CN110684929A - 一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带及其生产方法 - Google Patents

一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带及其生产方法，所述热镀锌钢带化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.045～0.065%，Mn：0.15～0.25%，S≤0.020%，P≤0.020%，Si≤0.03%，Als≥0.020%，其余为铁和不可避免的杂质；所述生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、连铸、热轧、冷轧和镀锌工序。本发明通过合理的成分设计及热轧、镀锌退火工艺设计，保证钢带适宜的力学性能；并通过降低气刀高度、增大刀唇距带钢距离以及气刀刀唇开口度分段控制措施，抑制了锌流纹和边厚缺陷的产生，满足了地下管廊行业对超厚镀层热镀锌钢带的需求，具有显著的经济效益。

Description

一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带及其生产方法
技术领域
本发明属于热镀锌钢带生产技术领域，具体涉及一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带及其生产方法。
背景技术
地下管廊波纹管和传统的钢筋混凝土形式相比具有强度高、柔性好、重量轻、施工便捷、抗震抗变形能力强、更环保等优点，随着镀锌工艺技术的发展，具有一定强度的超厚镀层热镀锌钢带成为地下管廊波纹管的理想材料。
地下管廊波纹管要求有足够的强度和刚度，使用寿命大于100年，目前所用镀锌钢带通常在1.3mm以上，锌层重量大于等于600g/m2（双面）。同时为了便于压型及螺旋卷管加工，热镀锌钢带的力学性能和镀层厚度要求均匀一致。而厚规格厚镀层镀锌钢带生产时，由于生产速度较慢，气刀喷吹压力小，同时厚规格钢带的核心热能多，极易出现锌流纹、边厚等缺陷，尤其是600g/m2（双面）的超厚镀锌层，为镀锌线设计的极限。
如何通过合理的成分设计及热轧、镀锌退火工艺设计，保证钢带适宜的力学性能，并通过对气刀工艺调整，实现高表面质量超厚镀层热镀锌钢带的生产具有重要的经济效益和社会效益。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带及其生产方法。该发明热镀锌钢带具有适宜的力学性能，锌层重量≥600g/m2（双面）。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带，所述热镀锌钢带化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.045～0.065%，Mn：0.15～0.25%，S≤0.020%，P≤0.020%，Si≤0.03%，Als≥0.020%，其余为铁和不可避免的杂质。
本发明所述热镀锌钢带双面锌层重量≥600g/m2。
本发明所述热镀锌钢带力学性能：屈服强度250～290MPa，抗拉强度330～390MPa，断后伸长率A80mm≥28%。
本发明所述热镀锌钢带规格为：厚度1.3～2.0mm，宽度1000～1480mm。
本发明还提供了一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带的生产方法，所述生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、连铸、热轧、冷轧和镀锌工序；所述镀锌工序，镀锌工艺速度为90～130m/min，钢带退火温度690～710℃，保温时间2～4min，镀锌锌液温度为457～463℃，钢带入锌锅温度为420～450℃，气刀高度为150～180mm，气刀刀唇距带钢距离为50～56mm，气刀压力100～120mbar。
本发明所述LF精炼工序，控制精炼钢水C：0.045～0.065%，Mn：0.15～0.25%。
本发明所述热轧工序，加热温度为1200～1280℃，终轧温度为870～910℃，卷曲温度为640～680℃；
本发明所述冷轧工序，冷轧总压下率为50～67.5%。
本发明所述镀锌工序，使用单腔气刀，气刀刀唇开口度分段控制，1～9段开口度分别控制为：1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.05mm、1.10mm、1.15mm、1.20mm、1.25mm，避免边厚的产生。
本发明的设计思路如下：
1．本发明中C含量按中上限控制，提高钢带的强度。
2．本发明中钢带退火温度690～710℃，保温时间2～4min，退火温度和保温时间联合控制，保证强度的同时，提高加工成形性能。
3．本发明优化带钢入锌锅温度和气刀参数：降低带钢入锌锅温度，降低厚规格钢板的核心热；尽量降低气刀高度，减少液态锌因自重向下流动的时间；增加气刀刀唇距带钢距离以尽量加大气刀喷吹压力，提高对锌层的冷却能力，避免超厚锌层流动的液态锌堆积凝固形成锌流纹。
4.本发明优化单腔气刀的开口度：由于前后气刀喷吹的两股气流在带钢边部直接对撞形成涡旋，使得带钢边部气压发生波动，影响气刀刮锌能力，同时带钢边部散热较快，使得边部锌液黏度增大，从而增加了气刀在带钢边部的吹扫阻力，造成边部镀层厚度比中间的镀层厚度大，即边厚现象。尤其是生产厚镀层时，气刀刮锌能力小，增大了边厚的产生几率。本发明气刀刀唇开口度分段控制，增大边部开口度，提高边部气流量，提高气刀边部的刮锌能力，减小镀层边厚。
