CN110576044B - 一种消除440MPa级IF钢热轧边部细线的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种消除440MPa级IF钢热轧边部细线的方法，属于轧钢技术领域，该方法包括加热炉加热和热轧工序；所述加热炉加热工序包括第一加热段、第二加热段、均热段和出炉，所述出炉温度为1180‑1200℃；所述热轧工序包括粗轧和精轧，所述粗轧采用1+5道次轧制，其中，控制R2轧制的1、3、5道次立辊减宽量分别为≤20mm、≤15mm、≤5mm，所述精轧入口温度为1025‑1035℃。
Description
技术领域
本发明属于轧钢技术领域，具体涉及一种消除440MPa级IF钢热轧边部细线的方法。
背景技术
IF钢，即超低碳无间隙原子钢，具有极优异的深冲性能，在IF钢中，由于C、N含量低，再加入一定量的钛(Ti)、铌(Nb)等强碳氮化合物形成元素，将超低碳钢中的碳、氮等间隙原子完全固定为碳氮化合物，从而得到的无间隙原子的洁净铁素体钢，即IF钢。通过添加P、Mn、Cu、Si等固溶强化元素进行强化，可使IF钢在保持极优异的深冲性能的基础上，可提高其抗拉强度至440MPa级，获得440MPa级IF钢，可用于汽车外板成型件或较复杂的内板成形件的生产。
目前，440MPa级IF钢在热轧后存在边部细线缺陷，该缺陷影响钢边部20mm以上的宽度范围，针对该缺陷，现有一般措施是将该热轧带钢边部缺陷切除后使用，采用该方法会造成极大的浪费，影响到带钢成材率，而且还会影响到生产效率。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的消除440MPa级IF钢热轧边部细线的方法。
本发明实施例提供一种消除440MPa级IF钢热轧边部细线的方法，包括加热炉加热和热轧工序；
所述加热炉加热工序包括第一加热段、第二加热段、均热段和出炉，所述出炉温度为1180-1200℃；
所述热轧工序包括粗轧和精轧，所述粗轧采用1+5道次轧制，其中，控制R2轧制的1、3、5道次立辊减宽量分别为≤20mm、≤15mm、≤5mm，所述精轧入口温度为1025-1035℃。
进一步的，所述加热炉加热中，装钢采用端头对齐方式，且板坯全长温度波动范围为≤10℃。
进一步的，所述加热炉加热的在炉时间≤180min。
进一步的，所述第二加热段出口温度为1110-1130℃。
进一步的，所述粗轧中，立辊使用周期≤1周。
进一步的，所述粗轧制得的中间坯厚度≤40mm。
进一步的，所述精轧采用6机架轧机轧制，其中，控制F2、F3轧机总变形量分别为≤40％、≤30％。
进一步的，所述精轧终轧温度≥900℃。
进一步的，按重量百分比计，所述440MPa级IF钢的化学成分中，P含量≥0.04％，Ti含量≥0.04％。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的消除440MPa级IF钢热轧边部细线的方法，包括加热炉加热和热轧工序；所述加热炉加热工序包括第一加热段、第二加热段、均热段和出炉，所述出炉温度为1180-1200℃；所述热轧工序包括粗轧和精轧，所述粗轧采用1+5道次轧制，其中，控制R2轧制的1、3、5道次立辊减宽量分别为≤20mm、≤15mm、≤5mm，所述精轧入口温度为1025-1035℃。通过对加热炉加热和热轧工序中的上述工艺控制，可达到消除440MPa级IF钢热轧边部细线的技术效果。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：
图1是本发明实施例中440MPa级IF钢的析出温度曲线图；
图2是现有技术中440MPa级IF钢的边部细线宏观缺陷形貌图；
图3是现有技术中440MPa级IF钢的边部细线截面微观形貌图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明，本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明，而非限制本发明。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请实施例中的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
