CN109881090A - 一种低成本耐候钢及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低成本耐候钢及其生产方法。该方法包括如下步骤：冶炼，钢水化学成分为：C≤0.03，Si 0.10‑0.50，Mn 0.50‑1.50，P 0.07‑1.50，N≤0.008，S≤0.003，Cu<0.40，Cr<0.45，其余为Fe和不可避免杂质；薄带连铸，将冶炼合格的钢水经过一对相向旋转的铸辊连铸成厚度为1.4‑2.5mm的铸带，钢水浇铸温度控制在1580‑1650℃；铸带在线热轧，铸带经过1道次热轧轧制成厚度为0.7‑2.0mm的热轧薄带，热轧压下量为10‑70％，铸带入热轧机的温度大于900℃；轧后冷却及卷取，热轧带钢通过气雾冷却至400‑500℃，获得均匀的针状铁素体组织，随后卷取成卷。根据本发明获得的耐候钢的屈服强度在345MPa以上，延伸率在23％以上，具有生产流程短、生产成本和合金成本低、热轧薄带钢表面质量及板形优异的特点。

Description

一种低成本耐候钢及其生产方法
技术领域
本发明属于低合金钢制造领域，具体地涉及一种短流程、低生产成本、低合金成本、表面质量优异的耐候钢薄带及其生产方法。
背景技术
耐候钢具有高强度、高韧性、可焊接、耐火、耐磨等性能，并且在多种气候环境中，具有高的耐大气腐蚀的性能，是一种绿色、环保的钢铁材料，被广泛应用于制作箱罐、车辆、建筑、桥梁、管线、机械等各行各业。
目前，生产耐候钢的主要流程为：转炉或者电炉——精炼——厚板坯或薄板坯连铸——加热炉加热——轧制——卷取，其生产流程长、资源消耗大、废弃废水排放量大、生产成本较高。耐候钢中含有较高的Cu含量，在铸坯加热以及后续的多道次轧制过程中，Cu元素由于熔点低，易于在晶界呈液态偏析，造成钢板“热脆”，严重影响钢板的表面质量。另外，由于耐候钢中含有较高的P元素，在连铸过程中容易造成连铸裂纹，影响后续的轧制以及钢板最终的力学性能。为了使得耐候钢具有较高的强度，很多钢厂在耐候钢成分设计时添加Nb、Ti、V等微合金元素，使得耐候钢的成本较高。因此，开展低成本、高质量的薄规格耐候钢及其生产技术研究具有重大的意义。
专利文献CN101671797A公开了一种表面负偏析磷的高磷耐候钢铸轧薄带及其制备方法，通过添加0.30-1.25wt％的Cr提高强度，并添加了0.12-0.65wt％的Ni元素提高耐候性能，其微合金元素含量较高，合金成本较高。专利文献CN104313491B公开了一种无P偏析的耐候钢热轧薄带及其制造方法，其添加了0.6-0.8wt％的Cr元素以及微量B元素提高强度，并添加0.03-0.11wt％的Ni元素提高耐候性能，合金成本亦较高。专利文献CN107881429A公开了一种热轧高强耐候钢及其制造方法，通过添加0.09-0.11wt％的Ti元素提高强度。专利文献CN107354391A公开了一种耐候钢，其添加了多种微合金元素，Ti含量为0.06-0.79wt％，Nb元素为0.035-0.052wt％，V元素为0.025-0.080wt％。
发明内容
针对现有的耐候钢易于出现连铸裂纹、表面质量差、合金成本高、生产流程长、生产成本高等问题，本发明提供了一种新型的低成本耐候钢及其生产方法，采用薄带连铸连轧，大幅度缩短了生产流程；通过带钢轧后冷却温度和冷却速率的控制，在降低合金成本的基础上，提高了耐候钢的强度；通过连铸温度控制以及合金含量的设计保证了带钢表面质量以及耐候性能。
为了实现上述目的，一方面，本发明公开了一种低成本耐候钢的生产方法，按照一下步骤进行：
1)冶炼
钢水化学成分为：C≤0.03wt％，Si：0.10-0.50wt％，Mn：0.50-1.50wt％，P：0.07-1.50wtwt％，N≤0.008wt％，S≤0.003wt％，Cu＜0.40wt％，Cr＜0.45wt％，其余为Fe和不可避免杂质；
