CN113699442A - 一种加硼结构用冷轧钢带及其生产方法 - Google Patents

一种加硼结构用冷轧钢带及其生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种加硼结构用冷轧钢带及其生产方法，钢带化学成分组成及质量百分含量为：C：0.020～0.050％，Si≤0.020％，Mn：0.20～0.35％，P：0.018～0.025％，S≤0.020％，Als：0.020～0.055％，B：0.0010～0.0025％，其余为Fe和不可避免的杂质，生产工序包括：炼钢→连铸→热连轧→酸连轧→连续退火工序；本发明采用低Mn+P+B不添加贵合金元素的成分设计体系，通过较高的热轧卷取温度、较低的冷轧总压下率、较高的退火均热温度等关键工艺参数控制，满足冲压成型等加工要求，成分设计简单、生产成本低，质量控制稳定，适用于大工业稳定生产。

Description

一种加硼结构用冷轧钢带及其生产方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种加硼结构用冷轧钢带及其生产方法。
背景技术
冲压用钢一般采用低碳冷轧钢板，屈强比是衡量金属材料成形性的关键指标，屈强比越低，材料从开始塑性变形到断裂所需要的形变能就越大，从而其协调变形的能力越强。目前，冲压较好的主要是IF钢，采用超低碳加Nb、Ti等合金，但其合金成本高，且对冶炼控制要求较高，在如今钢铁行业激烈竞争的形势，如何对冶炼成分控制与生产工艺的研究已经成为国内钢铁企业获取竞争优势的关键。
CN106987775B公开了一种提高低碳加硼钢盘条表面质量的生产方法，要其生产工艺包括炼钢-精炼-连铸-热轧，主要是通过对连铸结晶器工艺参数与二冷工艺参数的优化调整，防止连铸坯表面裂纹缺陷的形成，以及对热轧加热和开轧温度控制，减少对盘条成品表面质量的影响。与本发明相比，CN106987775B主要通过连铸与热轧工艺实现对加硼钢盘条表面质量的控制，最终产品为热轧态，控制侧重点不同。
CN109852891B涉及一种低碳含硼钢连铸板坯角部裂纹控制方法，主要是通过冶炼与连铸控制，实现了低碳含硼钢稳定控制铸坯角部裂纹发生率＜0.1％。与本发明相比，虽然都是低碳含硼钢，但控制工艺点不相同。
CN111304515A涉及一种加硼钢及其生产方法。钢水成分按质量分数包括C≤0.10wt％，Mn≤2.50wt％，Si≤1.50wt％，B≤0.01wt％，重点是解决了加硼钢在双辊连铸过程中铸带断面轮廓差、铸带稳定性差、铸带边部质量差、连铸断带、热轧轧制困难等技术问题，最终产品为热轧态。与本发明相比，工艺流程与控制点不相同。
CN102367543A公开了一种加硼钢ASTMA36-B中厚板，包含如下质量百分比的化学成分(单位，wt％)：C：≤0.20、Si：0.15～0.35、Mn：0.80～1.10、P：≤0.023、S：≤0.015、B:0.0008～0.0020、Ti：0.010～0.040、Als：≤0.050，其它为Fe和残留元素。与本发明相比，合金成本较高，且为中厚板产品，工艺控制点不同。
因此，需要设计一种加硼结构用冷轧钢带及其生产方法，以解决现有的冷轧钢带冶炼过程中合金成本高、冶炼控制要求较高的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种加硼结构用冷轧钢带及其生产方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种加硼结构用冷轧钢带，所述钢带化学成分组成及质量百分含量为：C：0.020～0.050％，Si≤0.020％，Mn：0.20～0.35％，P：0.018～0.025％，S≤0.020％，Als：0.020～0.055％，B：0.0010～0.0025％，其余为Fe和不可避免的杂质。
具体的是，所述钢带厚度规格为0.5～2.5mm，宽度规格为1000～1850mm。
具体的是，所述钢带力学性能：屈服强度为180～210MPa，抗拉强度310～350MPa，延伸率A50≥40％，屈强比≤0.65，n值≥0.20，r值≥1.6。
一种加硼结构用冷轧钢带的生产方法，包括以下步骤：
1)对钢水冶炼并连铸成连铸板坯；
2)对连铸板坯进行热连轧，获得热轧钢带；
3)对热轧钢带进行连续酸冼与冷连轧，获得冷硬钢带；
4)对冷硬钢带进行连续退火，获得冷轧钢带；
5)对冷轧钢带，进行精整、成品检验、包装、出厂。
具体的是，所述步骤1)中的连铸工序的连铸板坯厚度为230mm。
具体的是，所述步骤2)中的热连轧工序，板坯加热时间按装炉方式进行划分，热料为140～260min，凉料为170～280min；板坯加热温度为1200～1250℃；粗轧出口温度为1050～1090℃；终轧温度为875～905℃；卷取温度为670～700℃；采用前段层流冷却与U型卷取模式。
具体的是，所述步骤3)中的连续酸冼与冷连轧工序，采用五机架六辊CVC+连续冷轧机，冷轧总压下率为50～75％。
