CN112795845B - 一种半硬态钢卷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种半硬态钢卷及其制备方法，属于钢铁冶金技术领域。所述半硬态钢卷的化学组成及质量百分含量为：C≤0.05%、Mn≤0.5%、P≤0.03%、S≤0.020%、Si≤0.3%，其余为铁和不可避免的杂质。其制备方法包括超薄带、推拉式酸洗和冷轧工序。本发明区别于常规工艺流程，采用超薄带热卷原料进行单机架冷轧工艺流程，相对常规工艺，可以生产厚度更薄的半硬卷。经过本发明制备的半硬态钢卷硬度为65~89HRB，抗拉强度为370~590MPa，断后延伸率＞5%，厚度为0.35~1.7 mm。

Description

一种半硬态钢卷及其制备方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体涉及一种半硬态钢卷及其制备方法。
背景技术
目前冷轧半硬态钢卷主要用于制管、货柜等用途，该品种未经过退火却能够满足简单变形的需求，国内钢厂常规采用的工艺是转炉冶炼-精炼-连铸-热轧-酸洗-单机架冷轧/冷连轧工艺制造流程，钢种的特征就是热卷进过酸洗后通过较低的冷轧压下率，获得HRB硬度65~89，抗拉强度370~590MPa，断后延伸率＞5%的半硬态冷轧钢卷，通常冷轧压下率＜60%，由于冷轧压下率较低，故受到原料厚度影响，难以生产厚度较薄的半硬卷。
公开号为CN 110004360 A的中国专利申请公开了一种屈服强度不小于650MPa级折弯用冷轧硬钢带及其制造方法，钢带化学成分组成及质量百分含量为：C：0.005～0.015％，Si≤0.030％，Mn：0.15～0.30％，P≤0.020％，S≤0.015％，Als：0.020～0.060％，N≤0.0050％，其余为Fe和不可避免的杂质。制造方法采用连铸、热轧、酸连轧短流程生产工艺。该发明通过超低碳且不添加合金的成分设计、匹配酸连轧低压下率的轧制工艺，生产的钢带厚度为0.5～2.2 mm，屈服强度≥650 MPa，HRB硬度≥85，钢带横向与纵向90°折弯不开裂，兼具有低成本、高强度和优良的折弯性能。其采用转炉冶炼-精炼-连铸-热轧-酸连轧工艺采用较低的冷轧压下率，可以生产0.5~2.2 mm，抗拉强度≤650 MPa的轧硬钢卷，但该钢种仍然属于全硬态钢卷。
公开号为CN 110735024 A的中国专利申请公开了一种适用于横纵向90°折弯轧硬钢卷的加工方法，属于钢铁冶金领域。该折弯轧硬钢卷的加工工序包括板坯连铸、板坯再加热、粗轧、精轧、冷却、卷取与冷轧工序；其特征在于：在其板坯连铸阶段，钢坯化学成分组成及其质量百分含量为：C:≤0.01%；Mn：0.1~0.2%；P≤0.02%；S≤0.012%；Si≤0.03%；Al:0.01~0.05%；N≤60 ppm；其余为铁与杂质。该发明提供的适用于横纵向90°折弯轧硬钢卷的加工方法，采用低碳、低锰成分设计，高终轧、高卷取温度热轧控制工艺，低冷轧压缩比的控制措施，降低轧硬卷硬度，以满足横纵向90°折弯不开裂要求，用于替代退火卷，减少退火工序。但是其规格范围较窄，仅能生产0.5-0.9 mm。
发明内容
解决的技术问题：针对上述技术问题，本发明提供一种半硬态钢卷及其制备方法，本发明区别于常规工艺流程，采用超薄带热卷原料进行单机架冷轧工艺流程，相对常规工艺，可以生产厚度更薄的半硬卷。
技术方案：一种半硬态钢卷，其化学组成及质量百分含量为：C≤0.05%、Mn≤0.5%、P≤0.03%、S≤0.020%、Si≤0.3%，其余为铁和不可避免的杂质；所述半硬态钢卷厚度为0.35~1.7 mm，硬度为65~89 HRB，抗拉强度370~590 MPa，断后延伸率＞5%。