2)薄带连铸
将冶炼合格的钢水经过一对相向旋转的铸辊连铸成厚度为1.4-2.5mm的铸带；
3)铸带在线热轧
铸带经过1道次热轧轧制成热轧薄带钢；
4)轧后冷却及卷取
热轧带钢通过气雾冷却并卷取成卷。
根据本发明的低成本耐候钢的生产方法，优选地，钢水浇铸温度控制在1580℃-1650℃。
根据本发明的低成本耐候钢的生产方法，优选地，铸带仅经过1道次热轧轧制成薄带钢。
根据本发明的低成本耐候钢的生产方法，优选地，铸带经过热轧机热轧的压下量为10-70％。
根据本发明的低成本耐候钢的生产方法，优选地，铸带进入热轧机前的温度在900℃以上。
根据本发明的低成本耐候钢的生产方法，优选地，铸带经过热轧形成热轧薄带钢的厚度为0.7-2.0mm。
根据本发明的低成本耐候钢的生产方法，优选地，热轧薄带钢经过气雾冷却至400-500℃，冷却速率为30-100℃/s。
根据本发明的低成本耐候钢的生产方法，优选地，热轧薄带钢经过冷却后，带钢的微观组织为均匀的针状铁素体组织。
为了实现上述目的，另一方面，本发明还公开了一种低成本耐候钢，其使用前述的一种低成本耐候钢的生产方法进行生产。
根据本发明的一种低成本耐候钢的生产方法，优选地，热轧薄带钢的屈服强度在345MPa以上，延伸率在23％以上，带钢的微观组织为均匀的针状铁素体组织。
为了实现上述目的，又一方面，本发明还公开了一种低成本耐候钢，钢的化学成分包括：C≤0.03wt％，Si：0.10-0.50wt％，Mn：0.50-1.50wt％，P：0.07-1.50wtwt％，N≤0.008wt％，S≤0.003wt％，Cu＜0.40wt％，Cr＜0.45wt％，其余为Fe和不可避免杂质。
有益的技术效果
与现有的技术相比，本发明的特点和有益的技术效果至少包括：
(1)控制了耐候钢中C含量的范围，从而控制薄带连铸过程中固态相变的转变过程，避免了连铸表面裂纹的产生；
(2)通过提高带钢热轧后的冷却速率，降低带钢的终冷温度，控制带钢最终组织，提高了耐候钢的强度；
(3)无需添加Nb、Ti、V等微合金，降低了耐候钢的合金成本；
(4)通过添加Mn元素，提高了连铸过程中奥氏体的稳定性，避免铸态裂纹的产生，同时也提高了耐候钢的强度；
(5)通过对P含量以及Cr含量的严格控制，保证了耐候钢耐候性能的同时，避免了连铸裂纹的产生；
(6)减少了传统热轧以及薄板坯连铸连轧的加热炉加热以及多道次热轧工序，降低了耐候钢的生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。
图1是根据本发明的低成本耐候钢的金相组织。
具体实施方式
为了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
本实施例按照以下步骤进行：
1)冶炼
钢水化学成分为：C：0.023wt％，Si：0.20wt％，Mn：1.20wt％，P：0.075wt％，N：0.005wt％，S：0.002wt％，Cu：0.30wt％，Cr：0.40wt％，其余为Fe和不可避免杂质。
2)薄带连铸
将冶炼合格的钢水经过一对相向旋转的铸辊连铸成厚度为2.1mm的铸带，连铸温度为1620℃。
3)铸带在线热轧
热轧压下量为50％，带钢入轧机前的温度为980℃。
4)冷却及卷取
热轧带钢通过气雾冷却至420℃，冷却速率为60℃/s，随后卷取成卷。
经过以上步骤所得到的耐候钢薄带厚度为1.05mm，对薄带进行力学性能测试，屈服强度为378MPa，延伸率为28％。经过表面检查，带钢表面良好，未出现裂纹。
实施例2
本实施例按照以下步骤进行：
1)冶炼
