CN113897545A - 一种超厚锌层高强无花热镀锌钢板、超厚锌层高强无花热镀锌钢卷及其制备方法 - Google Patents

一种超厚锌层高强无花热镀锌钢板、超厚锌层高强无花热镀锌钢卷及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其涉及一种超厚锌层高强无花热镀锌钢板、超厚锌层高强无花热镀锌钢卷及其制备方法，制备方法主要包括如下步骤：将钢水铸成连铸坯，将所述连铸胚依次经过酸洗、退火、镀锌、气刀吹扫、镀后冷却、水淬处理和光整处理工序，得到所述超厚锌层高强无花热镀锌钢板；所述钢水包括以下质量百分比的成分：C：0.06％～0.09％，Si：0.04～0.08％，Mn：1.0％～1.2％，P≤0.02％，S≤0.01％，Cu≤0.02％，Ni≤0.03％，Cr≤0.01％，余量为Fe及不可避免杂质。通过本发明提供的制备方法可以制备得到锌层厚度为800‑1000g/m2，屈服强度可达580MPa以上，抗拉强度可达600MPa以上的超厚锌层高强无花热镀锌钢板，该超厚锌层高强无花热镀锌钢板的锌层厚度均匀，表面质量良好，性能稳定，耐腐蚀性优良。

Description

一种超厚锌层高强无花热镀锌钢板、超厚锌层高强无花热镀 锌钢卷及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其涉及一种超厚锌层高强无花热镀锌钢板、超厚锌层高强无花热镀锌钢卷及其制备方法。
背景技术
热基镀锌板具有良好的力学性能、耐腐蚀性能和成形、焊接性能，被广泛应用于建筑、桥梁、光伏支架、石油贮罐、工程机械等领域。众所周知，锌层越厚镀锌板抗腐蚀能力越强，通过厚锌层可使钢基材的使用寿命更长，锌层自身具有的优良的电化学保护性能，锌层厚度达到800g/m2的热基镀锌钢板，使用寿命可达30年以上。厚锌层热基镀锌板主要用于加工波形钢板桥涵、制造仓储用钢板仓以及立体车库等对基材防腐有特殊要求的零部件。
但是采用传统的连续热镀锌工艺制备厚锌层热基镀锌板存在如下问题：一方面，采用传统工艺制备的厚锌层存在锌层厚度不均匀、表面质量差等问题，无法满足市场的需求；另一方面，现有技术中厚锌层热基镀锌板的强度仅能达到200～300Mpa，其抗拉强度和屈服强度无法满足更高的要求，导致其应用领域受到极大限制。因此，研发一种新的厚锌层热基镀锌板的制备方法具有十分重要意义。
发明内容
基于现有技术中存在的以上问题，本发明提供一种超厚锌层高强无花热镀锌钢板、超厚锌层高强无花热镀锌钢卷及其制备方法，通过本发明的制备方法得到的超厚锌层高强无花热镀锌钢板和超厚锌层高强无花热镀锌钢卷表面锌层厚度均匀，质量良好，性能稳定，耐腐蚀性优良，抗拉强度和屈服强度高，克服了现有技术的缺陷。
为达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法，包括如下步骤：将钢水铸成连铸坯，将所述连铸胚依次经过酸洗、退火、镀锌、气刀吹扫、镀后冷却、水淬处理和光整处理工序，得到所述超厚锌层高强无花热镀锌钢板；所述钢水包括以下质量百分比的成分：C：0.06％～ 0.09％，Si：0.04～0.08％，Mn：1.0％～1.2％，P≤0.02％，S≤0.01％，Cu≤ 0.02％，Ni≤0.03％，Cr≤0.01％，余量为Fe及不可避免杂质；所述气刀吹扫工序中的产线速度为45～55m/min、气刀距离为40～55mm、气刀压力为45～55mba、气刀高度为75～80mm、气刀角度为-1°～1°。
本发明提供的超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法通过对钢水的成分及各成分的含量范围进行控制，可以得到抗拉强度和屈服强度极高，耐腐蚀能力极强的热基镀锌钢板。通过控制气刀吹扫工序中的各项参数不仅可以控制锌层的厚度，还可以保证锌层厚度的均匀性。通过以上各成分及其含量结合该制备方法各工序的相互衔接和配合，不仅可以增强钢板对锌层的粘附性，使所得超厚锌层高强无花热镀锌钢板表面锌层厚度均匀，质量良好，性能稳定，耐腐蚀性优良，还能保证其抗拉强度和屈服强度高，克服了现有技术的缺陷。