本发明地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带产品标准参考GB/T 2518 《连续热镀锌钢板及钢带》；产品性能检测方法标准参考GB/T 228.1《金属材料 拉伸试验 第1部分：室温试验方法》；产品锌层重量检测方法标准参考GB/T 1839《钢产品镀锌层质量试验方法》。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明通过合理的成分设计及热轧、镀锌退火工艺设计，保证钢带适宜的力学性能；并通过降低气刀高度、增大刀唇距带钢距离以及气刀刀唇开口度分段控制措施，抑制了锌流纹和边厚缺陷的产生，满足了用户对高表面质量600g/m2（双面）超厚镀层产品的需求。2、本发明生产的地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带：屈服强度250～290MPa，抗拉强度330～390MPa，断后伸长率A80mm≥28%。3、本发明满足了地下管廊行业对超厚镀层热镀锌钢带的需求，具有显著的经济效益。
附图说明
图1为单腔气刀开口度分段示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带规格为：厚度1.6mm、宽度1396mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、连铸、热轧、冷轧和镀锌工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）LF精炼工序：冶炼后钢水进入LF精炼，控制精炼钢水C：0.045%，Mn：0.17%；
（2）热轧工序：加热温度为1230℃，终轧温度为892℃，卷曲温度为660℃；
（3）冷轧工序：热轧板带通过酸洗后冷轧，冷轧总压下率为62.5%，获得的冷硬板带规格：1.6mm×1396mm；
（4）镀锌工序：镀锌工艺速度为100m/min，钢带退火温度710℃，保温时间3min，镀锌锌液温度为459℃，钢带入锌锅温度为425℃；气刀高度为160mm，气刀刀唇距带钢距离为50mm，气刀压力100mbar；使用单腔气刀，气刀刀唇开口度分段控制，1～9段开口度分别控制为：1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.05mm、1.10mm、1.15mm、1.20mm、1.25mm。
本实施例生产的地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带检验指标见表2。
实施例2
本实施例地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带规格为：厚度1.6mm、宽度1396mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、连铸、热轧、冷轧和镀锌工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）LF精炼工序：冶炼后钢水进入LF精炼，控制精炼钢水C：0.045%，Mn：0.25%；
（2）热轧工序：加热温度为1235℃，终轧温度为890℃，卷曲温度为662℃；
（3）冷轧工序：热轧板带通过酸洗后冷轧，冷轧总压下率为62.5%，获得的冷硬板带规格：1.6mm×1396mm；
（4）镀锌工序：镀锌工艺速度为105m/min，钢带退火温度705℃，保温时间3.2min，镀锌锌液温度为459℃，钢带入锌锅温度为430℃，气刀高度为150mm，气刀刀唇距带钢距离为52mm，气刀压力100mbar；使用单腔气刀，气刀刀唇开口度分段控制，1～9段开口度分别控制为：1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.05mm、1.10mm、1.15mm、1.20mm、1.25mm。
本实施例生产的地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带检验指标见表2。
实施例3
本实施例地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带规格为：厚度1.3mm、宽度1250mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、连铸、热轧、冷轧和镀锌工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）LF精炼工序：冶炼后钢水进入LF精炼，控制精炼钢水C：0.050%，Mn：0.20%；
（2）热轧工序：加热温度为1240℃，终轧温度为895℃，卷曲温度为656℃；
（3）冷轧工序：热轧板带通过酸洗后冷轧，冷轧总压下率为67.5%，获得的冷硬板带规格：1.3mm×1250mm；
（4）镀锌工序：镀锌工艺速度为115m/min，钢带退火温度700℃，保温时间2.8min，镀锌锌液温度为460℃，钢带入锌锅温度为435℃，气刀高度为150mm，气刀刀唇距带钢距离为50mm，气刀压力105mbar；使用单腔气刀，气刀刀唇开口度分段控制，1～9段开口度分别控制为：1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.05mm、1.10mm、1.15mm、1.20mm、1.25mm。
本实施例生产的地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带检验指标见表2。
实施例4
