CN110777302B

CN110777302B - FTSC薄板坯产线生产2GPa热成型钢的方法

Info

Publication number: CN110777302B
Application number: CN201911031781.XA
Authority: CN
Inventors: 路博勋; 张洪波; 王云阁; 邝霜; 冯晓勇; 李梦龙; 刘靖宝; 石晓伟; 刘丽萍
Original assignee: Tangshan Iron and Steel Group Co Ltd; HBIS Co Ltd Tangshan Branch
Current assignee: Tangshan Iron and Steel Group Co Ltd; HBIS Co Ltd Tangshan Branch
Priority date: 2019-10-28
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2021-08-13
Anticipated expiration: 2039-10-28
Also published as: CN110777302A

Abstract

本发明公开了一种FTSC薄板坯产线生产2GPa热成型钢的方法，其包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、薄板坯连铸和连轧工序；所述转炉冶炼工序：终点温度1660～1690℃，终点氧位400～800ppm，终点钢水控制C质量含量0.03%～0.06%，大包钢水控制V质量含量0.15%～0.18%；所述LF精炼：出站渣样中TFe+MnO质量含量≤1.0%，出站温度为1630～1645℃，不进行静吹处理；所述RH真空处理工序：真空度≤100pa，采用含钙硅铁调整Si含量，并且纯循环时间≥8min，不进行钙处理。本方法所得热成型钢基体组织为铁素体和珠光体，热带心部带状组织等级≤2.0，能够有效降低后续热冲压成型及使用过程中的潜在失效风险；可实现薄规格热轧酸洗产品直接代替冷轧退火产品的目标，能耗显著降低，绿色高效。

Description

FTSC薄板坯产线生产2GPa热成型钢的方法

技术领域

本发明属于钢铁冶炼技术领域，尤其是一种FTSC薄板坯产线生产2GPa热成型钢的方法。

背景技术

随着汽车工业的飞速发展，汽车行业逐渐向轻量化、安全化与节能环保方向发展。汽车轻量化与能耗呈正相关关系，在减重的同时又能满足安全性能是汽车发展的主流趋势，因此对汽车用钢铁材料的力学性能提出了更高的要求，特别是超高强钢的应用越来越多，对其成形性能也提出了越来越高的要求。

热成型钢是一种采用热成型工艺生产的高强度特殊合金钢，具有高强度，无开裂，无回弹，尺寸精度高，能够进行复杂零件的加工等特点，在一定程度上弥补了超高强钢板冷成形能力不足，以及存在回弹、开裂以及尺寸精度达不到要求的难题。目前在汽车车身上应用较为广泛的是1500MPa级热成型钢，主要用于汽车前后防撞梁、B柱、车顶构架以及车门防撞杆等对碰撞要求较高的部件。但是随着汽车行业对超高强钢的需求日益强烈，2000MPa级等更高强度级别钢种的研发与生产已迫在眉睫，可实现10%～15%的零件减重。

随着钢铁技术的不断发展，薄板坯连铸连轧工艺取得了显著进步，其在铸坯内部质量、析出物分布、组织性能以及板形和尺寸精度控制等方面的具有一定的技术优势，尤其适合生产薄规格超高强钢板；并且其工艺流程短，省掉了高强冷成型产品需进行酸轧、连续退火等后处理工序，缩短了生产周期，降低了生产成本；特别是避免了由于碳含量与合金含量高而导致的焊接性能差，冷轧易断带等技术难题。薄板坯连铸连轧产品也逐渐向汽车领域拓展，在低碳系列钢种实现了薄规格热轧酸洗产品直接代替冷轧退火产品使用。但薄板坯产线在热成型钢生产时具有过程不稳定，钢水洁净度差等问题，还未实现商业化稳定生产。

中国专利CN106119693B虽公布了一种用薄板坯直接轧制的抗拉强度≥2100MPa薄热成型钢及生产方法，其C含量为0.41-0.50%，含量较高不利于产品性能的均匀控制；Ni含量较高，成本显著提高，不利于后续批量化推广；而且此钢种的冶炼难度在于炼钢工序，对比文件并未详细公布其炼钢生产方法。有鉴于此，应当研制一种质量稳定可控的FTSC薄板坯产线生产2GPa热成型钢的方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种质量稳定可控的FTSC薄板坯产线生产2GPa热成型钢的方法。通过优化成分，在控制成本的基础上提高产品性能稳定性；并提供了能够解决炼钢生产难题的生产方法以及与之匹配的轧钢生产工艺。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种FTSC薄板坯产线生产2GPa热成型钢的方法，其组分及重量百分比含量为：C：0.32-0.40%，Mn：1.30-1.50%，S≤0.003%，P≤0.015%，Si：0.10-0.60%，Als：0.030-0.050%，Ti：0.035-0.050%，V：0.18-0.30%，B:0.0015-0.0030%，Cr：0.20-0.30%，N≤0.0045%，余为Fe和不可避免的杂质，其包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、薄板坯连铸和连轧工序；

