CN113584383A - 一种短流程低成本门板用钢及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种短流程低成本门板用钢及其制造方法，所述门板用钢化学成份重量百分比为：C≤0.08％、Si≤0.030％、0.20％≤Mn≤0.40％、P≤0.020％、S≤0.020％、0.015％≤AlS≤0.070％、N≤0.0050％、0.04％≤Ti≤0.10％，余量为Fe和其他不可避免的杂质；所述短流程门板用钢生产流程为：高炉炼铁→铁水预处理→转炉冶炼→RH处理→薄板坯连铸→均热炉→除鳞→精轧→层流冷却→卷取→热轧平整→酸洗→镀锌→包装。本发明制备的门板钢采用短流程薄板坯连铸连轧和热轧直镀技术，该技术具有流程短，工序少，成材率高，合同交货率高等优点，大大降低镀锌门板钢成本，同时性能满足用户使用需求。

Description

一种短流程低成本门板用钢及其制造方法
技术领域
本发明涉及热镀锌门板用钢的技术领域，尤其涉及一种短流程低成本门板用钢及其制造方法。
背景技术
近年来，国内钢材市场总体疲软态势，价格低迷，但国内门业发展势头旺盛，对钢材的需求量日益增大。其中，镀锌板以其高耐蚀性和涂敷性能、焊接性能好受到门业市场的推崇，并有不断扩大的趋势。市场上对镀锌门板钢需求量大，同时市场竞争也逐渐白热化，对钢板价格格外敏感，可以说在质量能满足用户要求的条件下，谁的成本控制得好，谁就能赢得市场。
为了尽可能的降低镀锌板门板钢成本，本发明采用短流程薄板坯连铸连轧和热轧直镀技术，该技术具有流程短，工序少，成材率高，合同交货率高等优点，大大降低镀锌门板钢成本，同时性能满足用户使用需求。
发明内容
基于以上现有技术的不足，本发明所解决的技术问题在于如何降低热镀锌门板钢的成本，同时保证门板钢合适的力学性能和表面性能。本发明提供一种该门板钢采用短流程薄板坯连铸连轧和热轧直镀技术，该技术具有流程短，工序少，成材率高，合同交货率高等优点，大大降低镀锌门板钢成本，同时性能满足用户使用需求。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种短流程低成本门板用钢，所述门板用钢化学成份重量百分比为：C≤0.08％、Si≤0.030％、0.20％≤Mn≤0.40％、P≤0.020％、S≤0.020％、0.015％≤AlS≤0.070％、N≤0.0050％、0.04％≤Ti≤0.10％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
本发明中各元素及主要工序的作用：
本发明的C≤0.08％，C是良好的固溶强化元素，提高钢板强度既简便又经济，但C元素含量过高会使钢的韧性明显下降，为了保障钢板机械性能将碳含量控制在C≤0.08％。
本发明的Mn含量选择在0.20％≤Mn≤0.40％，Mn作为置换型固溶元素能显著提高钢板屈服强度和抗拉强度，因此要控制Mn含量在0.20％≤Mn≤0.40％之间。
本发明的Si≤0.030％，Si会降低钢的塑性，使钢板变脆，影响钢板的加工性能和表面质量，因此Si含量不宜过高。
本发明的P≤0.020％，S≤0.020％，S和P在钢中属于有害元素，容易形成MnS等有害杂质，损害钢板的强度，因此实际生产中应降低S、P含量。
本发明的0.015％≤AlS≤0.070％，Al是强脱氧剂，主要作用是脱去钢水中的氧(O)。
本发明的0.04％≤Ti≤0.1％，Ti是一种强烈的碳化物和氮化物形成元素，形成的碳、氮化物可在钢重新加热及高温奥氏体区粗轧过程中阻止奥氏体晶粒长大，起到细化晶粒的作用，提高钢的韧性。在卷取阶段析出细小弥散TiC可以起到显著的析出强化效果，从而有效提高钢板强度。
本发明的N≤0.0050％，N属于转炉中正常残余，可以与钢中铝等元素结合形成氮化物夹杂，恶化钢的性能，因此实际生产中应降低N含量。
作为上述技术方案的优选，本发明提供的短流程低成本门板用钢进一步包括下列技术特征的部分或全部：