钢水化学成分为：C：0.021wt％，Si：0.35wt％，Mn：0.60wt％，P：0.078wt％，N：0.004wt％，S：0.0025wt％，Cu：0.35wt％，Cr：0.30wt％，其余为Fe和不可避免杂质。
2)薄带连铸
将冶炼合格的钢水经过一对相向旋转的铸辊连铸成厚度为1.8mm的铸带，连铸温度为1640℃。
3)铸带在线热轧
热轧压下量为20％，带钢入轧机前的温度为1010℃。
4)冷却及卷取
热轧带钢通过气雾冷却至450℃，冷却速率为45℃/s，随后卷取成卷。
经过以上步骤所得到的耐候钢薄带厚度为1.44mm，对薄带进行力学性能测试，屈服强度为367MPa，延伸率为26％。经过表面检查，带钢表面良好，未出现裂纹。
实施例3
本实施例按照以下步骤进行：
1)冶炼
钢水化学成分为：C：0.03wt％，Si：0.40wt％，Mn：0.80wt％，P：0.085wt％，N：0.003wt％，S：0.0015wt％，Cu：0.25wt％，Cr：0.35wt％，其余为Fe和不可避免杂质。
2)薄带连铸
将冶炼合格的钢水经过一对相向旋转的铸辊连铸成厚度为2.4mm的铸带，连铸温度为1590℃。
3)铸带在线热轧
热轧压下量为45％，带钢入轧机前的温度为1150℃。
4)冷却及卷取
热轧带钢通过气雾冷却至480℃，冷却速率为30℃/s，随后卷取成卷。
经过以上步骤所得到的耐候钢薄带厚度为1.32mm，对薄带进行力学性能测试，屈服强度为392MPa，延伸率为25％。经过表面检查，带钢表面良好，未出现裂纹。
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)

1.一种低成本耐候钢的生产方法，其特征在于，生产方法包括如下步骤：
1)冶炼
冶炼得到如下成分的钢水：C≤0.03wt％，Si：0.10-0.50wt％，Mn：0.50-1.50wt％，P：0.07-1.50wtwt％，N≤0.008wt％，S≤0.003wt％，Cu＜0.40wt％，Cr＜0.45wt％，其余为Fe和不可避免杂质；
2)薄带连铸
将冶炼合格的钢水经过一对相向旋转的铸辊连铸成厚度为1.4-2.5mm的铸带；
3)铸带在线热轧
铸带经过1道次热轧轧制成热轧薄带钢；
4)轧后冷却及卷取
热轧带钢通过气雾冷却并卷取成卷。
2.如权利要求1所述的低成本耐候钢的生产方法，其特征在于，步骤2)中，钢水浇铸温度控制在1580℃-1650℃。
3.如权利要求1所述的低成本耐候钢的生产方法，其特征在于，步骤3)中，铸带仅经过1道次热轧轧制成薄带钢。
4.如权利要求1所述的低成本耐候钢的生产方法，其特征在于，步骤3)中，铸带经过热轧机热轧的压下量为10-70％。
5.如权利要求1所述的低成本耐候钢的生产方法，其特征在于，步骤3)中，铸带进入热轧机前的温度在900℃以上。
6.如权利要求1所述的低成本耐候钢的生产方法，其特征在于，步骤3)中，铸带经过热轧形成热轧薄带钢的厚度为0.7-2.0mm。
7.如权利要求1所述的低成本耐候钢的生产方法，其特征在于，步骤4)中，热轧薄带钢经过气雾冷却至400-500℃，冷却速率为30-100℃/s。
8.如权利要求1所述的低成本耐候钢的生产方法，其特征在于，步骤4)中，热轧薄带钢经过冷却后，带钢的微观组织为均匀的针状铁素体组织。
9.如权利要求1所述的低成本耐候钢的生产方法，其特征在于，步骤4)中，热轧薄带钢的屈服强度在345MPa以上，延伸率在23％以上。
10.一种低成本耐候钢，其特征在于，钢的化学成分包括：C≤0.03wt％，Si：0.10-0.50wt％，Mn：0.50-1.50wt％，P：0.07-1.50wtwt％，N≤0.008wt％，S≤0.003wt％，Cu＜0.40wt％，Cr＜0.45wt％，其余为Fe和不可避免杂质。
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