所述转炉冶炼工序：终点温度1660～1690℃，终点氧位400～800ppm，终点钢水控制C质量含量0.03%～0.06%，大包钢水控制V质量含量0.15%～0.18%；

所述LF精炼：出站渣样中TFe+MnO质量含量≤1.0%，出站温度为1630～1645℃，不进行静吹处理；

所述RH真空处理工序：真空度≤100pa，采用含钙硅铁调整Si含量，并且纯循环时间≥8min，不进行钙处理；

所述薄板坯连铸工序：采用整体中间包与浸入式水口，铝碳质不吹氩塞棒，铸坯厚度为60～90mm，轻压下采用1段压下；中间包钢水过热度 20～30℃，拉速3.6～4.0m/min；

所述连轧工序：粗轧入口温度≥1100℃，中间坯厚度10～20mm；精轧进口温度1020～1100℃，终轧温度800～880℃，卷取温度600～700℃。

本发明所述热成形钢的厚度0.8～2.0mm。

本发明所述薄板坯连铸工序中，中包钢水氧质量分数控制为T[O]≤10ppm。

所述薄板坯连铸工序中，结晶器使用低熔点、低粘度的高碳钢保护渣，熔点960-1030℃，粘度0.21-0.32Pa·S。

采用结晶器弱冷模式，宽面5500-5800L/min,窄面275-295L/min；二冷使用常规的HC高碳冷却模型，开浇锥度为6.0-7.0。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明通过成分及工艺路线设计、精炼渣氧化性与钢水洁净度控制、连铸工序工艺参数优化，在薄板坯产线生产出2GPa热成型钢的合格原料。本发明工艺控制稳定，温度、成分控制精准；在LF精炼不进行静吹、RH不进行钙处理的情况下，钢水洁净度高，中包全氧控制在10ppm及以内，并优化薄板坯连铸工艺，可进行多炉连浇；轧制稳定，板形良好。本发明所得热成型钢基体组织为铁素体和珠光体，热带心部带状组织等级≤2.0，能够有效降低后续热冲压成型及使用过程中的潜在失效风险；厚度规格达到0.8～2.0mm，经酸洗后，可实现薄规格热轧酸洗产品直接代替冷轧退火产品的目标，能耗显著降低，绿色高效，对实现汽车轻量化与安全性具有重要意义。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是实施例1的铸坯低倍图；

图2为实施例1所得热轧钢卷的内部组织微观照片

图3为实施例1所得热轧钢卷的内部组织宏观照片。

具体实施方式

实施例1－5：本FTSC薄板坯产线生产2GPa热成型钢的方法包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、薄板坯连铸和连轧工序；各工序工艺如下所述。

（1）铁水预处理工序：铁水包喷吹镁粉和石灰脱硫后，用捞渣器将渣子捞净，铁水表层无渣，入转炉铁水[S]≤0.003wt%。

（2）转炉冶炼工序：转炉终点高温低氧位控制，终点温度1660～1690℃，终点氧位400～800ppm；终点钢水控制[C]为0.03～0.06wt%，大包钢水控制[V]为0.15～0.18wt%，实施例钢的组分及重量百分比含量为：C：0.32-0.40%，Mn：1.30-1.50%，S≤0.003%，P≤0.015%，Si：0.10-0.60%，Als：0.030-0.050%，Ti：0.035-0.050%，V：0.18-0.30%，B:0.0015-0.0030%，Cr：0.20-0.30%，N≤0.0045%，余为Fe和不可避免的杂质

各实施例转炉冶炼工序的工艺参数见表1。

表1：转炉冶炼工序工艺参数

（3）LF精炼和RH真空处理工序：

LF精炼工序：进站充分造渣、送电升温、合金化调整成分；出站渣样中TFe+MnO含量≤1.0wt%，出站温度为1630～1645℃；不进行静吹处理，温度符合要求后即可出站。各实施例LF精炼工序的工艺参数见表2。