优选地，酸洗工序采用三槽紊流酸洗，其中第一酸槽铁离子浓度为110～ 135g/L，总酸浓度为185～210g/L，第二酸槽铁离子浓度为80～100g/L，总酸浓度为185～210g/L，第三酸槽铁离子浓度为30～50g/L，总酸浓度为185～ 210g/L，酸洗的温度为75～80℃。
本发明通过控制酸洗工序中的铁离子浓度、总酸浓度和酸洗温度，可以保证带钢表面的铁皮等杂质被完全去除，进而增强带钢对锌层的粘附性，便于后续镀锌工序的顺利进行。
优选地，退火工序使用退火炉退火，退火炉内的氧含量≤20ppm、露点≤- 20℃。
优选地，退火工序依次包括无氧化加热处理、辐射管加热处理、电均热加热处理和喷射冷却处理；无氧化加热处理的温度为645～675℃；辐射管加热处理的温度为630～660℃；电均热加热处理的温度为625～655℃；喷射冷却处理的温度为425～445℃。
本发明通过控制退火工序中退火炉内的氧含量和露点以及通过控制退火工序各阶段的温度，可以消除带钢残余应力，保证带钢进入锌锅的温度和所需的激活能。
优选地，镀锌工序中的锌液包括如下质量百分比的成分：Al：0.20％～ 0.22％，Fe：0.013％～0.025％，余量为Zn；镀锌的温度为455～460℃。
通过控制镀锌工序的锌液成分和镀锌温度可以保证镀后带钢表面质量，过高和过低的铝含量都会导致带钢表面缺陷。
优选地，镀后冷却工序中的冷却温度为170～200℃。
镀后冷却工序通过控制冷却温度，对带刚进行均匀的冷却，便于后续向水淬处理的过渡。
优选地，水淬处理工序中的水淬温度为40～50℃。
通过水淬处理使带钢冷却到接近室温，便于后续光整处理。
优选地，光整处理工序中工作辊采用毛化辊，辊面粗糙度Ra为4～6μ m，轧制力为2700～3500KN。
通过光整工序可以提高带钢表面的粗糙度，改善带钢表面质量，还可以消除加工硬化和改善版型。
优选地，卷曲工序采用错边卷曲，卷曲张力为65～80KN，错边卷曲参数如下：错边长度值：140～160mm，振幅：10～12mm，斜坡量：18～22mm。
第二方面，本发明实施例还提供上述超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法制得的超厚锌层高强无花热镀锌钢板。
第三方面，本发明实施例还提供一种超厚锌层高强无花热镀锌钢卷，采用上述超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法制备超厚锌层高强无花热镀锌钢板，将所得超厚锌层高强无花热镀锌钢板进行卷曲处理，得到超厚锌层高强无花热镀锌钢卷。
优选地，卷曲处理采用错边卷曲，卷曲张力为65～80KN，错边卷曲参数如下：错边长度值：140～160mm，振幅：10～12mm，斜坡量：18～22mm。
本发明的超厚锌层高强无花热镀锌钢卷的制备方法在进行光整处理之后和卷曲工序之前，连铸坯还需依次进行钝化处理或涂油工序。将上述超厚锌层高强无花热镀锌钢板进行卷曲处理，即可得到超厚锌层高强无花热镀锌钢卷。
本发明提供的一种超厚锌层高强无花热镀锌钢板、超厚锌层高强无花热镀锌钢卷及其制备方法，通过对钢水的成分及各成分的含量范围进行控制，可以得到抗拉强度和屈服强度极高，耐腐蚀能力极强的热基镀锌钢板或热基镀锌钢卷。通过各成分及其含量结合该制备方法各工序的相互衔接和配合可以有效避免锌层厚度不均匀、表面质量差等问题。经本发明的制备方法可以制备得到锌层厚度为800-1000g/m2，屈服强度可达580MPa以上，抗拉强度可达600MPa 以上的超厚锌层高强无花热镀锌钢板或超厚锌层高强无花热镀锌钢卷，该超厚锌层高强无花热镀锌钢板或超厚锌层高强无花热镀锌钢卷的锌层厚度均匀，表面质量良好，性能稳定，耐腐蚀性优良。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本实施例提供一种超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法，包括如下步骤：
将钢水铸成连铸坯，钢水包括以下质量百分比的成分：C：0.06％，Si： 0.04％，Mn：1.0％，P：0.015％，S：0.007％，Cu：0.012％，Ni：0.028％， Cr：0.009％，余量为Fe及不可避免杂质。
将连铸胚依次经过酸洗、退火、镀锌、气刀吹扫、镀后冷却、水淬处理和光整处理，得到超厚锌层高强无花热镀锌钢板，其中：
