CN112813342A - 一种强度600MPa级轻钢用热镀锌钢带及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种强度600MPa级轻钢用热镀锌钢带及其制备方法，钢板化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.1%，Si：0.05～0.25%，Mn：1.0～1.3%：P：≤0.03%，S：≤0.02%，Als：0.015～0.055%，Nb：0.01～0.02%，其余为Fe及不可避免杂质；制备方法包括炼钢、热轧、酸轧、退火工序；退火工序采用改良森吉米尔法卧式退火炉在线退火处理，包括直燃段、辐射段和冷却段，采用半退火工艺，直燃段板带退火温度为550～610℃，辐射段板带温度为510～570℃，同种厚度板带目标温度控制范围可以达到±5℃；本发明热镀锌钢材产品屈服强度≥600MPa，抗拉强度≥640MPa，延伸率A₈₀≥10%，其工艺稳定，性能稳定，延伸率保证值高，生产成本低，适合于作为轻钢龙骨、集装箱门、防盗门等冷弯成型薄壁型轻钢原料。

Description

一种强度600MPa级轻钢用热镀锌钢带及其制备方法

技术领域

本发明属于镀锌钢带制备技术领域，具体涉及一种强度600MPa级轻钢用热镀锌钢带及其制备方法。

背景技术

轻钢建筑具有抗震性、抗风性、耐久性、绿色低碳环保等优点，越来越受到国内外建筑行业的关注，而高强镀锌钢带是轻钢建筑的主要材料，满足了世界绿色、低碳建筑的市场需求，顺应了中国住宅产业化的发展趋势，越来越受到国民的推崇。

目前市场上部分600MPa级轻钢建筑采用常规的半退火工艺，板带性能波动相对较大，在强度偏高时，延伸率接近为零，造成客户加工困难。同时部分600Mpa级轻钢建筑用钢采用美钢联法立式炉生产，成本相对于卧式炉生产较高。

公开号为CN109852900A的中国专利公开了一种具有不同屈强比的600MPa级热镀锌双相钢及其生产方法。由于采用双相钢工艺，成分中含有Cr、Mo等价格较高的元素，吨钢合金投入成本过高，造成售价偏高，性价比偏低，不适合作为生产轻钢建筑原料。公开号为CN111020437A的中国专利公开了一种屈服强度580Mpa级以上热镀锌钢带的制造方法，采用的为立式全辐射管加热连续退火炉，由于立式全辐射管加热炉炉体较长，各种能源介质投入较多，生产成本较高；另外所述热镀锌钢带，屈服强度≥580MPa，抗拉强度≥600MPa，延伸率A50≥5％，延伸率保证值偏低。

公开号为CN110541107A的中国专利公开了一种抗拉强度600MPa级热镀铝锌钢板及其制造方法，采用立式全辐射管加热连续退火炉，生产成本较高；另外其发明的热镀铝锌钢板采用的特殊退火工艺，其金相组织为铁素体、体积百分含量为3～5％马氏体、渗碳体及细小的碳氮化钛的析出物，工艺较复杂，控制难度较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种强度600MPa级轻钢用热镀锌钢带，钢带屈服强度Re≥600MPa，抗拉强度Rm≥640MPa，延伸率A₈₀≥10%，性能稳定、延伸率保证值高，本发明还提供一种强度600MPa级轻钢用热镀锌钢带的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：

一种强度600MPa级轻钢用热镀锌钢带，所述钢带化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.1%，Si：0.05～0.25%，Mn：1.0～1.3%，P：≤0.03%，S：≤0.02%，Als：0.015～0.055%，Nb：0.01～0.02%，其余为Fe及不可避免杂质。

上述的一种强度600MPa级轻钢用热镀锌钢带，所述热镀锌钢带屈服强度Re≥600MPa，抗拉强度Rm≥640MPa，延伸率A₈₀≥10%。

一种强度600MPa级轻钢用热镀锌钢带的制备方法，包括炼钢、连铸、热轧、酸轧、退火工序；所述连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.1%，Si：0.05～0.25%，Mn：1.0～1.3%，P：≤0.03%，S：≤0.02%，Als：0.015～0.055%，Nb：0.01～0.02%，其余为Fe及不可避免杂质。