作为上述技术方案的改进，所述门板用钢金相组织为：铁素体+少量渗碳体，晶粒度9级，钢板的屈服强度值120-190MPa，抗拉强度值260-380MPa，断后伸长率大于32％，锌层180°冷弯试验满足:当弯曲直径＝0时，距试样边部弯曲5mm以外不允许有锌层脱落，允许有不漏钢基的锌层裂纹，但没有脱落痕迹。
一种如上所述的短流程低成本门板用钢的制造方法，所述短流程门板用钢生产流程为：高炉炼铁→铁水预处理→转炉冶炼→RH处理→薄板坯连铸→均热炉→除鳞→精轧→层流冷却→卷取→热轧平整→酸洗→镀锌→包装。
作为上述技术方案的优选，本发明提供的短流程低成本门板用钢的制造方法进一步包括下列技术特征的部分或全部：
作为上述技术方案的改进，所述连铸浇铸过程中，采用全流程保护浇铸，大包更换时长水口采用石棉碗保护浇铸，中间包水口通入氩气保护浇铸。
作为上述技术方案的改进，所述中间包采用干式料中包，碱性中包覆盖剂。
作为上述技术方案的改进，所述连铸机拉速控制在4-5.5m/min，二冷水温度控制在28-30℃。均热炉入炉温度控制在820-1020℃，在炉时间大于15min，出炉后同板温差小于20℃，出炉温度控制在1170±20℃。
作为上述技术方案的改进，所述开轧前投用在线炉辊清理程序，根据氧化铁皮情况调整炉内气氛：除鳞前遇水应爆裂，若无此现象，适当加大空气过剩系数0.02-0.05，优先调整摆车和公共段。若有此现象，还有铁皮压入，则优先降温，然后再减少空气过剩系数0.02-0.05，优先调整2-7区。若除鳞后板坯表面有点状缺陷或黑斑，则增大空气过剩系数0.02-0.05优先调整摆车和公共段。各区空气过剩系数：1-7区1.25-1.4，摆车和公共段1.3-1.45。
作为上述技术方案的改进，所述高压水除鳞机除鳞，入口除鳞压力为150MPa，出口除鳞压力为200MPa，表面氧化铁皮比较严重可以加大除鳞压力，入口除鳞压力为200MPa，出口除鳞压力为240MPa。
作为上述技术方案的改进，所述精轧终轧温度FT7温度控制在860±20℃，卷取温度CT控制在620±20℃。
作为上述技术方案的改进，所述镀锌过程中均热炉板温控制在600±10℃，带钢入锌锅温度控制在470±10℃，锌锅温度控制在460±5℃，光整、拉矫机总延伸率控制在0.6-1.0。
工艺上采用薄板坯连铸连轧和热轧直镀工艺：连铸浇铸过程中，采用全流程保护浇铸，大包更换时长水口采用石棉碗保护浇铸，中间包水口通入氩气保护浇铸。中间包采用干式料中包，碱性中包覆盖剂。连铸机拉速控制在4-5.5m/min，二冷水温度控制在28-30℃。均热炉入炉温度控制在820-1020℃，在炉时间大于15min，出炉后同板温差小于20℃，出炉温度控制在1170±20℃。开轧前投用在线炉辊清理程序，具体根据氧化铁皮情况调整炉内气氛。高压水除鳞机除鳞，根据表面氧化铁皮情况实时调整除鳞压力，采用高加热温度可以保证钢坯充分奥氏体化，达到组织均匀的目的，同时钢中化合物能充分溶解，冷却过程中析出，能起到细化晶粒的作用。精轧终轧温度FT7温度控制在860±20℃，卷取温度CT控制在620±20℃，可保证析出相充分析出，有利于细化晶粒。精整工序调整好板型，控制好浪形和平直度，避免后期板面出现擦划伤。采用推拉式酸洗，酸洗注意酸的浓度、带钢温度和速度的匹配，防止欠酸洗或过酸洗，并检查表面质量，确保带钢表面清洁度，热轧来料在酸洗机组剪边，确保剪边精度。进行热镀，在生产之前，必须锌渣清理干净。保证带钢表面没有明显的沉没辊辊痕和锌波纹，锌粒和锌灰，气刀运行正常，无堵塞，无气刀条痕和锌厚边现象。镀锌过程中均热炉板温控制在600±10℃，带钢入锌锅温度控制在470±10℃，锌锅温度控制在460±5℃，光整、拉矫机总延伸率控制在0.6-1.0。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：
(1)本发明门板用钢流程短，便于冶炼、轧制控制，生产稳定。
(2)本发明采用CSP薄板坯连铸连轧和热轧直镀工艺，该方法生产工序短、机组运行速度快、生产效率高，生产成本大大降低。
