CN110592348A - 超低碳冷轧钢性能分级控制方法 - Google Patents

超低碳冷轧钢性能分级控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及超低碳冷轧钢性能分级控制方法，属于冷轧板带生产技术领域。本发明超低碳冷轧钢板性能分级控制方法，包括钢水冶炼、热轧、冷轧、退火的步骤，其中，当钢水冶炼得到成分一定的铸坯之后，对热轧、冷作、退火分别进行分级控制，进而得到力学性能分级的超低碳冷轧钢。本发明有效降低了超低碳钢衔接坯的产生，同时热轧、冷轧及退火分级控制简单，能有效实现产品性能分级。

Description

超低碳冷轧钢性能分级控制方法
技术领域
本发明属于冷轧板带生产技术领域，具体涉及超低碳冷轧钢性能分级控制方法。
背景技术
关于连续退火生产冷轧钢板现有技术已有报道，代表性的专利有以下2项。
专利文献CN101514392A公开了一种深冲与超深冲钢板的连续退火工艺，钢板在退火前经过清洗，进入连续退火炉，速度150～350m/min，采用氮氢混合气体喷出钢板表面，对钢板进行保护、防止氧化，同时使钢板温度加热至120～180℃；再次对钢板加热，使其温度达到750～780℃，并保温40～70s；然后对钢板进行冷却至400～460℃，并保温60～300s进行过时效处理，随后冷却至常温。由于采用过时效退火工艺，使钢中的碳化物得到充分析出，保证了家电钢板和汽车板冲压性能和超深冲性能。专利文献CN102653839A公开了一种低温连续退火无间隙原子冷轧钢板的生产方法，含有C：0.0005～0.0025％、Si：≤0.030％、Mn：0.05～0.15％、P≤0.015％、S≤0.010％、O≤0.025％、N：≤0.0025％、Al：0.015～0.050％、Ti：0.03～0.07％。其余由Fe和微量元素。连退温度为710～740℃，冷轧压下率≥80％。通过采用合理的化学成分和合适的冷轧压下率，降低再结晶温度并形成充分的冷轧微观组织结构，可以适应较低的连续退火温度，从而降低成本和生产难度。
不同的用户，对于冷轧钢板的性能有不同的要求。炼钢企业为了满足用户对于冷轧钢板的个性化需求，通常需要在钢水冶炼阶段就开始对钢水成分进行调整设计，同时配合后续不同的热轧冷轧退火工艺，导致炼钢工序的生产组织复杂，改判率和衔接坯较高，成材率以及最终合格率比较低。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供超低碳冷轧钢板性能分级控制方法，包括钢水冶炼、热轧、冷轧、退火的步骤，其中，当钢水冶炼得到成分一定的铸坯之后，对热轧、冷作、退火分别进行分级控制，进而得到力学性能分级的超低碳冷轧钢。
其中，铸坯的化学成分以重量百分比计为C：≤0.005％，Si：≤0.03％，Mn：0.10～0.20％，P：0.005～0.020％，S：0.008～0.018％，Ti：0.055～0.095％，Als：0.020％～0.070％，余量为Fe和不可避免杂质组成。
其中，力学性能分级为屈服强度按照≥150MPa、130-150MPa、≤130MPa分级。
其中，热轧分级控制为根据力学性能不同强度级别需求，精轧后分别层流冷却到630～660℃、690～720℃和740～770℃进行卷取。
其中，退火分级控制为根据力学性能不同强度级别需求，退火温度分别为830～850℃、810～830℃和790～810℃。
其中，得到铸坯后进入热轧工序，热轧过程加热至1220℃～1250℃，在炉时间200～300min，进行粗轧，热轧在接近Ar3的奥氏体区终轧，精轧开轧温度1020℃～1070℃，终轧温度范围为920℃～950℃。
其中，冷轧工序冷轧压下率为80％～87％。
其中，退火工序在连续退火炉的缓冷终点、快冷终点、过时效结束的带钢温度分别控制在670～700℃、430～460℃和400～430℃。
其中，精轧后分别层流冷却到630～660℃、690～720℃和740～770℃进行卷取，对应于退火温度分别为830～850℃、810～830℃和790～810℃，对应于屈服强度分别为≥150MP、130-150MPa、≤130MPaa。也就是说精轧后冷却到630～660℃，退火温度为830～850℃，对应于屈服强度为≥150MPa，精轧后冷却到690～720℃，退火温度为810～830℃，对应于屈服强度为130-150MPa，精轧后冷却到740～770℃，退火温度为790～810℃，对应于屈服强度为≤130MPa，
本发明的有益效果：