作为优选，其化学组成及质量百分含量为：C：0.02%、Mn：0.35~0.48%、P：0.017~0.018%、S:0.003~0.004%、Si：0.12~0.13%，其余为铁和不可避免的杂质；所述半硬态钢卷厚度为0.35~1.7 mm，硬度为69.3~88.5 HRB，抗拉强度为400~588 MPa，断后延伸率为7.6~12.4%。
上述一种半硬态钢卷的制备方法，包括超薄带、推拉式酸洗和冷轧工序，具体如下：
步骤一.超薄带工序，按照成分配料获得钢水，将获得钢水进行薄带连铸形成铸带，铸带经过压下率为5%~50%的一道次热轧形成0.7~2.0 mm薄带，热轧出口温度1000~850℃，卷取温度680~750℃；
步骤二.推拉式酸洗工序，工艺段：酸洗速度为10~200 mpm，酸液工艺：依次经过4道酸槽，1＃酸罐酸槽酸液温度为65-90℃，酸液HCl浓度≥30 g/L，酸液中Fe2+浓度≤180 g/L；2＃酸罐酸槽酸液温度为65-90℃，酸液HCl浓度≥30 g/L，酸液中Fe2+浓度≤180 g/L；3＃酸罐酸槽酸液温度为65-90℃，酸液HCl浓度≥70 g/L，酸液中Fe2+浓度≤165 g/L；4＃酸罐酸槽酸液温度为65-90℃，酸液HCl浓度≥120 g/L，酸液中Fe2+浓度≤130 g/L；
步骤三.经酸洗的超薄带钢卷，通过冷轧轧制压下率15~50%即可得到半硬态钢卷产品。
作为优选，所述步骤一中钢水冶炼采用EAF电炉炼钢、VD真空脱碳脱氧以及LF精炼，获得合格的钢水成分。
作为优选，所述步骤一中铸带经过压下率为5%~50%的一道次热轧形成0.7~2.0 mm薄带时，轧制具体工艺参数如下：钢水开浇温度为1620~1625℃，铸轧速度为70 m/min，铸坯厚度为1.4~2.2 mm，热轧厚度为0.7~2.0 mm，热轧出口温度为890~900℃，卷取温度为700~706℃。
有益效果：本发明所述方法工艺简单，制备的半硬态钢卷硬度为65~89HRB，抗拉强度为370~590MPa，断后延伸率＞5%， 厚度为0.35~1.7 mm，按照日标JIS G 3141规定，硬度≤89HRB、抗拉强度≤590MPa的半硬钢卷，这个强度级别硬态钢卷可称为半硬卷。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述。
实施例1
一种半硬态钢卷，其化学组成及质量百分含量为：C：0.02%、Mn：0.35%、P：0.017%、S:0.004%、Si：0.13%，其余为铁和不可避免的杂质；所述半硬态钢卷厚度为0.35 mm，硬度为88.5 HRB，抗拉强度为588 MPa，断后延伸率为7.6%。
上述一种半硬态钢卷的制备方法，包括超薄带、推拉式酸洗和冷轧工序，具体如下：
步骤一.超薄带工序，按照成分配料获得钢水，钢水冶炼采用EAF电炉炼钢、VD真空脱碳脱氧以及LF精炼，获得合格的钢水成分，将获得钢水进行薄带连铸形成铸带，铸带经过压下率为50%的一道次热轧形成0.7 mm薄带，热轧出口温度890℃，卷取温度700℃，钢水开浇温度为1625℃，铸轧速度为70 m/min，铸坯厚度为1.4 mm；
步骤二.推拉式酸洗工序，工艺段：酸洗速度为150 mpm，酸液工艺：依次经过4道酸槽，1＃酸罐酸槽酸液温度为79℃，酸液HCl浓度为50 g/L，酸液中Fe2+浓度150 g/L；2＃酸罐酸槽酸液温度为79℃，酸液HCl浓度为75 g/L，酸液中Fe2+浓度为151 g/L；3＃酸罐酸槽酸液温度为85℃，酸液HCl浓度为90 g/L，酸液中Fe2+浓度为142 g/L；4＃酸罐酸槽酸液温度为80℃，酸液HCl浓度为142 g/L，酸液中Fe2+浓度为105 g/L；