(3)本发明生产的门板用钢金相组织为：铁素体+少量渗碳体，晶粒度9级，钢板的屈服强度值120-190MPa，抗拉强度值260-380MPa，断后伸长率大于32％，锌层180°冷弯试验满足:当弯曲直径＝0时，距试样边部弯曲5mm以外不允许有锌层脱落，允许有不漏钢基的锌层裂纹，但没有脱落痕迹。性能满足用户需求。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。
图1是本发明实施例1的短流程低成本门板用钢的金相组织图。
具体实施方式
下面详细说明本发明的具体实施方式，其作为本说明书的一部分，通过实施例来说明本发明的原理，本发明的其他方面、特征及其优点通过该详细说明将会变得一目了然。
本发明实施例所述门板用钢化学成份重量百分比为：C≤0.08％、Si≤0.030％、0.20％≤Mn≤0.40％、P≤0.020％、S≤0.020％、0.015％≤AlS≤0.070％、N≤0.0050％、0.04％≤Ti≤0.10％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。生产流程为：高炉炼铁→铁水预处理→转炉冶炼→RH处理→薄板坯连铸→均热炉→除鳞→精轧→层流冷却→卷取→热轧平整→酸洗→镀锌→包装。
工艺上采用薄板坯连铸连轧和热轧直镀工艺：连铸浇铸过程中，采用全流程保护浇铸，大包更换时长水口采用石棉碗保护浇铸，中间包水口通入氩气保护浇铸。中间包采用干式料中包，碱性中包覆盖剂。连铸机拉速控制在4-5.5m/min，二冷水温度控制在28-30℃。均热炉入炉温度控制在820-1020℃，在炉时间大于15min，出炉后同板温差小于20℃，出炉温度控制在1170±20℃。开轧前投用在线炉辊清理程序，根据氧化铁皮情况调整炉内气氛：除鳞前遇水应爆裂，若无此现象，适当加大空气过剩系数0.02-0.05，优先调整摆车和公共段。若有此现象，还有铁皮压入，则优先降温，然后再减少空气过剩系数0.02-0.05，优先调整2-7区。若除鳞后板坯表面有点状缺陷或黑斑，则增大空气过剩系数0.02-0.05优先调整摆车和公共段。各区空气过剩系数：1-7区1.25-1.4，摆车和公共段1.3-1.45。
高压水除鳞机除鳞，根据表面氧化铁皮情况实时调整除鳞压力，采用高加热温度1170±20℃可以保证钢坯充分奥氏体化，达到组织均匀的目的，同时钢中化合物能充分溶解，冷却过程中析出，能起到细化晶粒的作用。精轧终轧温度FT7温度控制在860±20℃，卷取温度CT控制在620±20℃，可保证析出相充分析出，有利于细化晶粒。精整工序调整好板型，控制好浪形和平直度，宽度<1400mm，厚度≤3.0mm：边部局部高点≤15μ，中部局部高点≤5μ；宽度≥1400mm，厚度≤3.0mm：边部局部高点≤25μ，中部局部高点≤5μ。宽度<1400mm，厚度＞3.0mm：边部局部高点≤25μ，中部局部高点≤5μ；宽度≥1400mm，厚度＞3.0mm：边部局部高点≤35μ，中部局部高点≤5μ；避免后期板面出现擦划伤。采用推拉式酸洗，酸洗注意酸的浓度、带钢温度的控制见下表，防止欠酸洗或过酸洗，并检查表面质量，确保带钢表面清洁度，热轧来料在酸洗机组剪边，确保剪边精度。
表1 酸洗酸的浓度、带钢温度的控制
Figure BDA0003163069970000061
进行热镀，在生产之前，必须锌渣清理干净。保证带钢表面没有明显的沉没辊辊痕和锌波纹，锌粒和锌灰，气刀运行正常，无堵塞，无气刀条痕和锌厚边现象。镀锌过程中均热炉板温控制在600±10℃，带钢入锌锅温度控制在470±10℃，锌锅温度控制在460±5℃，光整、拉矫机总延伸率控制在0.6-1.0。
实施例1：对应实施例化学成分按重量百分比见表2，余量为Fe和其他不可避免的杂质；将厚度为64mm的铸坯送入辊底式均热炉，出炉温度1170℃，经过高压水除鳞机，立式轧机粗轧，采用7机架连轧机精整，轧至1.0mm薄板，终轧温度860℃，卷取温度620℃。经过精整和酸洗调整好带钢板形和表面，进行热镀，镀锌过程中均热炉板温控制在600℃，带钢入锌锅温度控制在470℃，锌锅温度控制在460℃，光整、拉矫机总延伸率控制在0.7％。制成实施例1的门板用钢。