具体的是，所述步骤4)中的连续退火工序，采用立式连续退火炉，均热温度为780～800℃，缓冷温度为660～680℃，快冷温度为430～450℃，过时效1段温度为370～380℃，过时效2段温度为360～370℃，过时效3段温度为355～365℃，平整机延伸率为0.8～1.5％。
本发明具有以下有益效果：
本发明设计的加硼结构用冷轧钢带及其生产方法
1)通过采用低C低Mn+P+B的成分设计体系，低C低Mn可确保较好的强韧性及焊接性能，P元素具有较好的固溶强化效果，可提高钢基强度，B元素能提高钢的淬透性，可以延缓铁素体晶粒的形核，使相变的晶粒减少，也就是使带钢的晶粒增大，达到降低其屈服强度、提高塑性的目的，并且较其他合金元素价格相对低廉、相对原子质量较小、表面活性高及扩散速度较快，是改善钢材力学性能的重要合金元素；
2)热轧终轧温度、冷却模式及卷取温度对铁素体晶粒大小和碳化物析出有较大的影响，通过采用提高终轧温度或卷取温度，这会使铁素体晶粒尺寸增大，有利于降低屈服强度，提高塑性；
3)采用浅槽紊流盐酸洗以及五机架串列式CVC+六辊冷连轧机，轧机各机架均设计较高的轧制负荷能力，可实现冷轧大范围压下率及板形质量控制；
4)采用立式全辐射管加热连续退火炉，退火温度工艺曲线精度较高，可实现钢带微观组织及力学性能的精准控制；通过780～800℃的完全再结晶退火，有利于获得均匀等轴晶组织；通过合适的缓冷与快冷出口温度控制，可获得较理想冷却速度曲线，有利于组织与性能的控制；通过逐渐降低的过时效段温度控制，有利于钢中固溶C的析出，降低屈强比；
5)采用六辊CVC湿式平整机，采用较高的延伸率，对退火后的钢带进行屈服平台消除及板形质量改善，确保了最终质量；
6)在较低生产成本前提下，确保较好的冲压性能和表面质量，可满足交通、建筑及家电等结构件使用要求。
附图说明
图1是实施例1中提供的加硼结构用冷轧钢带的典型金相组织图。
具体实施方式
以下将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地进一步详细的说明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种加硼结构用冷轧钢带，钢带化学成分组成及质量百分含量为：C：0.020～0.050％，Si≤0.020％，Mn：0.20～0.35％，P：0.018～0.025％，S≤0.020％，Als：0.020～0.055％，B：0.0010～0.0025％，其余为Fe和不可避免的杂质。
C最有效的强化元素，是最经济且强化作用最强的元素。当含量较低时，其成形性与焊接性能较好，但是含量过低，很难获得所需的强度为了获得所需的强度，本发明中C含量控制在0.02～0.05％。
Si元素在钢中有较强的强化作用，但易形成氧化物，不利于酸洗以及退火后表面容易形成氧化色，本发明不添加Si元素，其含量控制在Si≤0.020％。
Mn元素在钢中起固溶强化作用，同时降低钢的屈强比，并与钢中的S作用，防止钢的热脆产生，但是含量过高，一方面增加成本，另一方面使钢的塑性与焊接性能受到较大影响，本发明中Mn含量控制在0.20～0.35％。
P元素具有仅次于C元素的强固溶强化效果，但含量过高会对钢的冷脆性、二次加工脆性等均有不良影响，因此本发明中P含量控制在0.018～0.025％。
S元素为钢中的有害元素，在钢中易形成MnS等夹杂物，热引起热脆，并对钢的焊接性、冲压性能、冷弯性、翻边成形性能等有不利影响，但严格控制钢中的S含量将增加钢的冶炼成本，因此本发明中S含量控制在≤0.020％。
Al元素是钢冶炼过程中常用的脱氧剂，同时起到细化晶粒、提高冲击韧性的作用，但是Al元素控制不当会引起连铸过程中水口堵塞、夹杂物过多等问题，本发明中Al含量控制在0.020～0.055％。
B元素可以延缓铁素体晶粒的形核，使相变的晶粒减少，使带钢的晶粒增大，达到降低其屈服强度、提高塑性的目的，并能提高钢的淬透性，是改善钢材力学性能的重要合金元素，其很少的量即能发挥较大的作用，本发明中B含量控制在0.0010～0.0025％。
钢带厚度规格为0.5～2.5mm，宽度规格为1000～1850mm。钢带力学性能：屈服强度为180～210MPa，抗拉强度310～350MPa，延伸率A50≥40％，屈强比≤0.65，n值≥0.20，r值≥1.6。
一种加硼结构用冷轧钢带的生产方法，包括以下步骤：
1)对钢水冶炼并连铸成连铸板坯，连铸板坯厚度为230mm；
2)对连铸板坯进行热连轧，板坯加热时间按装炉方式进行划分，热料为140～260min，凉料为170～280min；板坯加热温度为1200～1250℃；粗轧出口温度为1050～1090℃；终轧温度为875～905℃；卷取温度为670～700℃；采用前段层流冷却与U型卷取模式，获得热轧钢带；
3)对热轧钢带进行连续酸冼与冷连轧，采用五机架六辊CVC+连续冷轧机，冷轧总压下率为50～75％，获得冷硬钢带；
4)对冷硬钢带进行连续退火，采用立式连续退火炉，均热温度为780～800℃，缓冷温度为660～680℃，快冷温度为430～450℃，过时效1段温度为370～380℃，过时效2段温度为360～370℃，过时效3段温度为355～365℃，平整机延伸率为0.8～1.5％，获得冷轧钢带；
