板坯加热工序，板坯热装加热至1250～1300℃，加热时间控制在≤200min。
6.根据权利要求4所述的一种屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢的生产方法，其特征在于，所述高压水除鳞工序，除磷水压力≥18MPa。
7.根据权利要求4-6任意一项所述的一种屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢的生产方法，其特征在于，所述控制冷却工序，冷却速率≥22℃/s。
8.根据权利要求4-6任意一项所述的一种屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢的生产方法，其特征在于，所述卷取工序，卷取冷却采用前段集中冷却，卷取温度为580～600℃。
9.根据权利要求4-6任意一项所述的一种屈服强度550MPa级含钛薄规格耐候钢的生产方法，其特征在于，所述缓冷工序，入缓冷坑内缓冷，冷却速度控制在5～8℃/min，冷却至室温。
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