CN113025795B - 一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法，所述方法包括：将铁水冶炼，以获得冶炼钢液；所述冶炼中，控制所述钢液中各成分的波动范围，以质量分数计为：C：±0.01％，Mn：±0.1％，Cr：±0.1％，Al：±0.15％，Nb：±0.01％，Ti：±0.01％；将所述冶炼钢液进行连铸，轧前加热，粗轧，精轧，轧后冷却，卷取，罩式退火，冷轧和连续退火或热镀锌，其中，所述罩式退火包括：以55～70℃/h的速率由常温升温至650～750℃保温5～8h，后冷却至室温；本发明实施例提高了冷轧高强钢宏观层面上的组织均匀性，从而达到提高冷轧高强钢沿宽度方向和长度方向上力学性能的稳定性。

Description

一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法
技术领域
本发明实施例涉及炼钢技术领域，特别涉及一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法。
背景技术
近年来，为实现汽车工业“节能、减排、安全化”的发展目标，兼具高强度和良好成型能力的先进高强钢(包括DP、CP、TRIP、MS和PH钢)在汽车中的使用越来越普遍。如在汽车用钢联盟的未来钢制汽车项目(Future Steel Vehicle，FSV)中，1000MPa以上先进高强钢使用比例接近50％，能使整车实现减重39％的基础上同时实现碰撞安全达到五星要求。随着汽车行业对高强钢强度和塑性的要求越来越高，高强钢中的C、Si、Mn、Cr、Al等元素的添加量也越来越多。随之而来的问题是钢板在沿宽度方向和长度方向上组织均匀性和性能稳定性波动的现象愈加显著，这对钢板的冲压成型过程是不利的。
因此，如何开发一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法，成为冶金工作者研究的关键问题。
发明内容
本发明实施例目的是提供一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法，提高了冷轧高强钢宏观层面上的组织均匀性，从而达到提高冷轧高强钢沿宽度方向和长度方向上力学性能的稳定性。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法，所述方法包括：
将铁水冶炼，以获得冶炼钢液；所述冶炼中，控制所述铁水中各成分的波动范围，以质量分数计为：C：±0.01％，Mn：±0.1％，Cr：±0.1％，Al：±0.15％，Nb：±0.01％， Ti：±0.01％；
将所述冶炼钢液进行连铸，以获得铸坯；所述连铸中，对所述冶炼钢液进行电磁搅拌；
将所述铸坯进行轧前加热，后进行除鳞和粗轧，获得粗轧板；将所述粗轧板的边部采用边部加热器进行加热，以获得中间坯；
将所述中间坯进行精轧，以获得精轧板；
将所述精轧板进行轧后冷却，所述轧后冷却于层冷辊道上进行并开启边部遮挡装置，以获得轧后板；
将所述轧后板进行卷取，后放入缓冷坑缓冷，获得热轧卷；
将所述热轧卷进行罩式退火，获得退火板；所述罩式退火包括：以55～70℃/h的速率由常温升温至650～750℃保温5～8h，后控制冷却速度为30～90℃/h冷却至室温；
将所述退火板进行冷轧，获得冷轧板；
将所述冷轧板进行热镀锌，获得具有均匀组织的冷轧高强钢。
进一步地，所述轧前加热中，控制铸坯长宽高分别为8～11m、0.9～1.8m和0.20～0.30m，控制铸坯截面温差≤15℃，控制加热的温度为1200℃～1300℃，控制加热时间为3.5～5h。
进一步地，所述粗轧的开轧温度为1150℃～1200℃，所述粗轧的结束温度为1020℃～ 1100℃。
进一步地，所述精轧的开轧温度为1000℃～1080℃，所述终轧的温度为900℃～940℃。
进一步地，所述轧后冷却中，以5～50℃/s的速度冷却至400～700℃。
进一步地，所述卷取的温度为400℃～700℃。
进一步地，所述缓冷坑缓冷的速率为0.004℃/s～0.01℃/s；
进一步地，所述边部加热器的温度补偿为50～150℃。
进一步地，所述冷轧压下率为50％～60％。
进一步地，所述将所述冷轧板进行热镀锌，获得具有均匀组织的冷轧高强钢，具体包括：