步骤三.经酸洗的超薄带钢卷，通过冷轧轧制压下率50%即可得到厚度为0.35 mm的半硬态钢卷产品。
实施例2
一种半硬态钢卷，其化学组成及质量百分含量为：C：0.02%、Mn：0.35%、P：0.017%、S:0.004%、Si：0.13%，其余为铁和不可避免的杂质；所述半硬态钢卷厚度为0.6 mm，硬度为70.3 HRB，抗拉强度为410 MPa，断后延伸率为11.5%。
上述一种半硬态钢卷的制备方法，包括超薄带、推拉式酸洗和冷轧工序，具体如下：
步骤一.超薄带工序，按照成分配料获得钢水，钢水冶炼采用EAF电炉炼钢、VD真空脱碳脱氧以及LF精炼，获得合格的钢水成分，将获得钢水进行薄带连铸形成铸带，铸带经过压下率为50%的一道次热轧形成0.7 mm薄带，热轧出口温度891℃，卷取温度705℃，钢水开浇温度为1620℃，铸轧速度为70 m/min，铸坯厚度为1.4 mm；
步骤二.推拉式酸洗工序，工艺段：酸洗速度为150 mpm，酸液工艺：依次经过4道酸槽，1＃酸罐酸槽酸液温度为79℃，酸液HCl浓度为50 g/L，酸液中Fe2+浓度为150 g/L；2＃酸罐酸槽酸液温度为79℃，酸液HCl浓度为75 g/L，酸液中Fe2+浓度为151 g/L；3＃酸罐酸槽酸液温度为85℃，酸液HCl浓度为90 g/L，酸液中Fe2+浓度为142 g/L；4＃酸罐酸槽酸液温度为80℃，酸液HCl浓度为142 g/L，酸液中Fe2+浓度为105 g/L；
步骤三.经酸洗的超薄带钢卷，通过冷轧轧制压下率14.3%即可得到厚度为0.6 mm的半硬态钢卷产品。
实施例3
一种半硬态钢卷，其化学组成及质量百分含量为：C：0.02%、Mn：0.48%、P：0.018%、S:0.003%、Si：0.12%，其余为铁和不可避免的杂质；所述半硬态钢卷厚度为1 mm，硬度为87.5 HRB，抗拉强度为570 MPa，断后延伸率为8.1%。
上述一种半硬态钢卷的制备方法，包括超薄带、推拉式酸洗和冷轧工序，具体如下：
步骤一.超薄带工序，按照成分配料获得钢水，钢水冶炼采用EAF电炉炼钢、VD真空脱碳脱氧以及LF精炼，获得合格的钢水成分，将获得钢水进行薄带连铸形成铸带，铸带经过压下率为9.1%的一道次热轧形成2.0 mm薄带，热轧出口温度895℃，卷取温度706℃，钢水开浇温度为1625℃，铸轧速度为70 m/min，铸坯厚度为2.2 mm；
步骤二.推拉式酸洗工序，工艺段：酸洗速度为150 mpm，酸液工艺：依次经过4道酸槽，1＃酸罐酸槽酸液温度为79℃，酸液HCl浓度为50 g/L，酸液中Fe2+浓度为150 g/L；2＃酸罐酸槽酸液温度为79℃，酸液HCl浓度为75 g/L，酸液中Fe2+浓度为151 g/L；3＃酸罐酸槽酸液温度为85℃，酸液HCl浓度为90 g/L，酸液中Fe2+浓度为142 g/L；4＃酸罐酸槽酸液温度为80℃，酸液HCl浓度为142 g/L，酸液中Fe2+浓度为105 g/L；
步骤三.经酸洗的超薄带钢卷，通过冷轧轧制压下率50%即可得到厚度为1 mm的半硬态钢卷产品。
实施例4
一种半硬态钢卷，其化学组成及质量百分含量为：C：0.02%、Mn：0.48%、P：0.018%、S:0.003%、Si：0.12%，其余为铁和不可避免的杂质；所述半硬态钢卷厚度为1.7 mm，硬度为69.3 HRB，抗拉强度为400 MPa，断后延伸率为12.4%。
上述一种半硬态钢卷的制备方法，包括超薄带、推拉式酸洗和冷轧工序，具体如下：