上述的一种强度600MPa级轻钢用热镀锌钢带的制备方法，所述退火工序，采用改良森吉米尔法卧式退火炉在线退火处理，包括直燃段、辐射段和冷却段，采用半退火工艺，直燃段板带退火温度为550～610℃，辐射段板带温度为510～570℃，同种厚度板带目标温度控制范围可以达到±5℃。

上述的一种强度600MPa级轻钢用热镀锌钢带的制备方法，所述热轧工序，将板坯加热至1220～1260℃，终轧温度控制在860～920℃，轧后通过层流冷却系统冷却至560～620℃卷取，所得热轧钢卷厚度为2.3～4.4mm；

所述酸轧工序，采用酸洗冷轧联合机组，冷轧压下率控制在45～65%。

本发明各成分元素的含量及作用如下：

Mn：锰在镀锌钢带钢中属于有益元素，能提高钢带的强度，适量的锰既提高韧性又提高冷轧加工性能，但锰含量高于1.6wt%，将降低带钢的塑性和韧性；同时，本发明通过保持适当的锰含量，适度提高改良森吉米尔卧式炉内钢带的完全再结晶温度，为退火工序的半退火工艺实现提供保证；因此，本发明中锰含量为1.0～1.3wt%。

Nb：铌可以细化奥氏体晶粒，通过晶界强化改善延迟断裂强度，提高碳氮化物的细化程度和分布的均匀性，提高钢带强度的同时，改善钢带的延伸率。同时，本发明通过增加铌合金，适度提高改良森吉米尔卧式炉内钢带的完全再结晶温度，为退火工序的半退火工艺实现提供保证。但铌合金成本相对较高，因此本发明Nb含量为：0.01～0.02wt%。

C：碳是有效的强化元素，能大幅度提高钢的强度，但碳含量过高，会导致镀锌层附着力变差。在本发明中，采用的是低碳体系，碳含量控制在0.05～0.1wt%。

Si：硅是钢中的有益元素，也是一种经济型强化元素，具有很强的固溶强化作用，能提高钢带的屈服和抗拉强度，但含量较高时，将严重影响产品表面质量，含量太低，将削弱强化效果，影响产品强度。因此，在本发明中，Si含量控制在0.05～0.25wt%。

P、S：磷、硫在钢中为有害元素，会降低钢带韧性。因此磷含量控制为≤0.03wt%，硫含量控制为≤0.02wt%。

Als：在钢中起到脱氧和细化晶粒作用，可以改善钢带韧性。因此，本发明中要求Als含量为0.015～0.055wt%。

目前常规的改良森吉米尔法卧式炉半退火工艺为直燃段板带温度小于辐射段板带温度，见附图1；即板带在直燃段加热到临近目标温度，在辐射段加热到最终目标温度并保温一定时间，此种退火工艺执行中辐射段板带实际温度波动较大，容易造成板带性能波动增大。本发明采用的改良森吉米尔法卧式炉退火工艺为直燃段板带温度大于辐射段板带温度，见附图2，即板带在直燃段完成加热退火和高温保温，采用此工艺后板带温度波动范围可以精确控制在±5℃内，适合于对温度控制范围要求较窄的产品。

本发明采用C-Mn固溶强化，再加少量的Nb进行细晶强化，原料合金投入成本相对较低；通过成分设计、热轧工艺、酸轧压下及非常规的半退火工艺开发了一种强度600MPa级轻钢用镀锌钢带，工艺稳定，性能稳定，延伸率A₈₀≥10%，同时退火工序采用改良森吉米尔法卧式炉生产，相对于美钢联法立式炉具备生产成本低的优势。

本发明采用改良森吉米尔卧式炉加热工艺，工序成本相对较低；另外本发明的实物质量Re≥600MPa，抗拉强度Rm≥640MPa，延伸率A₈₀≥10%，延伸率保证值较高。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明通过优化炼钢成分，利用合金元素的强化效果适当提高再结晶温度，配合热轧和酸轧轧制工艺，采用改良森吉米尔法卧式炉非常规的半退火工艺，实现了工艺稳定、成本较低的热镀锌钢带的生产；生产的钢带屈服强度Re≥600MPa，抗拉强度Rm≥640MPa，延伸率A₈₀≥10%，性能稳定、延伸率保证值高，其力学性能可以更好满足客户加工使用要求。