将所述冷轧板预热至210℃～230℃，然后以2℃/s～3℃/s的速率加热至640℃～660℃，保温15s～20s以进行预氧化；后以0～1℃/s的速率继续加热至720℃～850℃并均热100s～140s，随后以1℃/s～3℃/s的速率缓慢冷却至600℃～740℃，再以20℃/s～ 50℃/s的速率快速冷却至200～400℃，时效1～10min后出连退炉；对于镀锌卷，加热工艺与连退卷基本一致，缓冷后以20～50℃/s的速率快速冷却至450℃～470℃，入锌锅镀锌之后冷却至室温，获得具有均匀组织的冷轧高强钢。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法，本发明实施例通过控制所述铁水中各成分的波动范围为提高带钢的组织均匀性和性能稳定性打下良好基础；连铸中对所述冶炼钢液进行电磁搅拌有利于板坯化学成分的均匀；将所述粗轧板的边部采用边部加热器进行加热，边部加热器有利于提高热轧中间坯宽度方向上温度分布的均匀性；轧后冷却于层冷辊道上进行并开启边部遮挡装置，层冷的边部遮挡技术有利于提高带钢中部和边部冷却速率的一致性；卷取后放入缓冷坑缓冷利于整个钢卷冷却的均匀性；并控制罩式退火的条件：以55～70℃/h的速率由常温升温至650～750℃保温5～8h，后控制冷却速度为30～90℃/h冷却至室温；从而进行均匀化退火，以上步骤共同提高了带钢沿板宽和长度方向上的组织均匀性，从而达到提高冷轧高强钢沿宽度方向和长度方向上力学性能的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是对比例1中热轧卷尾部的边部和中部组织图；
图2是对比例1中镀锌卷头部的边部和中部组织图；
图3是本发明实施例1中热轧卷尾部的边部和中部的组织图；
图4是本发明实施例1中镀锌卷头部的边部和中部的组织图；
图5是本发明实施例提供的一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法的流程图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明实施例，本发明实施例的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明实施例，而非限制本发明实施例。
在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明实施例所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。
除非另有特别说明，本发明实施例中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：
为实现上述目的，本实施例提供一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法，如图5所示，包括：
S1、将铁水冶炼，以获得冶炼钢液；所述冶炼中，控制所述铁水中各成分的波动范围，以质量分数计为：C：±0.01％，Mn：±0.1％，Cr：±0.1％，Al：±0.15％，Nb：±0.01％，Ti：±0.01％；
S2、将所述冶炼钢液进行连铸，以获得铸坯；所述连铸中，对所述冶炼钢液进行电磁搅拌；
S3、将所述铸坯进行轧前加热，后进行除鳞和粗轧，获得粗轧板；将所述粗轧板的边部采用边部加热器进行加热，以获得中间坯；
S4、将所述中间坯进行精轧，以获得精轧板；
S5、将所述精轧板进行轧后冷却，所述轧后冷却于层冷辊道上进行并开启边部遮挡装置，以获得轧后板；
S6、将所述轧后板进行卷取，后放入缓冷坑缓冷，获得热轧卷；
S7、将所述热轧卷进行罩式退火，获得退火板；所述罩式退火包括：以55～70℃/h的速率由常温升温至650～750℃保温5～8h，后控制冷却速度为30～90℃/h冷却至室温；
S8、将所述退火板进行冷轧，获得冷轧板；
S9、将所述冷轧板进行热镀锌，获得具有均匀组织的冷轧高强钢。