酸洗工序采用三槽紊流酸洗，其中第一酸槽铁离子浓度115g/L，总酸浓度190g/L，第二酸槽铁离子浓度85g/L，总酸浓度185g/L，第三酸槽铁离子浓度35g/L，总酸浓度200g/L，酸洗温度为75℃；
退火工序使用退火炉退火，依次包括温度为650℃的无氧化加热段、温度为630℃的辐射管加热段、温度为655℃的电均热加热段和温度为425℃的喷射冷却段。退火工序中退火炉内的氧含量为20ppm、露点为-30℃；
镀锌工序中的锌锅温度为460℃，锌液包括如下质量百分比的成分：Al： 0.20％，Fe：0.025％，余量为Zn；
气刀吹扫工序中的产线速度为50m/min、气刀距离为40mm、气刀压力为 55mba、气刀高度为75mm、气刀角度为-1°；
镀后冷却工序中的冷却温度为190℃，1#风机的开度20％，2#风机的开度 75％，其余4个风机开度97％；
水淬处理工序中的水淬温度为50℃；
光整处理工序中工作辊采用毛化辊，辊面粗糙度Ra：4μm，轧制力 3000KN。
本实施例得到的热基镀锌钢板的厚度为3.0mm、宽度为1250mm，屈服强度为590MPa，抗拉强度为625MPa，伸长率为14％，冷弯D＝0.5a(合格)。按照GB/T 2518-2019标准测量，锌层厚度满足锌层规格800g/m2(双面)的无锌花热镀锌板。
实施例2
本实施例提供一种超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法，包括如下步骤：
将钢水铸成连铸坯，钢水包括以下质量百分比的成分：C：0.072％，Si： 0.063％，Mn：1.11％，P：0.012％，S：0.008％，Cu：0.014％，Ni：0.020％， Cr：0.007％，余量为Fe及不可避免杂质。
将连铸胚依次经过酸洗、退火、镀锌、气刀吹扫、镀后冷却、水淬处理和光整处理，得到超厚锌层高强无花热镀锌钢板，其中：
酸洗工序采用三槽紊流酸洗，其中第一酸槽铁离子浓度130g/L，总酸浓度200g/L，第二酸槽铁离子浓度90g/L，总酸浓度195g/L，第三酸槽铁离子浓度48g/L，总酸浓度200g/L，酸洗温度为78℃；
退火工序使用退火炉退火，依次包括温度为675℃的无氧化加热段、温度为640℃的辐射管加热段、温度为625℃的电均热加热段和温度为445℃的喷射冷却段。退火工序中退火炉内的氧含量为18ppm、露点为-30℃；
镀锌工序中的锌锅温度为455℃，锌液包括如下质量百分比的成分：Al： 0.21％，Fe：0.013％，余量为Zn；
气刀吹扫工序中的产线速度为50m/min、气刀距离为45mm、气刀压力为50mba、气刀高度为76mm、气刀角度为0°；
镀后冷却工序中的冷却温度为195℃，1#风机的开度23％，2#风机的开度 78％，其余4个风机开度99％；
水淬处理工序中的水淬温度为40℃；
光整处理工序中工作辊采用毛化辊，辊面粗糙度Ra：6μm，轧制力 3500KN。
本实施例得到的热基镀锌钢板的厚度为3.0mm、宽度为1250mm，屈服强度为595MPa，抗拉强度为615MPa，伸长率为15％，冷弯D＝0.5a(合格)。按照GB/T 2518-2019标准测量，锌层厚度满足锌层规格900g/m2(双面)的无锌花热镀锌钢板。
实施例3
本实施例提供一种超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法，包括如下步骤：
将钢水铸成连铸坯，钢水包括以下质量百分比的成分：C：0.09％，Si： 0.08％，Mn：1.2％，P：0.01％，S：0.003％，Cu：0.01％，Ni：0.02％，Cr： 0.005％，余量为Fe及不可避免杂质。
将连铸胚依次经过酸洗、退火、镀锌、气刀吹扫、镀后冷却、水淬处理和光整处理，得到超厚锌层高强无花热镀锌钢板，其中：
酸洗工序采用三槽紊流酸洗，其中第一酸槽铁离子浓度135g/L，总酸浓度210g/L，第二酸槽铁离子浓度80g/L，总酸浓度210g/L，第三酸槽铁离子浓度50g/L，总酸浓度185g/L，酸洗温度为77℃；
退火工序使用退火炉退火，依次包括温度为645℃的无氧化加热段、温度为660℃的辐射管加热段、温度为640℃的电均热加热段和温度为435℃的喷射冷却段。退火工序中退火炉内的氧含量为15ppm、露点为-30℃；