步骤一.超薄带工序，按照成分配料获得钢水，钢水冶炼采用EAF电炉炼钢、VD真空脱碳脱氧以及LF精炼，获得合格的钢水成分，将获得钢水进行薄带连铸形成铸带，铸带经过压下率为9.1%的一道次热轧形成2.0 mm薄带，热轧出口温度900℃，卷取温度703℃，钢水开浇温度为1620℃，铸轧速度为70 m/min，铸坯厚度为2.2 mm；
步骤二.推拉式酸洗工序，工艺段：酸洗速度为150 mpm，酸液工艺：依次经过4道酸槽，1＃酸罐酸槽酸液温度为79℃，酸液HCl浓度为50 g/L，酸液中Fe2+浓度为150 g/L；2＃酸罐酸槽酸液温度为79℃，酸液HCl浓度为75 g/L，酸液中Fe2+浓度为151 g/L；3＃酸罐酸槽酸液温度为85℃，酸液HCl浓度为90 g/L，酸液中Fe2+浓度为142 g/L；4＃酸罐酸槽酸液温度为80℃，酸液HCl浓度为142 g/L，酸液中Fe2+浓度为105 g/L；
步骤三.经酸洗的超薄带钢卷，通过冷轧轧制压下率15%即可得到厚度为1.7 mm的半硬态钢卷产品。
实施例5
一种半硬态钢卷，其化学组成及质量百分含量为：C：0.02%、Mn：0.35%、P：0.017%、S:0.004%、Si：0.13%，其余为铁和不可避免的杂质；所述半硬态钢卷厚度为0.35 mm，硬度为80HRB，抗拉强度500 MPa，断后延伸率10.5%。
上述一种半硬态钢卷的制备方法，包括超薄带、推拉式酸洗和冷轧工序，具体如下：
步骤一.超薄带工序，按照成分配料获得钢水，将获得钢水进行薄带连铸形成铸带，铸带经过压下率为50%的一道次热轧形成0.7 mm薄带，热轧出口温度950℃，卷取温度750℃；
步骤二. 推拉式酸洗工序，工艺段：酸洗速度为150 mpm，酸液工艺：依次经过4道酸槽，1＃酸罐酸槽酸液温度为79℃，酸液HCl浓度为50 g/L，酸液中Fe2+浓度为150 g/L；2＃酸罐酸槽酸液温度为79℃，酸液HCl浓度为75 g/L，酸液中Fe2+浓度为151 g/L；3＃酸罐酸槽酸液温度为85℃，酸液HCl浓度为90 g/L，酸液中Fe2+浓度为142 g/L；4＃酸罐酸槽酸液温度为80℃，酸液HCl浓度为142 g/L，酸液中Fe2+浓度为105 g/L；
步骤三.经酸洗的超薄带钢卷，通过冷轧轧制压下率50%即可得到0.35mm半硬态钢卷产品。
实施例6
一种半硬态钢卷，其化学组成及质量百分含量为：C：0.05%、Mn：0.8%、P：0.0:18%、S：0.:02%、Si：0.12%，其余为铁和不可避免的杂质；所述半硬态钢卷厚度为1.7 mm，硬度为89 HRB，抗拉强度590 MPa，断后延伸率6.1%。
上述一种半硬态钢卷的制备方法，包括超薄带、推拉式酸洗和冷轧工序，具体如下：
步骤一.超薄带工序，按照成分配料获得钢水，将获得钢水进行薄带连铸形成铸带，铸带经过压下率为9.1%的一道次热轧形成2 mm薄带，热轧出口温度850℃，卷取温度550℃，钢水开浇温度为1620，铸轧速度为70 m/min，铸坯厚度为2.1 mm；
步骤二.推拉式酸洗工序，工艺段：酸洗速度为150 mpm，酸液工艺：依次经过4道酸槽，1＃酸罐酸槽酸液温度为79℃，酸液HCl浓度50 g/L，酸液中Fe2+浓度150 g/L；2＃酸罐酸槽酸液温度为79℃，酸液HCl浓度75 g/L，酸液中Fe2+浓度151 g/L；3＃酸罐酸槽酸液温度为85℃，酸液HCl浓度90 g/L，酸液中Fe2+浓度142 g/L；4＃酸罐酸槽酸液温度为80℃，酸液HCl浓度142 g/L，酸液中Fe2+浓度105 g/L；
步骤三.经酸洗的超薄带钢卷，通过冷轧轧制压下率15%即可得到半硬态钢卷产品。