本发明实施例提供的一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法，本发明实施例通过控制所述铁水中各成分的波动范围为提高带钢的组织均匀性和性能稳定性打下良好基础；连铸中对所述冶炼钢液进行电磁搅拌有利于板坯化学成分的均匀；将所述粗轧板的边部采用边部加热器进行加热，边部加热器有利于提高热轧中间坯宽度方向上温度分布的均匀性；轧后冷却于层冷辊道上进行并开启边部遮挡装置，层冷的边部遮挡技术有利于提高带钢中部和边部冷却速率的一致性；卷取后放入缓冷坑缓冷利于整个钢卷冷却的均匀性；并控制罩式退火的条件：以55～70℃/h的速率由常温升温至650～750℃保温5～8h，后控制冷却速度为30～90℃/h冷却至室温；从而进行均匀化退火，以上步骤共同提高了带钢沿板宽和长度方向上的组织均匀性，从而达到提高冷轧高强钢沿宽度方向和长度方向上力学性能的稳定性。
所述罩式退火包括：以55～70℃/h的速率由常温升温至650～750℃保温5～8h，后控制冷却速度为30～90℃/h冷却至室温；本发明实施例之所以采用罩式退火，是因为在层冷过程中，热轧卷边部的冷速总是快于中部，这样边部的强度会偏高，因此有必要利用罩式炉来均匀边部和中部的性能差异。罩式炉常见的升温速率为55～70℃/h。难以更快，这样对钢卷整体温度均匀性不利；也不能太慢，否则所需时间太长。退火温度以650～750℃为宜，过低则均匀效果欠佳，过高则能耗太大。保温时间为5～8h，过短则影响均匀化效果，过长会消耗过多能源。
下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法进行详细说明。
S1、将铁水冶炼，以获得冶炼钢液；所述冶炼中，控制所述铁水中各成分的波动范围，以质量分数计为：C：±0.01％，Mn：±0.1％，Cr：±0.1％，Al：±0.15％，Nb：±0.01％，Ti：±0.01％；
S2、将所述冶炼钢液进行连铸，以获得铸坯；所述连铸中，对所述冶炼钢液进行电磁搅拌；本发明实施例中钢的组分为：C：0.17～0.19％；Si：0.5～0.6％；Mn：2.2～2.4％；P：<0.016％；S：<0.008％；Alt：0.75～1.05％；Cr：0.35～0.55％；Nb：0.015～0.035％；不同组别的连铸坯的化学成分见表1所示。
表1连铸坯化学成分(质量百分数)
组别 C％ Si％ Mn％ P％ S％ Alt％ Cr％ Nb％
实施例1 0.18 0.55 2.30 0.009 0.001 0.90 0.40 0.025
实施例2 0.17 0.58 2.27 0.009 0.001 0.93 0.45 0.027
实施例3 0.18 0.53 2.32 0.009 0.002 0.89 0.38 0.024
对比例1 0.20 0.57 2.5 0.011 0.002 1.1 0.5 0.04
对比例2 0.17 0.55 2.32 0.009 0.001 0.93 0.40 0.028
对比例3 0.18 0.52 2.33 0.009 0.001 0.88 0.43 0.024
S3、将所述铸坯进行轧前加热，后进行除鳞和粗轧，获得粗轧板；将所述粗轧板的边部采用边部加热器进行加热，以获得中间坯；
S4、将所述中间坯进行精轧，以获得精轧板；
S5、将所述精轧板进行轧后冷却，所述轧后冷却于层冷辊道上进行并开启边部遮挡装置，以获得轧后板；
S6、将所述轧后板进行卷取，后放入缓冷坑缓冷，获得热轧卷；
S7、将所述热轧卷进行罩式退火，获得退火板；各组别的退火工艺如表2所示；
S8、将所述退火板进行冷轧，获得冷轧板；
S9、将所述冷轧板进行热镀锌，获得具有均匀组织的冷轧高强钢。
表2-各组别的工艺参数
Figure BDA0002933328730000051
Figure BDA0002933328730000061
将各组别得到的钢的镀锌卷头、尾的边部、中部、边部的力学性能统计如表3所示。
表3
Figure BDA0002933328730000062
Figure BDA0002933328730000071
由表1的数据可知：
对比例1中，炼钢时没有严格控制合金元素的波动范围，且浇铸过程中没有采用电磁搅拌；出加热炉后进行除鳞、粗轧，中间坯没有采用边部加热器补偿边部的温降；出精轧后在层冷辊道上冷却，没有开启边部遮挡装置；带钢卷取后入置于钢卷库内自然冷却；没有经过罩式炉退火；其他条件均同实施例1，边部和中部的组织差异明显；
对比例2中，罩式退火温度为500℃，小于本发明实施例650～750℃的范围，其余步骤均同实施例1；边部和中部的性能差异虽然比对比例1有所改善，但仍然较大，表明罩式退火温度不足以消除边中性能差异。