镀锌工序中的锌锅温度为457℃，锌液包括如下质量百分比的成分：Al： 0.22％，Fe：0.02％，余量为Zn；
气刀吹扫工序中的产线速度为45m/min、气刀距离为55mm、气刀压力为 45mba、气刀高度为76mm、气刀角度为1°；
镀后冷却工序中的冷却温度为200℃，1#风机的开度25％，2#风机的开度 82％，其余4个风机开度99％；
水淬处理工序中的水淬温度为46℃；
光整处理工序中工作辊采用毛化辊，辊面粗糙度Ra：5.1μm，轧制力 2700KN。
本实施例得到的热基镀锌钢板的厚度为3.0mm、宽度为1250mm，屈服强度为589MPa，抗拉强度为623MPa，伸长率为16％，冷弯D＝0.5a(合格)。按照GB/T 2518-2019标准测量，锌层厚度满足锌层规格1000g/m2(双面)的无锌花热镀锌板。
实施例4
本实施例提供一种超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法，包括如下步骤：
将钢水铸成连铸坯，钢水包括以下质量百分比的成分：C：0.08％，Si： 0.07％，Mn：1.1％，P：0.01％，S：0.005％，Cu：0.01％，Ni：0.03％，Cr： 0.006％，余量为Fe及不可避免杂质。
将连铸胚依次经过酸洗、退火、镀锌、气刀吹扫、镀后冷却、水淬处理、光整处理，得到超厚锌层高强无花热镀锌钢卷，其中：
酸洗工序采用三槽紊流酸洗，其中第一酸槽铁离子浓度110g/L，总酸浓度185g/L，第二酸槽铁离子浓度100g/L，总酸浓度205g/L，第三酸槽铁离子浓度30g/L，总酸浓度210g/L，酸洗温度为80℃；
退火工序使用退火炉退火，依次包括温度为665℃的无氧化加热段、温度为650℃的辐射管加热段、温度为650℃的电均热加热段和温度为430℃的喷射冷却段。退火工序中退火炉内的氧含量为16ppm、露点为-55℃；
镀锌工序中的锌锅温度为458℃，锌液包括如下质量百分比的成分：Al： 0.21％，Fe：0.019％，余量为Zn；
气刀吹扫工序中的产线速度为55m/min、气刀距离为52mm、气刀压力为 48mba、气刀高度为80mm、气刀角度为0°；
镀后冷却工序中的冷却温度为170℃，1#风机的开度20％，2#风机的开度 80％，其余4个风机开度100％；
水淬处理工序中的水淬温度为45℃；
光整处理工序中工作辊采用毛化辊，辊面粗糙度Ra：5.5μm，轧制力 3400KN。
本实施例得到的热基镀锌钢板的厚度为3.0mm、宽度为1250mm，屈服强度为598MPa，抗拉强度为632MPa，伸长率为17％，冷弯D＝0.5a(合格)。按照GB/T 2518-2019标准测量，锌层厚度满足锌层规格900g/m2(双面)的无锌花热镀锌钢板。
实施例5
本实施例提供一种超厚锌层高强无花热镀锌钢卷的制备方法，包括如下步骤：
将实施例1制备的超厚锌层高强无花热镀锌钢板采用错边卷曲进行卷曲，卷曲张力为70KN，错边卷曲参数如下：错边长度值：150mm，振幅： 10mm，斜坡量：18mm，得超厚锌层高强无花热镀锌钢卷。
实施例6
本实施例提供一种超厚锌层高强无花热镀锌钢卷的制备方法，包括如下步骤：
将实施例2制备的超厚锌层高强无花热镀锌钢板采用错边卷曲进行卷曲，卷曲张力为75KN，错边卷曲参数如下：错边长度值：160，振幅：11，斜坡量：22，得超厚锌层高强无花热镀锌钢卷。
实施例7
本实施例提供一种超厚锌层高强无花热镀锌钢卷的制备方法，包括如下步骤：
将实施例3制备的超厚锌层高强无花热镀锌钢板采用错边卷曲进行卷曲，卷曲张力为80KN，错边卷曲参数如下：错边长度值：140，振幅：11，斜坡量：20，得超厚锌层高强无花热镀锌钢卷。
试验例1
将实施例1～7制备的热基镀锌钢板或热基镀锌钢卷进行锌层三点测定实验，检测结果如表1所示：
表1
Figure BDA0003244271350000101
试验例2
对实施例1-7制备得到的热基镀锌钢板或热基镀锌钢卷的进行腐蚀性试验，试验所用的溶液为氯化钠溶液(浓度为50g/L)，温度为36℃，pH值为 6.5-7.0，耐盐雾试验箱的盐雾沉积率为80cm2·h，检测结果如表2所示：