本发明先通过钢水冶炼将铸坯化学成分控制在一定范围，然后通过对热轧、冷轧及退火进行分级控制，实现了超低碳冷轧钢板性能的分级控制，从而解决了同钢种不同牌号产品冶炼衔接坯降级改判多的问题，提高产品全流程产品成材率及性能稳定性；本发明可将成品屈服强度分级控制在≥150MPa、130-150MPa、≤130MPa不同级别，同时抗拉强度280～310MPa，伸长率≥44.0％，r90≥2.8，n90≥0.23。
具体实施方式
本发明提供超低碳冷轧钢性能分级控制方法，包括钢水冶炼、热轧、冷轧、退火的步骤，其中，通过对钢水冶炼得到成分一定的铸坯之后，对热轧、冷作、退火分别进行分级控制，进而得到力学性能分级的超低碳冷轧钢。
本发明超低碳冷轧钢化学成分的设计思路如下：
本发明超低碳冷轧钢组成成分的重量百分比为：C：≤0.005％，Si：≤0.03％，Mn：0.10～0.20％，P：0.005～0.020％，S：0.008～0.018％，Ti：0.055～0.095％，Als：0.020％～0.070％，余量为Fe和不可避免杂质组成。
碳含量范围的选择主要考虑强度、成形性和焊接性能的匹配，超低碳钢为超纯净钢，要求碳含量越低越好。
硅：Si能固溶于铁素体和奥氏体中提高钢的强度，其作用仅次于C、P，Si还可以抑制铁素体中碳化物的析出，使固溶C原子充分向奥氏体中富集，从而提高其稳定性。然而，Si含量过高时，Si在加热炉中形成的表面氧化铁皮很难去除，增加了除磷难度。因此，本发明Si含量为低于0.03％。
Mn主要是以固溶强化形式提高强度并且与硫结合成MnS，防止因FeS所造成的热裂纹，Mn含量过高，会影响钢的焊接性能。
S作为残留元素存在，按≤0.018％控制。
铝主要是作为脱氧元素添加的，要实现完全脱氧，其含量要求在0.010％以上，但过高的铝将影响钢的焊接性能及铸坯夹杂物控制，因此，Al含量选择为0.020％～0.070％为宜。
微合金Ti加入是为了与C、N元素结合形成Ti(C,N)，清除间隙原子，得到纯净的铁素体基体。Ti含量较低，间隙原子不能完全清除，Ti含量过高，会明显提高强度，影响使用性能，严重的会导致冲压零件开裂。因此，Ti含量选择为0.055％～0.095％为宜。
本发明钢水冶炼可按常规方式进行，作为优选的，钢水冶炼按铁水脱硫、转炉冶炼、LF炉Ca处理、RH脱碳进行，将钢水成分控制在上述范围内，连铸成连铸坯。
本发明得到铸坯后进入热轧工序，将铸坯加热至1220℃～1250℃，在炉时间200～300min，进行粗轧，粗轧采用5道次轧制，5道次全数除磷，热轧中间板坯厚度在38mm～45mm，热轧在接近Ar3(奥氏体向铁素体转变的温度)的奥氏体区终轧，以保证热轧获得细小的组织，精轧开轧温度1020℃～1070℃，终轧温度范围为920℃～950℃，冷却卷取，热轧板的厚度3～6mm。
本发明热轧分级控制是指根据力学性能不同强度级别需求，精轧后以前段冷却的层流冷却方式冷却到630～660℃、690～720℃和740～770℃进行卷取。
热轧板经碱洗清洗干净后，结合冷轧机的能力，冷轧压下率确定为80％～87％。
冷轧后进入连续退火工序，轧后卷在连续退火炉的机组速度为180～270m/min，在加热段和均热段中对钢板进行加热，在连续退火炉的缓冷终点、快冷终点、过时效结束的带钢温度分别控制在670～700℃、430～460℃和400-430℃，将带钢经过水液槽冷却至室温，进行光整，延伸率控制在0.6～1.4％。
本发明退火分级控制是指根据力学性能不同强度级别需求，在加热段和均热段中分别将钢板加热到830～850℃、810～830℃和790～810℃。
本发明只需要一种成分，配合热轧冷轧退火就可以达到用户的个性化需求，极大的提高了炼钢的生产效率，降低了改判率，提高了合格率，大幅度的降低了生产成本。
以下通过实施例和对比例对本发明作进一步的解释和说明。
实施例1～3按通常铁水脱硫、转炉冶炼、LF炉Ca处理、RH脱碳，连铸成连铸坯，化学成分为C：0.0026％，Si：0.005％，Mn：0.12％，P：0.007％，S：0.008％，Ti：0.068％，Al：0.033％，余量为Fe和不可避免杂质组成；
将板坯加热至1230℃进行粗轧，在炉时间263min，粗轧后中间板坯厚度在42.5mm，精轧开轧温度1055℃，终轧温度为938℃；
将热轧卷酸洗后，冷轧成薄带钢，其中冷轧压下率为80.0％；
最后通过退火工艺得到超低碳冷轧钢板。
其中，热轧、退火过程具体工艺参数如表1～2所示，热轧厚度指的是精轧后的厚度，所得冷轧钢板力学性能如表3所示。
表1热轧工艺参数
表2退火工艺参数
表3冷轧钢板力学性能
实施例 厚度/mm R<sub>p0.2</sub>/MPa Rm/MPa 伸长A<sub>80</sub>/％ r<sub>90</sub> n<sub>90</sub>
1 1.0 156 300 45.0 2.8 0.24
2 1.0 142 297 47.0 2.9 0.24
3 1.0 125 286 49.5 3.2 0.25