5)对冷轧钢带，进行精整、成品检验、包装、出厂。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述方案进行详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
表1为本发明实施例钢的化学成分(按重量百分比计)，余量为Fe及其他不可避免的杂质。
表1 本发明实施例钢的化学成分，单位：重量百分比(％)
化学元素 C Si Mn P S Als B
本发明 0.02～0.05 ≤0.020 0.20～0.35 0.018～0.025 ≤0.020 0.020～0.055 0.0010～0.0025
实施例1 0.04 0.018 0.21 0.024 0.015 0.035 0.0019
实施例2 0.02 0.008 0.35 0.025 0.018 0.055 0.0022
实施例3 0.03 0.004 0.26 0.019 0.011 0.043 0.0014
实施例4 0.05 0.011 0.30 0.018 0.012 0.021 0.0010
实施例5 0.03 0.005 0.29 0.019 0.019 0.025 0.0025
通过铁水KR脱硫与转炉冶炼，得到符合化学成分要求的钢水，钢水经LF精炼后进行板坯连铸得到合格的连铸坯，送至热轧加热炉再加热，出炉后除磷再送至热连轧机组进行轧制；通过粗轧和精连轧机组的轧制后卷取，采用前段层流冷却与U型卷取模式，热轧工艺控制参数见表2。
表2 本发明实施例钢的热轧工艺参数
热轧参数 加热温度/℃ 加热时间/min 粗轧出口温度/℃ 终轧温度/℃ 卷取温度/℃
本发明 1200～1250 140～280 1050～1090 875～905 670～700
实施例1 1233 175 1089 903 685
实施例2 1249 140 1087 901 698
实施例3 1236 220 1072 894 672
实施例4 1200 280 1050 877 688
实施例5 1222 186 1065 886 685
将上述热轧钢带在冷轧酸连轧机组上行连续酸洗及五机架冷连轧，冷轧工艺控制参数见表3。
表3 本发明实施例钢的冷轧工艺参数
Figure BDA0003191866090000051
利用上述方法得到的加硼结构用冷轧钢带，按照金属材料拉伸试验方法(GB/T228.1)进行拉伸，其力学性能值见表4。
表4 本发明实施例钢的力学性能
Figure BDA0003191866090000061
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (8)

1.一种加硼结构用冷轧钢带，其特征在于，所述钢带化学成分组成及质量百分含量为：C：0.020～0.050％，Si≤0.020％，Mn：0.20～0.35％，P：0.018～0.025％，S≤0.020％，Als：0.020～0.055％，B：0.0010～0.0025％，其余为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的加硼结构用冷轧钢带，其特征在于，所述钢带厚度规格为0.5～2.5mm，宽度规格为1000～1850mm。
3.根据权利要求1所述的加硼结构用冷轧钢带，其特征在于，所述钢带力学性能：屈服强度为180～210MPa，抗拉强度310～350MPa，延伸率A50≥40％，屈强比≤0.65，n值≥0.20，r值≥1.6。
4.根据权利要求1-3任一所述的加硼结构用冷轧钢带的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)对钢水冶炼并连铸成连铸板坯；
2)对连铸板坯进行热连轧，获得热轧钢带；
3)对热轧钢带进行连续酸冼与冷连轧，获得冷硬钢带；
4)对冷硬钢带进行连续退火，获得冷轧钢带；
5)对冷轧钢带，进行精整、成品检验、包装、出厂。
5.根据权利要求4所述的加硼结构用冷轧钢带的生产方法，其特征在于，所述步骤1)中的连铸工序的连铸板坯厚度为230mm。
6.根据权利要求4所述的加硼结构用冷轧钢带的生产方法，其特征在于，所述步骤2)中的热连轧工序，板坯加热时间按装炉方式进行划分，热料为140～260min，凉料为170～280min；板坯加热温度为1200～1250℃；粗轧出口温度为1050～1090℃；终轧温度为875～905℃；卷取温度为670～700℃；采用前段层流冷却与U型卷取模式。
7.根据权利要求4所述的加硼结构用冷轧钢带的生产方法，其特征在于，所述步骤3)中的连续酸冼与冷连轧工序，采用五机架六辊CVC+连续冷轧机，冷轧总压下率为50～75％。
8.根据权利要求4所述的加硼结构用冷轧钢带的生产方法，其特征在于，所述步骤4)中的连续退火工序，采用立式连续退火炉，均热温度为780～800℃，缓冷温度为660～680℃，快冷温度为430～450℃，过时效1段温度为370～380℃，过时效2段温度为360～370℃，过时效3段温度为355～365℃，平整机延伸率为0.8～1.5％。
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