表2
耐盐雾性h
实施例1 125h
实施例2 140h
实施例3 152h
实施例4 145h
实施例5 123h
实施例6 142h
实施例7 155h
由以上数据可知：通过本发明的制备方法可以制备得到锌层厚度为800- 1000g/m2，屈服强度可达580MPa以上，抗拉强度可达600MPa以上的超厚锌层高强无花热镀锌钢板或超厚锌层高强无花热镀锌钢卷，该超厚锌层高强无花热镀锌钢板或超厚锌层高强无花热镀锌钢卷的锌层厚度均匀，表面质量良好，性能稳定，耐腐蚀性优良。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：将钢水铸成连铸坯，将所述连铸胚依次经过酸洗、退火、镀锌、气刀吹扫、镀后冷却、水淬处理和光整处理工序，得到所述超厚锌层高强无花热镀锌钢板；所述钢水包括以下质量百分比的成分：C：0.06％～0.09％，Si：0.04～0.08％，Mn：1.0％～1.2％，P≤0.02％，S≤0.01％，Cu≤0.02％，Ni≤0.03％，Cr≤0.01％，余量为Fe及不可避免杂质；所述气刀吹扫工序中的产线速度为45～55m/min、气刀距离为40～55mm、气刀压力为45～55mba、气刀高度为75～80mm、气刀角度为-1°～1°。
2.如权利要求1所述的超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述酸洗工序采用三槽紊流酸洗，其中第一酸槽铁离子浓度为110～135g/L，总酸浓度为185～210g/L，第二酸槽铁离子浓度为80～100g/L，总酸浓度为185～210g/L，第三酸槽铁离子浓度为30～50g/L，总酸浓度为185～210g/L，所述酸洗的温度为75～80℃。
3.如权利要求1所述的超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述退火工序使用退火炉退火，所述退火炉内的氧含量≤20ppm、露点≤-20℃。
4.如权利要求1所述的超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述退火工序依次包括无氧化加热处理、辐射管加热处理、电均热加热处理和喷射冷却处理；所述无氧化加热处理的温度为645～675℃；所述辐射管加热处理的温度为630～660℃；所述电均热加热处理的温度为625～655℃；所述喷射冷却处理的温度为425～445℃。
5.如权利要求1所述的超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述镀锌工序中的锌液包括如下质量百分比的成分：Al：0.20％～0.22％，Fe：0.013％～0.025％，余量为Zn；所述镀锌的温度为455～460℃。
6.如权利要求1所述的超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述镀后冷却工序中的冷却温度为170～200℃。
7.如权利要求1所述的超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述水淬处理工序中的水淬温度为40～50℃。
8.如权利要求1所述的超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法，其特征在于：所述光整处理工序中工作辊采用毛化辊，辊面粗糙度Ra为4～6μm，轧制力为2700～3500KN。
9.权利要求1-8任一项所述的超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法制得的超厚锌层高强无花热镀锌钢板。
10.一种超厚锌层高强无花热镀锌钢卷，其特征在于，用权利要求1-8任一项所述的超厚锌层高强无花热镀锌钢板的制备方法制备超厚锌层高强无花热镀锌钢板，将所得超厚锌层高强无花热镀锌钢板进行卷曲处理，得到超厚锌层高强无花热镀锌钢卷；所述卷曲处理采用错边卷曲，卷曲张力为65～80KN，错边卷曲参数如下：错边长度值：140～160mm，振幅：10～12mm，斜坡量：18～22mm。
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