本实施例地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带规格为：厚度2.0mm、宽度1396mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、连铸、热轧、冷轧和镀锌工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）LF精炼工序：冶炼后钢水进入LF精炼，控制精炼钢水C：0.060%，Mn：0.19%；
（2）热轧工序：加热温度为1235℃，终轧温度为887℃，卷曲温度为658℃；
（3）冷轧工序：热轧板带通过酸洗后冷轧，冷轧总压下率为50%，获得的冷硬板带规格：2.0mm×1396mm；
（4）镀锌工序：镀锌工艺速度为90m/min，钢带退火温度695℃，保温时间4min，镀锌锌液温度为459℃，钢带入锌锅温度为421℃，气刀高度为150mm，气刀刀唇距带钢距离为56mm，气刀压力110mbar；使用单腔气刀，气刀刀唇开口度分段控制，1～9段开口度分别控制为：1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.05mm、1.10mm、1.15mm、1.20mm、1.25mm。
本实施例生产的地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带检验指标见表2。
实施例5
本实施例地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带规格为：厚度1.5mm、宽度1000mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、连铸、热轧、冷轧和镀锌工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）LF精炼工序：冶炼后钢水进入LF精炼，控制精炼钢水C：0.065%，Mn：0.15%；
（2）热轧工序：加热温度为1200℃，终轧温度为870℃，卷曲温度为680℃；
（3）冷轧工序：热轧板带通过酸洗后冷轧，冷轧总压下率为55%，获得的冷硬板带规格：1.5mm×1000mm；
（4）镀锌工序：镀锌工艺速度为130m/min，钢带退火温度690℃，保温时间2min，镀锌锌液温度为457℃，钢带入锌锅温度为420℃，气刀高度为180mm，气刀刀唇距带钢距离为54mm，气刀压力120mbar；使用单腔气刀，气刀刀唇开口度分段控制，1～9段开口度分别控制为：1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.05mm、1.10mm、1.15mm、1.20mm、1.25mm。
本实施例生产的地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带检验指标见表2。
实施例6
本实施例地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带规格为：厚度1.8mm、宽度1480mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、连铸、热轧、冷轧和镀锌工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）LF精炼工序：冶炼后钢水进入LF精炼，控制精炼钢水C：0.053%，Mn：0.22%；
（2）热轧工序：加热温度为1260℃，终轧温度为910℃，卷曲温度为640℃；
（3）冷轧工序：热轧板带通过酸洗后冷轧，冷轧总压下率为60%，获得的冷硬板带规格：1.8mm×1480mm；
（4）镀锌工序：镀锌工艺速度为95m/min，钢带退火温度708℃，保温时间3.5min，镀锌锌液温度为463℃，钢带入锌锅温度为450℃，气刀高度为170mm，气刀刀唇距带钢距离为53mm，气刀压力108mbar；使用单腔气刀，气刀刀唇开口度分段控制，1～9段开口度分别控制为：1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.05mm、1.10mm、1.15mm、1.20mm、1.25mm。
本实施例生产的地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带检验指标见表2。
实施例7
本实施例地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带规格为：厚度1.4mm、宽度1180mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、连铸、热轧、冷轧和镀锌工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）LF精炼工序：冶炼后钢水进入LF精炼，控制精炼钢水C：0.047%，Mn：0.25%；
（2）热轧工序：加热温度为1280℃，终轧温度为880℃，卷曲温度为670℃；
（3）冷轧工序：热轧板带通过酸洗后冷轧，冷轧总压下率为65%，获得的冷硬板带规格：1.4mm×1180mm；
（4）镀锌工序：镀锌工艺速度为125m/min，钢带退火温度698℃，保温时间2.3min，镀锌锌液温度为461℃，钢带入锌锅温度为442℃，气刀高度为165mm，气刀刀唇距带钢距离为55mm，气刀压力115mbar；使用单腔气刀，气刀刀唇开口度分段控制，1～9段开口度分别控制为：1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.05mm、1.10mm、1.15mm、1.20mm、1.25mm。