附图说明

图1为常规的改良森吉米尔法半退火工艺曲线图；

图2为本发明采用的半退火工艺曲线图。

具体实施方式

下面结合具体实施例1～6对本发明进一步详细地说明。

（1）炼钢：通过转炉冶炼得到符合要求的炼钢成分，钢水经LF炉外精炼处理后连续浇铸得到板坯。

实施例1～6铸坯化学成分如表1所示。

表1 实施例1～6铸坯化学成分质量百分含量（wt%）

（2）热轧：将连铸板坯送加热炉加热至1220～1260℃，出炉除磷后送至2250mm热连轧轧机上轧制，通过粗轧轧机和精轧连轧机组采用控轧控冷技术轧制，终轧温度控制在860～920℃，轧后通过层流冷却系统冷却至560～620℃卷取，产出热轧钢卷，所得热轧钢卷厚度为2.3～4.4mm。

实施例1～6热轧工艺参数见表2。

表2 实施例1～6热轧工艺控制参数

（3）酸轧：将热轧钢卷在酸洗冷轧机组进行酸洗轧制，冷轧的压下率为45%～65%。

（4）退火：采用改良森吉米尔卧式退火炉在线退火处理，直燃段板带温度为550～610℃，辐射段板带温度为510～570℃。

实施例1～6冷轧压下率、热镀锌工艺参数见表3。

表3 实施例1～6冷轧、镀锌退火工艺控制参数

将本发明得到的冷轧钢板按照《GB/T 228.1-2010 金属材料 拉伸试验第1部分：室温试验方法》进行拉伸试验。

实施例1～6得到的热镀锌捆带钢的力学性能见表4。

表4实施例1～6镀锌捆带钢的力学性能

从结果来看，利用本发明技术方案得到的镀锌钢带的屈服强度Re≥600 Mpa，为634MPa～709MPa，抗拉强度Rm≥640Mpa，为669MPa～716MPa，断后伸长率A₈₀≥10%，为12%～15%。

Claims (5)

1.一种强度600MPa级轻钢用热镀锌钢带，其特征在于：所述钢带化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.1%，Si：0.05～0.25%，Mn：1.0～1.3%，P：≤0.03%，S：≤0.02%，Als：0.015～0.055%，Nb：0.01～0.02%，其余为Fe及不可避免杂质。

2.如权利要求1所述的一种强度600MPa级轻钢用热镀锌钢带，其特征在于：所述热镀锌钢带屈服强度Re≥600MPa，抗拉强度Rm≥640MPa，延伸率A₈₀≥10%。

3.一种强度600MPa级轻钢用热镀锌钢带的制备方法，包括炼钢、连铸、热轧、酸轧、退火工序；其特征在于：所述连铸坯化学成分组成及其质量百分含量为：C：0.05～0.1%，Si：0.05～0.25%，Mn：1.0～1.3%，P：≤0.03%，S：≤0.02%，Als：0.015～0.055%，Nb：0.01～0.02%，其余为Fe及不可避免杂质。

4.如权利要求3所述的一种强度600MPa级轻钢用热镀锌钢带的制备方法，其特征在于：所述退火工序采用改良森吉米尔法卧式退火炉在线退火处理，包括直燃段、辐射段和冷却段，采用半退火工艺，直燃段板带退火温度为550～610℃，辐射段板带温度为510～570℃。

5.如权利要求3所述的一种强度600MPa级轻钢用热镀锌钢带的制备方法，其特征在于：所述热轧工序，将板坯加热至1220～1260℃，终轧温度控制在860～920℃，轧后通过层流冷却系统冷却至560～620℃卷取，所得热轧钢卷厚度为2.3～4.4mm；

所述酸轧工序，采用酸洗冷轧联合机组，冷轧压下率控制在45～65%。

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