实施例2：对应实施例化学成分按重量百分比见表2，余量为Fe和其他不可避免的杂质；将厚度为67mm的铸坯送入辊底式均热炉，出炉温度1183℃，经过高压水除鳞机，立式轧机粗轧，采用7机架连轧机精轧，轧至1.2mm薄板，终轧温度855℃，卷取温度664℃。经过精整和酸洗调整好带钢板形和表面，进行热镀，镀锌过程中均热炉板温控制在610℃，带钢入锌锅温度控制在480℃，锌锅温度控制在465℃，光整、拉矫机总延伸率控制在0.8％。制成实施例2的门板用钢。
实施例3：对应实施例化学成分按重量百分比见表2，余量为Fe和其他不可避免的杂质；将厚度为75mm的铸坯送入辊底式均热炉，出炉温度1155℃，经过高压水除鳞机，立式轧机粗轧，采用7机架连轧机精整，轧至1.5mm薄板，终轧温度840℃，卷取温度632℃。经过精整和酸洗调整好带钢板形和表面，进行热镀，镀锌过程中均热炉板温控制在590℃，带钢入锌锅温度控制在460℃，锌锅温度控制在455℃，光整、拉矫机总延伸率控制在0.6％。制成实施例3的门板用钢。
实施例4：对应实施例化学成分按重量百分比见表2，余量为Fe和其他不可避免的杂质；将厚度为77mm的铸坯送入辊底式均热炉，出炉温度1190℃，经过高压水除鳞机，立式轧机粗轧，采用7机架连轧机精整，轧至1.8mm薄板，终轧温度863℃，卷取温度625℃。经过精整和酸洗调整好带钢板形和表面，进行热镀，镀锌过程中均热炉板温控制在603℃，带钢入锌锅温度控制在471℃，锌锅温度控制在461℃，光整、拉矫机总延伸率控制在0.7。制成实施例4的门板用钢。
实施例5：对应实施例化学成分按重量百分比见表2，余量为Fe和其他不可避免的杂质；将厚度为70mm的铸坯送入辊底式均热炉，出炉温度1160℃，经过高压水除鳞机，立式轧机粗轧，采用7机架连轧机精整，轧至1.2mm薄板，终轧温度845℃，卷取温度637℃。经过精整和酸洗调整好带钢板形和表面，进行热镀，镀锌过程中均热炉板温控制在605℃，带钢入锌锅温度控制在466℃，锌锅温度控制在462℃，光整、拉矫机总延伸率控制在0.9。制成实施例5的门板用钢。
实施例6：对应实施例化学成分按重量百分比见表2，余量为Fe和其他不可避免的杂质；将厚度为70mm的铸坯送入辊底式均热炉，出炉温度1156℃，经过高压水除鳞机，立式轧机粗轧，采用7机架连轧机精整，轧至1.2mm薄板，终轧温度865℃，卷取温度620℃。经过精整和酸洗调整好带钢板形和表面，进行热镀，镀锌过程中均热炉板温控制在596℃，带钢入锌锅温度控制在472℃，锌锅温度控制在463℃，光整、拉矫机总延伸率控制在0.6。制成实施例6的门板用钢。
对比例1：对应实施例化学成分按重量百分比见表2，余量为Fe和其他不可避免的杂质；对比钢种采用常规工艺：炼钢→连铸→热轧→酸洗→冷轧→镀锌→包装，制成对比例1的门板用钢。
对比例2：对应实施例化学成分按重量百分比见表2，余量为Fe和其他不可避免的杂质；对比钢种采用常规工艺：炼钢→连铸→热轧→酸洗→冷轧→镀锌→包装，制成对比例2的门板用钢。
对比例3：对应实施例化学成分按重量百分比见表2，余量为Fe和其他不可避免的杂质；对比钢种采用常规工艺：炼钢→连铸→热轧→酸洗→冷轧→镀锌→包装，制成对比例3的门板用钢。
表2 实施例化学成分(w％)
C Si Mn P S Als N Ti
实施例1 0.039 0.029 0.20 0.015 0.018 0.043 0.003 0.074
实施例2 0.037 0.026 0.29 0.011 0.014 0.042 0.004 0.043
实施例3 0.045 0.025 0.21 0.015 0.014 0.041 0.005 0.054
实施例4 0.045 0.027 0.28 0.014 0.016 0.039 0.004 0.042
实施例5 0.046 0.029 0.28 0.012 0.014 0.047 0.003 0.073
实施例6 0.051 0.028 0.20 0.015 0.015 0.044 0.004 0.054
对比例1 0.06 0.026 0.28 0.015 0.018 0.070 0.002 0.055
对比例2 0.07 0.25 0.27 0.011 0.024 0.064 0.003 0.063