本实施例生产的地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带检验指标见表2。
实施例8
本实施例地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带规格为：厚度1.7mm、宽度1360mm，其化学成分组成及质量百分含量见表1。
本实施例地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带的生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、连铸、热轧、冷轧和镀锌工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）LF精炼工序：冶炼后钢水进入LF精炼，控制精炼钢水C：0.056%，Mn：0.23%；
（2）热轧工序：加热温度为1245℃，终轧温度为883℃，卷曲温度为655℃；
（3）冷轧工序：热轧板带通过酸洗后冷轧，冷轧总压下率为55.6%，获得的冷硬板带规格：1.7mm×1360mm；
（4）镀锌工序：镀锌工艺速度为95m/min，钢带退火温度692℃，保温时间3.5min，镀锌锌液温度为462℃，钢带入锌锅温度为447℃，气刀高度为175mm，气刀刀唇距带钢距离为51mm，气刀压力114mbar；使用单腔气刀，气刀刀唇开口度分段控制，1～9段开口度分别控制为：1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.05mm、1.10mm、1.15mm、1.20mm、1.25mm。
本实施例生产的地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带检验指标见表2。
表1 实施例1-8地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带化学成分组成
及其质量百分含量（%）
表1中成分余量为铁和不可避免的杂质。
表2 实施例1-8地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带力学性能
及双面镀层厚度
Figure 266400DEST_PATH_IMAGE002
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)

1.一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带，其特征在于，所述热镀锌钢带化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.045～0.065%，Mn：0.15～0.25%，S≤0.020%，P≤0.020%，Si≤0.03%，Als≥0.020%，其余为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带，其特征在于，所述热镀锌钢带双面锌层重量≥600g/m2。
3.根据权利要求1所述的一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带，其特征在于，所述热镀锌钢带力学性能：屈服强度250～290MPa，抗拉强度330～390MPa，断后伸长率A80mm≥28%。
4.根据权利要求1所述的一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带，其特征在于，所述热镀锌钢带规格为：厚度1.3～2.0mm，宽度1000～1480mm。
5.基于权利要求1-4任意一项所述的一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括转炉冶炼、LF精炼、连铸、热轧、冷轧和镀锌工序；所述镀锌工序，镀锌工艺速度为90～130m/min，钢带退火温度690～710℃，保温时间2～4min，镀锌锌液温度为457～463℃，钢带入锌锅温度为420～450℃，气刀高度为150～180mm，气刀刀唇距带钢距离为50～56mm，气刀压力100～120mbar。
6.根据权利要求5所述的一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带的生产方法，其特征在于，所述LF精炼工序，控制精炼钢水C：0.045～0.065%，Mn：0.15～0.25%。
7.根据权利要求5所述的一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带的生产方法，其特征在于，所述热轧工序，加热温度为1200～1280℃，终轧温度为870～910℃，卷曲温度为640～680℃。
8.根据权利要求5-7任意一项所述的一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带的生产方法，其特征在于，所述冷轧工序，冷轧总压下率为50～67.5%。
9.根据权利要求5-7任意一项所述的一种地下管廊波纹管用超厚镀层热镀锌钢带的生产方法，其特征在于，所述镀锌工序，使用单腔气刀，气刀刀唇开口度分段控制，1～9段开口度分别控制为：1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.00mm、1.05mm、1.10mm、1.15mm、1.20mm、1.25mm。
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