CN113584406A - 一种csp工艺生产的防火门板用钢及其制造方法 - Google Patents

一种csp工艺生产的防火门板用钢及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种CSP工艺生产的防火门板用钢及其制造方法，所述防火门板用钢的化学成份重量百分比为：0.03％≤C≤0.06％、Si≤0.030％、0.20％≤Mn≤0.30％、P≤0.020％、S≤0.020％、0.020％≤AlS≤0.055％、0.0010％≤N≤0.0050％、0.015％≤Cr≤0.080％、0.010％≤Ni≤0.080％、0.020％≤Cu≤0.100％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。所述防火门板用钢生产采用CSP短流程为：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→精整→检查→包装。本发明制备的钢板的屈服强度值大于235MPa，抗拉强度值大于290MPa，断后伸长率大于26％，开始软化温度≥400℃。

Description

一种CSP工艺生产的防火门板用钢及其制造方法
技术领域
本发明涉及防火门板用钢的技术领域，尤其涉及一种CSP工艺生产的防火门板用钢及其制造方法。
背景技术
随着国民经济的飞速发展和人民生活水平的提高，大部分居民楼、工厂、宾馆、酒楼等都设置有防火门，高耐火防火门得到日益广泛的应用。防火门是指能在一定时间内满足耐火稳定性、完整性和隔热性要求的门。它是设在防火分区间、疏散楼梯间、垂直竖井等具有一定耐火性的防火分隔物。防火门除具有普通门的作用外，更具有阻止火势蔓延和烟气扩散的作用，可在一定时间内阻止火势的蔓延，确保人员疏散。
防火门需要通过抗火烧测试，防火门一般由钢板和门芯材料共同组成，通过抗火烧测试需要钢板和门芯材料同时发挥作用，门板受热时基本不变形，同时门芯材料需要熔点较高的材料，门芯材料密度要求不高于150kg/m3。因此对钢板提出了更高的要求，要求其在高温下具有较高的抗变形能力。
现有防火门板用钢中，较多的采用国外进口钢板，这种防火钢钢对高温抗变形能力有着较高要求，目前国内尚无类似钢板。
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提供一种处理效果好的CSP工艺生产的防火门板用钢及其制造方法，该CSP工艺生产的防火门板用钢及其制造方法能有效的对含有化学成分的废气进行合理利用，并达到安全排放的标准。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种CSP工艺生产的防火门板用钢，所述防火门板用钢的化学成份重量百分比为：0.03％≤C≤0.06％、Si≤0.030％、0.20％≤Mn≤0.30％、P≤0.020％、S≤0.020％、0.020％≤AlS≤0.055％、0.0010％≤N≤0.0050％、0.015％≤Cr≤0.080％、0.010％≤Ni≤0.080％、0.020％≤Cu≤0.100％，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0.03％≤C≤0.06％，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0.03％≤C≤0.06％。
本发明的Mn含量选择在0.20％≤Mn≤0.30％，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≤0.30％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0.020％≤AlS≤0.055％，Al是强脱氧剂，主要作用是脱去钢水中的氧(O)。
本发明的0.015％≤Cr≤0.080％，Cr元素能有效提高钢的耐磨性、硬度和红硬性，从而有效提高钢板高温抗变形能力。
本发明的0.010％≤Ni≤0.080％，Ni元素能强化铁素体，总的效果是提高钢的高温刚度，对钢的导热性能也有强烈的影响。
本发明的0.020％≤Cu≤0.100％，含量较低时，与Ni的性能相似，总的效果是提高钢的高温刚度，对钢的导热性能也有强烈的影响。
本发明的0.0010％≤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。
作为上述技术方案的优选，本发明提供的CSP工艺生产的防火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，所述防火门板用钢金相组织为：铁素体+少量渗碳体，晶粒度10级，钢板的屈服强度值大于235MPa，抗拉强度值大于290MPa，断后伸长率大于26％，开始软化温度≥400℃。
一种如上任一所述的CSP工艺生产的防火门板用钢的制造方法，所述防火门板用钢生产采用CSP短流程为：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→精整→检查→包装。
作为上述技术方案的优选，本发明提供的CSP工艺生产的防火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，所述薄板坯连铸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。
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。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。
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850±20℃，卷取温度CT控制在660±20℃，可保证析出相充分析出，有利于细化晶粒。
与现有技术相比，本发明的技术方案具有如下有益效果：该防火钢的屈服强度≥235MPa，抗拉强度≥290MPa，断后伸长率≥26％；临界软化温度≥400℃。(临界软化温度由高温拉伸试验获得，测量不同温度拉伸试验，拉伸性能开始急剧下降时的温度就是临界软化温度)。
(1)本发明防火门板用钢成分设计采用Cr-Ni-Cu复合微合金钢，便于冶炼控制，生产稳定。
(2)本发明采用CSP薄板坯连铸连轧工艺，该方法生产工序短、机组运行速度快、生产效率高。
(3)本发明生产的防火门板用钢金相组织为：铁素体+少量渗碳体，晶粒度10级，钢板的屈服强度值大于235MPa，抗拉强度值大于290MPa，断后伸长率大于26％，开始软化温度≥400℃。
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是本发明实施例的CSP工艺生产的防火门板用钢制备的防火门测试现场图。
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。
本发明防火门板用钢生产采用CSP短流程为：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→精整→检查→包装。
本发明防火门板用钢为薄板坯连铸连轧工艺：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。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：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，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，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850±20℃，卷取温度CT控制在660±20℃，可保证析出相充分析出，有利于细化晶粒。
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850℃，卷取温度660℃。制成实施例1的防火门板用钢。
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70mm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℃。制成实施例2的防火门板用钢。
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835℃，卷取温度652℃。制成实施例3的防火门板用钢。
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675℃。制成实施例4的防火门板用钢。
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667℃。制成实施例5的防火门板用钢。
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670℃。制成实施例6的防火门板用钢。
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；将厚度为64mm的铸坯送入辊底式均热炉，出炉温度1235℃，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825℃，卷取温度625℃。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；将厚度为70mm的铸坯送入辊底式均热炉，出炉温度1230℃，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825℃，卷取温度630℃。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；将厚度为75mm的铸坯送入辊底式均热炉，出炉温度1235℃，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825℃，卷取温度625℃。制成对比例3的门板用钢。
表2 实施例化学成分(w％)
Figure BDA0003162242940000061
Figure BDA0003162242940000071
将实施例1～6和对比例1～3制成的防火门板用钢经行检测，得到防火门板用钢产品性能数据，见表3。
表3 成品性能检测结果
Figure BDA0003162242940000072
Figure BDA0003162242940000081
由表3可知，通过本发明生产的防火门板用钢具有很好的机械性能和高温抗变形能力，符合目前防火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 (9)