RH真空处理：直接抽到最低真空度，真空度≤100Pa；采用含钙硅铁调整Si含量，且不进行钙处理；深真空时间≥12min；纯循环时间≥8min，使夹杂物充分上浮，提高钢水洁净度。各实施例RH真空处理工序的工艺参数见表2。

表2：LF精炼和RH真空处理工序工艺参数

（4）薄板坯连铸工序：钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，采用整体中间包与浸入式水口，铝碳质不吹氩塞棒；中间包使用镁质耐材，开浇前中间包做好氩气吹扫；结晶器使用低熔点、低粘度的高碳钢保护渣，熔点控制为960-1030℃，粘度0.21-0.32Pa·S。采用结晶器弱冷模式，宽面5500-5800L/min,窄面275-295L/min；二冷可使用常规HC高碳冷却模型，开浇锥度为6.0-7.0；铸坯厚度60～90mm，轻压下采用一段压下；中间包钢水过热度 20～30℃，拉速3.6～4.0m/min；中包钢水中氧控制为T[O]≤10ppm。各实施例薄板坯连铸工序的工艺参数见表3。

表3：薄板坯连铸工序工艺参数

（5）连轧工序：粗轧入口温度≥1100℃，中间坯厚度10～20mm；精轧进口温度1020～1100℃，终轧温度800～880℃，卷取温度600～700℃。各实施例连轧工序工艺参数见表4。

表4：连轧工序工艺参数

各实施例的热轧钢带性能以及淬火之后的性能参见表5：

本方法所得热轧钢卷性能均匀性较好，实施例1-5之间横纵向不同位置处性能差值：抗拉强度0～20MPa，屈服强度0～18MPa，延伸率0～5%。板带心部带状组织等级≤2.0。

由图1可见，实施例1所得连铸坯经检验，低倍没有出现中心裂纹、中心疏松等缺陷，中心偏析控制较好，热轧、酸洗钢卷表面质量、组织均匀性及板形优良，可以完全替代冷轧产品, 能耗显著降低，绿色高效。

图2为实施例1所得热轧钢卷的内部组织微观照片，由图2可见，组织为铁素体和珠光体。该组织能够保证热轧钢卷保持足够低的强度，使热轧钢卷在后续机械加工（裁剪、冲压）过程中，磨具的损耗较小，利于批量生产。

图3为实施例1所得热轧钢卷的内部组织宏观照片，由图3可见，热轧钢卷心部带状组织等级≤2.0。

Claims

1.一种FTSC薄板坯产线生产2GPa热成型钢的方法，其组分及重量百分比含量为：C：0.32-0.40%，Mn：1.30-1.50%，S≤0.003%，P≤0.015%，Si：0.10-0.60%，Als：0.030-0.050%，Ti：0.035-0.050%，V：0.18-0.30%，B:0.0015-0.0030%，Cr：0.20-0.30%，N≤0.0045%，余为Fe和不可避免的杂质，其特征在于：其包括铁水预处理、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、薄板坯连铸和连轧工序；

所述RH真空处理工序：真空度≤100Pa ，采用含钙硅铁调整Si含量，并且纯循环时间≥8min，不进行钙处理；

所述连轧工序：粗轧入口温度≥1100℃，中间坯厚度10～20mm；精轧进口温度1020～1100℃，终轧温度800～880℃，卷取温度600～700℃；

所述热成形钢的厚度0.8～2.0mm，基体组织为铁素体和珠光体，热带心部带状组织等级≤2.0。

2.根据权利要求1所述的FTSC薄板坯产线生产2GPa热成型钢的方法，其特征在于：所述薄板坯连铸工序中，中包钢水氧质量分数控制为T[O]≤10ppm。

3.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述薄板坯连铸工序中，结晶器使用低熔点、低粘度的高碳钢保护渣，熔点960-1030℃，粘度0.21-0.32Pa·S。

4.根据权利要求1-3任一种所述的FTSC薄板坯产线生产2GPa热成型钢的方法，其特征在于：所述薄板坯连铸工序中，采用结晶器弱冷模式，宽面5500-5800L/min,窄面275-295L/min；二冷使用HC高碳冷却模型，开浇锥度为6.0-7.0。