对比例3 0.05 0.15 0.23 0.015 0.014 0.043 0.004 0.046
将实施例1～6和对比例1～3制成的门板用钢经行检测，得到门板用钢产品性能数据，见表3。
表3 成品性能检测结果
Figure BDA0003163069970000081
Figure BDA0003163069970000091
实施例和对比例均通过锌层180°冷弯试验，锌层表面质量良好，满足用户要求。通过本发明生产的门板用钢具有很好的机械性能和表面性能，符合目前门板用钢的性能要求。
本发明所列举的各原料，以及本发明各原料的上下限、区间取值，以及工艺参数(如温度、时间等)的上下限、区间取值都能实现本发明，在此不一一列举实施例。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变动，这些改进和变动也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种短流程低成本门板用钢，其特征在于，所述门板用钢化学成份重量百分比为：C≤0.08％、Si≤0.030％、0.20％≤Mn≤0.40％、P≤0.020％、S≤0.020％、0.015％≤AlS≤0.070％、N≤0.0050％、0.04％≤Ti≤0.10％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
2.如权利要求1所述的短流程低成本门板用钢，其特征在于：所述门板用钢金相组织为：铁素体+少量渗碳体，晶粒度9级，钢板的屈服强度值120-190MPa，抗拉强度值260-380MPa，断后伸长率大于32％，锌层180°冷弯试验满足:当弯曲直径＝0时，距试样边部弯曲5mm以外不允许有锌层脱落，允许有不漏钢基的锌层裂纹，但没有脱落痕迹。
3.一种如权利要求1或2所述的短流程低成本门板用钢的制造方法，其特征在于：所述短流程门板用钢生产流程为：高炉炼铁→铁水预处理→转炉冶炼→RH处理→薄板坯连铸→均热炉→除鳞→精轧→层流冷却→卷取→热轧平整→酸洗→镀锌→包装。
4.如权利要求3所述的短流程低成本门板用钢的制造方法，其特征在于：所述连铸浇铸过程中，采用全流程保护浇铸，大包更换时长水口采用石棉碗保护浇铸，中间包水口通入氩气保护浇铸。
5.如权利要求4所述的短流程低成本门板用钢的制造方法，其特征在于：所述中间包采用干式料中包，碱性中包覆盖剂。
6.如权利要求3所述的短流程低成本门板用钢的制造方法，其特征在于：所述连铸机拉速控制在4-5.5m/min，二冷水温度控制在28-30℃。均热炉入炉温度控制在820-1020℃，在炉时间大于15min，出炉后同板温差小于20℃，出炉温度控制在1170±20℃。
7.如权利要求3所述的短流程低成本门板用钢的制造方法，其特征在于：所述开轧前投用在线炉辊清理程序，具体根据氧化铁皮情况调整炉内气氛：除鳞前遇水应爆裂，若无此现象，适当加大空气过剩系数0.02-0.05，优先调整摆车和公共段；若有此现象，还有铁皮压入，则优先降温，然后再减少空气过剩系数0.02-0.05，优先调整2-7区；若除鳞后板坯表面有点状缺陷或黑斑，则增大空气过剩系数0.02-0.05优先调整摆车和公共段；各区空气过剩系数：1-7区1.25-1.4，摆车和公共段1.3-1.45。
8.如权利要求3所述的短流程低成本门板用钢的制造方法，其特征在于：所述高压水除鳞机除鳞，入口除鳞压力为150MPa，出口除鳞压力为200MPa，表面氧化铁皮比较严重可以加大除鳞压力，入口除鳞压力为200MPa，出口除鳞压力为240MPa。
9.如权利要求3所述的短流程低成本门板用钢的制造方法，其特征在于：所述精轧终轧温度FT7温度控制在860±20℃，卷取温度CT控制在620±20℃。
10.如权利要求3所述的短流程低成本门板用钢的制造方法，其特征在于：所述镀锌过程中均热炉板温控制在600±10℃，带钢入锌锅温度控制在470±10℃，锌锅温度控制在460±5℃，光整、拉矫机总延伸率控制在0.6-1.0。
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