上述实施例1-4中冶炼采用EAF电炉炼钢、VD真空脱碳脱氧、LF精炼，得到合格的钢水成分，具体钢水成分参见下表。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
上述实施例1-4中超薄带工序轧制工艺过程控制参数见下表。
Figure DEST_PATH_IMAGE002
上述实施例1-4中推拉式酸洗工序工艺过程控制参数和成品性能
Figure DEST_PATH_IMAGE003
综上，本发明实施例6 是超薄带生产半硬卷的极限条件，即采用强度最高的原料，用最低的冷轧压下率生产的半硬卷，碳和锰含量较高，其合金成本最高（MN含量最高），更低的终轧温度和卷取温度，生产热卷强度高，采用较低的冷轧压下率硬度便达到半硬卷强度的上限值。
本发明实施例1-5以薄带工艺为基础，可提供的厚度0.7~2.0mm的热卷，采用优化的低碳低锰成分及和较高的卷取温度和终轧温度，配比出厚度范围广、符合半硬卷要求的工艺。

Claims (4)

1.一种半硬态钢卷的制备方法，其特征在于，所述半硬态钢卷化学组成及质量百分含量为：C≤0.05%、Mn≤ 0.5%、P≤0.03%、S≤0.020%、Si≤0.3%，其余为铁和不可避免的杂质；所述半硬态钢卷厚度为0.35~0.6 mm，硬度为65~89 HRB，抗拉强度370~590 MPa，断后延伸率＞5%，所述方法包括超薄带、推拉式酸洗和冷轧工序，具体如下：
步骤一.超薄带工序，按照成分配料获得钢水，将获得钢水进行薄带连铸形成铸带，铸带经过压下率为5%~50%的一道次热轧形成0.7~2.0 mm薄带，热轧出口温度1000~850℃，卷取温度680~750℃；
步骤二.推拉式酸洗工序，工艺段：酸洗速度为10~200 mpm，酸液工艺：依次经过4道酸槽，1＃酸罐酸槽酸液温度为65-90℃，酸液HCl浓度≥30 g/L，酸液中Fe2+浓度≤180 g/L；2＃酸罐酸槽酸液温度为65-90℃，酸液HCl浓度≥30 g/L，酸液中Fe2+浓度≤180 g/L；3＃酸罐酸槽酸液温度为65-90℃，酸液HCl浓度≥70 g/L，酸液中Fe2+浓度≤165 g/L；4＃酸罐酸槽酸液温度为65-90℃，酸液HCl浓度≥120 g/L，酸液中Fe2+浓度≤130 g/L；
步骤三.经酸洗的超薄带钢卷，通过冷轧轧制压下率15~50%即可得到半硬态钢卷产品。
2.根据权利要求1所述的一种半硬态钢卷的制备方法，其特征在于，所述半硬态钢卷化学组成及质量百分含量为：C：0.02%、Mn：0.35~0.48%、P：0.017~0.018%、S:0.003~0.004%、Si：0.12~0.13%，其余为铁和不可避免的杂质；所述半硬态钢卷厚度为0.35~0.6 mm，硬度为69.3~88.5 HRB，抗拉强度为400~588 MPa，断后延伸率为7.6~12.4%。
3.根据权利要求1所述的一种半硬态钢卷的制备方法，其特征在于，所述步骤一中钢水冶炼采用EAF电炉炼钢、VD真空脱碳脱氧以及LF精炼，获得合格的钢水成分。
4.根据权利要求1所述的一种半硬态钢卷的制备方法，其特征在于，所述步骤一中铸带经过压下率为5%~50%的一道次热轧形成0.7~2.0 mm薄带时，轧制具体工艺参数如下：钢水开浇温度为1620~1625℃，铸轧速度为70 m/min，铸坯厚度为1.4~2.2mm，热轧厚度为0.7~2.0 mm，热轧出口温度为890~900℃，卷取温度为700~750℃。
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