Claims (9)

1.超低碳冷轧钢性能分级控制方法，包括钢水冶炼、热轧、冷轧、退火的步骤，其特征在于：钢水冶炼得到成分一定的铸坯，然后对热轧、冷轧、退火分别进行分级控制，得到力学性能分级的超低碳冷轧钢。
2.根据权利要求1所述的超低碳冷轧钢性能分级控制方法，其特征在于：所述铸坯的化学成分以重量百分比计为C：≤0.005％，Si：≤0.03％，Mn：0.10～0.20％，P：0.005～0.020％，S：0.008～0.018％，Ti：0.055～0.095％，Als：0.020％～0.070％，余量为Fe和不可避免杂质组成。
3.根据权利要求1或2所述的超低碳冷轧钢性能分级控制方法，其特征在于：所述力学性能分级为屈服强度按照≥150MPa、130-150MPa、≤130MPa分级。
4.根据权利要求1～3任一项所述的超低碳冷轧钢性能分级控制方法，其特征在于：所述热轧分级控制为根据力学性能不同强度级别需求，精轧后分别层流冷却到630～660℃、690～720℃和740～770℃进行卷取。
5.根据权利要求1～4任一项所述的超低碳冷轧钢性能分级控制方法：所述退火分级控制为根据力学性能不同强度级别需求，退火温度分别为830～850℃、810～830℃和790～810℃。
6.根据权利要求1所述的超低碳冷轧钢性能分级控制方法，其特征在于：得到铸坯后进入热轧工序，热轧过程加热至1220℃～1250℃，在炉时间200～300min，进行粗轧，热轧在接近Ar3的奥氏体区终轧，精轧开轧温度1020℃～1070℃，终轧温度范围为920℃～950℃。
7.根据权利要求1所述的超低碳冷轧钢性能分级控制方法，其特征在于：所述冷轧工序冷轧压下率为80％～87％。
8.根据权利要求1所述的超低碳冷轧钢性能分级控制方法，其特征在于：所述退火工序在连续退火炉的缓冷终点、快冷终点、过时效结束的带钢温度分别控制在670～700℃、430～460℃和400～430℃。
9.根据权利要求1所述的超低碳冷轧钢性能分级控制方法，其特征在于：精轧后分别层流冷却到630～660℃、690～720℃和740～770℃进行卷取，对应于退火温度分别为830～850℃、810～830℃和790～810℃，对应于屈服强度分别为≥150MPa、130-150MPa、≤130MPa。
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