1、边部细线缺陷形貌分析
边部细线缺陷呈直线状拉长形貌，在边部密集存在，表现为多条细线带，此缺陷造成热卷形成表层的凹坑及裂纹形貌，凹坑内残留有破碎的氧化铁颗粒，如图2所示。进一步微观分析如图3所示，典型细线状裂纹存在双向性发展的形貌，裂纹的末端存在零星氧化质点，同时观察到细线类缺陷发源自表面向内延伸较浅，故未形成足够的裂纹通道，轧制过程不易掀开，未发展成边部翘皮状缺陷。组织观察发现热轧板卷表层组织较粗大，裂纹附近存在轻微混晶形貌，但铁素体晶粒无明显的拉长或流线状形貌，说明缺陷产生温度较高，组织已完成了回复再结晶。由此分析缺陷产生自粗轧过程或精轧前几道次可能性较大。
2、板坯加热方式的影响
带钢边部缺陷与带钢轧制过程中边部温度过低密切相关，普遍跟踪规律发现带钢头部缺陷较轻，尾部缺陷较重，与带钢全长温度分布有关，对应与加热炉出口板坯温度密切相关。尾部温度过低造成带钢边部变形过程中易于落入两相区以及析出物鼻尖析出温度区域，造成脆化晶界，引起轧制过程开裂。同时跟踪发现加热过程中均热段保温时间最为重要，需要保证板坯完全烧透，均热时间控制需控制在20min以上。提出的具体措施：在加热炉内依次经第一加热段、第二加热段和均热段加热至1180℃-1200℃后出炉，在炉时间≤180min，在所述均热段的均热时间20-30min，板坯在第二加热段出口的温度为1110-1130℃；装钢方式采用端头对齐模式，保证板坯加热过程全长温度稳定性，板坯全长的温度波动控制在10℃以内；
3、减宽量影响
由于热轧过程一般为非等宽轧制，宽度方向边部存在一定的减宽操作，主要进行减宽操作的设备是出加热炉后定宽机(SSP)减宽以及粗轧过程立辊进行宽度调整。由于边部细线形成与边部变形密切相关，热轧进行减宽操作时，板卷边部易于形成狗骨状形貌，随后进入轧机进行大变形压缩轧制，如边部金属流动性较差易于表层开裂进而发展成边部细线。狗骨形的高度越大，温度下降越急剧，容易进行低塑性区域，在随后的平辊轧制中发生局部开裂。跟踪发现一般热卷出炉后表面温度较高，热变形性较好，塑性较高，定宽机(SSP)减宽过程不易形成边部裂纹；但随着轧制进行，板卷边部温度降低，在R2阶段进行立辊定宽过程，如出现边部过低情况或者立辊边部质量不好等问题时，易于出现边部开裂以及细线缺陷，故加大定宽机减宽量，缩小R2的立辊减宽量可避开低塑性区域。同时现场跟踪发现在立辊使用初期进行轧制时，边部细线的明显减轻，为保证客户边部细线使用要求，将立辊更换周期缩短或在立辊轧制吨数较低时生产高表面质量要求热卷。提出的具体措施：减少立辊的减宽量，加大SSP(定宽机)的减宽量，优化立辊压下制度，立辊1、3、5道次减宽量控制在≤20、15、5mm；优化立辊使用周期，由4周更换1次改为1周更换1次。
4、精轧过程
精轧过程控制思路在于降低精轧过程总体压下比例，由于精轧过程板卷表面以及边部温度已明显降低，如粗轧过程中形成的浅表层裂纹不加以控制，精轧过程极易扩大裂纹形成边部细线形貌，提出控制中间坯厚度，将轧制负荷向粗轧段前移，大的粗轧压缩变形可对带钢温度进行一定的热补偿，有利于控制带钢边部温度。跟踪发现精轧入口温度控制在1025-1035℃边部细线状缺陷可有效减轻。主要由于IF钢系列钢种出炉温度较低保证1025-1035℃的精轧入口温度，需要提高粗轧过程轧制速度，整体轧制节奏加快，边部热损失有所减小，细小表面裂纹缺陷在较高的轧制温度下可进行区域焊合。具体控制措施：中间坯厚度控制在≤40mm，以此降低精轧总体压下量；精轧入口温度总体控制在1025-1035℃，提高粗轧轧制节奏，减少粗轧摆钢；调整精轧前几机架轧制负荷，F2轧机总变形控制在≤40％，F3轧机总变形控制在≤30％；
5、高强IF钢析出物析出特点