1.一种CSP工艺生产的防火门板用钢，其特征在于，所述防火门板用钢的化学成份重量百分比为：0.03％≤C≤0.06％、Si≤0.030％、0.20％≤Mn≤0.30％、P≤0.020％、S≤0.020％、0.020％≤AlS≤0.055％、0.0010％≤N≤0.0050％、0.015％≤Cr≤0.080％、0.010％≤Ni≤0.080％、0.020％≤Cu≤0.100％，余量为Fe和其他不可避免的杂质。
2.一种如权利要求1所述的CSP工艺生产的防火门板用钢，其特征在于：所述防火门板用钢金相组织为：铁素体+少量渗碳体，晶粒度10级，钢板的屈服强度值大于235MPa，抗拉强度值大于290MPa，断后伸长率大于26％，开始软化温度≥400℃。
3.一种如权利要求1或2所述的CSP工艺生产的防火门板用钢的制造方法，其特征在于，所述防火门板用钢生产采用CSP短流程为：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→精整→检查→包装。
4.如权利要求3所述的CSP工艺生产的防火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CSP工艺生产的防火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CSP工艺生产的防火门板用钢的制造方法，其特征在于：所述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CSP工艺生产的防火门板用钢的制造方法，其特征在于：所述薄板坯连铸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CSP工艺生产的防火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CSP工艺生产的防火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850±20℃，卷取温度CT控制在660±20℃。
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