对比例3中，罩式退火速率为80℃/h，大于本发明实施例55～70℃/h的范围；罩式退火时间为4h，其余步骤均同实施例1；带钢边部和中部性能偏差仍然较大，这表明罩式退火时间同样也是重要参数。
与对比例1-3相比，本发明实施例1-实施例3的钢卷力学性能的稳定性得到明显提升。
附图1-附图4的说明：
对比例1中热轧卷尾部的边部和中部组织如图1所示，可以看到由于没有采取任何措施，热轧带钢的边部和中部组织差异明显，边部组织主要为铁素体+马氏体，且铁素体晶粒相当细小；而中部组织主要为铁素体+珠光体，铁素体晶粒粗大。
对比例1中镀锌卷头部的边部和中部组织如图2所示，可以看到边部和中部的组织同样差异明显。
本发明实施例1中热轧卷尾部的边部和中部的组织如图3所示，可以看到采取提高组织均匀性的措施后，热轧板边部和中部的组织差异性明显减轻，但并没有完全消除。
本发明实施例1中镀锌卷头部的边部和中部的组织如图4所示，可见镀锌成品组织均匀性已有显著提升。
最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明实施例权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明实施例也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法，其特征在于，所述方法包括：
将铁水冶炼，以获得冶炼钢液；所述冶炼中，控制所述钢液中各成分的波动范围，以质量分数计为：C：±0.01％，Mn：±0.1％，Cr：±0.1％，Al：±0.15％，Nb：±0.01％，Ti：±0.01％；
将所述冶炼钢液进行连铸，以获得铸坯；所述连铸中，对所述冶炼钢液进行电磁搅拌；将所述铸坯进行轧前加热，后进行除鳞和粗轧，获得粗轧板；将所述粗轧板的边部采用边部加热器进行加热，以获得中间坯；
将所述中间坯进行精轧，以获得精轧板；
将所述精轧板进行轧后冷却，所述轧后冷却于层冷辊道上进行并开启边部遮挡装置，以获得轧后板；
将所述轧后板进行卷取，后缓冷，获得热轧卷；
将所述热轧卷进行罩式退火，获得退火板；所述罩式退火包括：以55～70℃/h的速率由常温升温至650～750℃保温5～8h，后冷却至室温；
将所述退火板进行冷轧，获得冷轧板；
将所述冷轧板进行连续退火或热镀锌，获得具有均匀组织的冷轧高强钢；
所述轧前加热中，控制加热的温度为1200℃～1300℃，控制加热时间为3.5～5h；
所述粗轧的开轧温度为1150℃～1200℃，所述粗轧的结束温度为1020℃～1100℃；
所述精轧的开轧温度为1000℃～1080℃，终轧的温度为900℃～940℃；
所述轧后冷却中，以5～50℃/s的速度冷却至400～700℃；
所述卷取的温度为400℃～700℃。
2.如权利要求1所述的一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法，其特征在于，所述缓冷的速率为0.004℃/s～0.01℃/s。
3.如权利要求1所述的一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法，其特征在于，所述边部加热器的温度补偿为50～150℃。
4.如权利要求1所述的一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法，其特征在于，所述冷轧压下率为50％～60％。
5.如权利要求1所述的一种提高冷轧高强钢组织均匀性的方法，其特征在于，所述将所述冷轧板进行连续退火或热镀锌，获得具有均匀组织的冷轧高强钢，具体包括：
将所述冷轧板预热至210℃～230℃，然后以2℃/s～3℃/s的速率加热至640℃～660℃，保温15s～20s以进行预氧化；后以0～1℃/s的速率继续加热至720℃～850℃并均热100s～140s，随后以1℃/s～3℃/s的速率缓慢冷却至600℃～740℃，再以20℃/s～50℃/s的速率快速冷却至200～400℃，时效1～10min后出连退炉；对于镀锌卷，加热工艺与连退卷基本一致，缓冷后以20～50℃/s的速率快速冷却至450℃～470℃，入锌锅镀锌之后冷却至室温，获得具有均匀组织的冷轧高强钢。
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