含磷高强IF钢中磷以2种形式存在，一种是以置换型固溶原子形式存在，一种是以析出形式存在。前一种形式存在以固溶强化形式存在的磷原子由于其原子半径与基体元素铁相差较大，造成点阵畸变，其应力场与位错应力场发生交互作用并阻碍位错的运动，从而起到固溶强化的效果。以析出物形式存在的磷虽然同样起到强化作用，但是与固溶强化相比，作用并不明显，同时由于富磷析出相的影响，在退火过程中提高了再结晶温度，并对深冲不利。针对高强IF钢析出物的特性利用热模拟进行分析，发现其析出特性如图3所示，实验钢种的析出曲线是典型的“C”曲线形状，在一定的奥氏体化和形变条件下，沉淀发生具有一个最快析出温度，即鼻子点温度。当预应变为0.2时，试验钢发生析出最快温度在850℃左右，在此温度下，析出开始时间为14s，结束时间为246s。含磷高强IF钢除了Ti4C2S2相、TiC相外还存在新的析出相FeTiP，在850℃和800℃模拟温度均可见明显的析出相存在，由于磷的晶界偏聚特性，析出物的分布也同样呈现出晶界处磷析出规律，此相的脆化易于造成沿晶开裂的发生。为了避开析出物析出的鼻尖温度区间，热轧过程整体温度控制在900℃以上。
下面将结合具体实施例对本申请的消除440MPa级IF钢热轧边部细线的方法进行详细说明。
实施例1
本实施例提供的消除440MPa级IF钢热轧边部细线的方法，包括加热炉加热和热轧工序；
所述加热炉加热工序包括第一加热段、
第二加热段、均热段和出炉，所述出炉温度为1190℃；
所述热轧工序包括粗轧和精轧，所述粗轧采用1+5道次轧制，其中，控制R2轧制的1、3、5道次立辊减宽量分别为12mm、10mm、3mm，所述精轧入口温度为1030℃。
所述加热炉加热中，装钢采用端头对齐方式，且板坯全长温度波动范围为7℃。
所述加热炉加热的在炉时间160min。
所述第二加热段出口温度为1120℃。
所述粗轧中，立辊使用周期为1周。
所述粗轧制得的中间坯厚度38mm。
所述精轧采用6机架轧机轧制，其中，控制F2、F3轧机总变形量分别为37％、25％。
所述精轧终轧温度910℃。
按重量百分比计，所述440MPa级IF钢的化学成分中，P含量0.05％，Ti含量0.05％。
实施例2
本实施例提供的消除440MPa级IF钢热轧边部细线的方法，包括加热炉加热和热轧工序；
所述加热炉加热工序包括第一加热段、第二加热段、均热段和出炉，所述出炉温度为1180℃；
所述热轧工序包括粗轧和精轧，所述粗轧采用1+5道次轧制，其中，控制R2轧制的1、3、5道次立辊减宽量分别为5mm、5mm、0mm，所述精轧入口温度为1025℃。
所述加热炉加热中，装钢采用端头对齐方式，且板坯全长温度波动范围为9℃。
所述加热炉加热的在炉时间150min。
所述第二加热段出口温度为1110℃。
所述粗轧中，立辊使用周期为1周。
所述粗轧制得的中间坯厚度36mm。
所述精轧采用6机架轧机轧制，其中，控制F2、F3轧机总变形量分别为38％、28％。
所述精轧终轧温度为900℃。
按重量百分比计，所述440MPa级IF钢的化学成分中，P含量为0.04％，Ti含量为0.04％。
实施例3
本实施例提供的消除440MPa级IF钢热轧边部细线的方法，包括加热炉加热和热轧工序；
所述加热炉加热工序包括第一加热段、第二加热段、均热段和出炉，所述出炉温度为1200℃；
所述热轧工序包括粗轧和精轧，所述粗轧采用1+5道次轧制，其中，控制R2轧制的1、3、5道次立辊减宽量分别为20mm、15mm、5mm，所述精轧入口温度为1035℃。
所述加热炉加热中，装钢采用端头对齐方式，且板坯全长温度波动范围为10℃。
所述加热炉加热的在炉时间为180min。
所述第二加热段出口温度为1130℃。
所述粗轧中，立辊使用周期为1周。
所述粗轧制得的中间坯厚度为40mm。
所述精轧采用6轧机轧制，其中，控制F2、F3轧机总变形量分别为40％、30％。
所述精轧终轧温度930℃。
按重量百分比计，所述4.40MPa级IF钢的化学成分中，P含量0.07％，Ti含量0.07％。
对比例1
本发明实施例提供一种消除440MPa级IF钢热轧边部细线的方法，包括加热炉加热和热轧工序；
所述加热炉加热工序包括第一加热段、第二加热段、均热段和出炉，所述出炉温度为1100℃；
所述热轧工序包括粗轧和精轧，所述粗轧采用1+5道次轧制，其中，控制R2轧制的1、3、5道次立辊减宽量分别为25mm、20mm、10mm，所述精轧入口温度为1000℃。
所述加热炉加热中，装钢采用端头对齐方式，且板坯全长温度波动范围为15℃。
所述加热炉加热的在炉时间为200min。
所述第二加热段出口温度为1100℃。
所述粗轧中，立辊使用周期为4周。
所述粗轧制得的中间坯厚度为45mm。
所述精轧采用6轧机轧制，其中，控制F2、F3轧机总变形量分别为45％、35％。
所述精轧终轧温度为850℃。
按重量百分比计，所述440MPa级IF钢的化学成分中，P含量为0.04％，Ti含量为0.04％。
对比例2
本发明实施例提供一种消除440MPa级IF钢热轧边部细线的方法，包括加热炉加热和热轧工序；
所述加热炉加热工序包括第一加热段、第二加热段、均热段和出炉，所述出炉温度为1250℃：
所述热轧工序包括粗轧和精轧，所述粗轧采用1+5道次轧制，其中，控制R2轧制的1、3、5道次立辊减宽量分别为25mm、20mm、10mm，所述精轧入口温度为1050℃。
所述加热炉加热中，装钢采用端头对齐方式，且板坯全长温度波动范围为15℃。
所述加热炉加热的在炉时间为200min。
所述第二加热段出口温度为1150℃。
所述粗轧中，立辊使用周期为4周。
所述粗轧制得的中间坯厚度为45mm。
所述精轧采用6轧机轧制，其中，控制F2、F3轧机总变形量分别为45％、35％。
所述精轧终轧温度为850℃。
按重量百分比计，所述440MPa级IF钢的化学成分中，P含量为0.04％，Ti含量为0.04％。
将通过实施例1-3和对比例1-2制得的440MPa级IF钢的力学性能、边部细线缺陷进行检测，检测结果如表1所示。
表1
| 抗拉强度/MPa | 屈服强度/MPa | 延伸率/％ | 边部细线缺陷率/％ | |
| 实施例1 | 450 | 34.0 | 35 | 0 |
| 实施例2 | 460 | 330 | 34 | 0 |
| 实施例3 | 455 | 335 | 37 | 0 |
| 对比例1 | 44.0 | 330 | 32 | 20 |
| 对比例2 | 450 | 340 | 33 | 25 |
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (4)
1.一种消除440MPa级IF钢热轧边部细线的方法，其特征在于，包括加热炉加热和热轧工序；
所述加热炉加热工序包括第一加热段、第二加热段、均热段和出炉，所述出炉温度为1180-1200℃；加热炉加热的在炉时间≤180min，在所述均热段的均热时间为20-30min，板坯在第二加热段出口的温度为1110-1130℃，所述加热炉加热中，装钢采用端头对齐方式，且板坯全长温度波动范围为≤10℃；
所述热轧工序包括粗轧和精轧，所述粗轧采用1+5道次轧制，其中，控制R2轧制的1、3、5道次立辊减宽量分别为≤20mm、≤15mm、≤5mm，立辊使用周期≤1周，所述精轧入口温度为1025-1035℃，所述精轧采用6机架轧机轧制，其中，控制F2、F3轧机总变形量分别为≤40％、≤30％。
2.根据权利要求1所述的一种消除440MPa级IF钢热轧边部细线的方法，其特征在于，所述粗轧制得的中间坯厚度≤40mm。
3.根据权利要求1所述的一种消除440MPa级IF钢热轧边部细线的方法，其特征在于，所述精轧终轧温度≥900℃。
4.根据权利要求1所述的一种消除440MPa级IF钢热轧边部细线的方法，其特征在于，按重量百分比计，所述440MPa级IF钢的化学成分中，P含量≥0.04％，Ti含量≥0.04％。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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