CN114774776A - 一种冷轧低合金高强钢及生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种冷轧低合金高强钢，包括以下重量百分比的化学成分：C：0.06‑0.10％、Si：0.15‑0.30％、Mn：1.10‑1.5％、P≤0.025％、S≤0.025％、Alt≥0.015％、Nb：0.40‑0.60％，其余为Fe及允许范围内的夹杂，其生产方法，生产步骤如下：铁水脱硫→转炉→LF精炼→板坯连铸→热连轧→酸洗→冷轧→连续退火→平整，酸洗过程一是充分利用拉伸破鳞提高氧化铁皮去除效果；二是通过三段式紊流酸洗；冷轧工序：冷轧经5机架连轧，控制过程压缩比以优化产品性能，压缩比范围55～80％，连退采用立式连续退火炉，加热和均热度出口温度均为760‑810℃，缓冷段出口温度为660‑690℃，通过成分、热轧和冷轧工艺控制，实现了低冷却速度的连退机组生产420MPa级低合金冷轧高强度钢，产品性能优良。
Description
技术领域
本发明涉及合金钢加工生产工艺领域，特别涉及一种冷轧低合金高强钢及生产方法。
背景技术
冷轧低合金高强度钢是汽车结构件、加强板的常用材料，具有良好的成形性能、较高的强度和优良的焊接性能，市场应用广泛。冷轧：用热轧钢卷为原料，经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧，其成品为轧硬卷，由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降，因此冲压性能将恶化，只能用于简单变形的零件。轧硬卷可作为连退生产线的原料。
但是，生产冷轧低合金高强度钢的连退生产线一般具有冷却速度快的特点，快冷段冷却速度普遍≥30℃/s，并不适用于冷却速度慢的连退机组，为此，我们提出一种冷轧低合金高强钢及生产方法来解决上述问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种冷轧低合金高强钢及生产方法，来解决背景技术中提出的问题。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种冷轧低合金高强钢，包括以下重量百分比的化学成分：C：0.06-0.10％、Si：0.15-0.30％、Mn：1.10-1.5％、P≤0.025％、S≤0.025％、Alt≥0.015％、Nb：0.40-0.60％，其余为Fe及允许范围内的夹杂。
一种冷轧低合金高强钢的生产方法，生产步骤如下：铁水脱硫→转炉→LF精炼→板坯连铸→热连轧→酸洗→冷轧→连续退火→平整，具体为：
第一步铁水脱硫：铁水进行脱硫预处理，采用混合喷吹Mg+CaO粉，比例3-4.2:1，目测扒渣亮面达到约80％，终点S 0.002-0.003％；
第二步转炉：转炉工序采用顶底复吹转炉，渣碱度3.2-3.5，滑板挡渣以减少下渣量；转炉C 0.04-0.05％；炉后加入脱氧剂，Alt含量0.020％。
第三部LF精炼：精炼工序中钢水初始温度1600-1630℃，过程Alt含量≥0.020％，造白渣，白渣保持时间15-20min，精炼结束前加入纯钙线200米，软搅拌时间8-10min。
第四部板坯连铸：板坯连铸工序，采用长水口、浸入式口保护浇注，中间包采用滑动水口并通入氩气保护；使用低碳钢保护渣等；
第五步热连轧：热连轧工序包括板坯加热、高压水除鳞；
第六步酸洗：酸洗工序包括拉伸矫直、三段式浅槽紊流酸洗、漂洗、烘干等工序；
第七部冷轧：冷轧工序中冷轧经5机架连轧，控制过程压缩比以优化产品性能，压缩比范围55～80％；
第八步连续退火：连续退火工序采用立式连续退火炉，加热和均热度出口温度均为760-810℃，缓冷段出口温度为660-690℃；
进一步的，第九步平整：平整工序中采用的平整机的延伸率为0.5-1.6％。
进一步，所述冷轧低合金高强钢的成品厚度为0.5-2.0mm，屈服强度420-500MPa，抗拉强度为510-590MPa，伸长率为18-30％，屈强比为0.7-0.85。
进一步的，第八步连续退火中一冷段(快冷段)出口温度为380-420℃，过时效温度为380-420℃，二冷段出口温度为180-200℃；工艺段速度为100-200m/min，快冷段冷却速度7-15℃/s。
进一步的，第六步酸洗，其中拉伸矫直延伸率0.5-1.0％，酸洗速度100-180mpm，酸洗温度80-85℃，酸洗液浓度1#、2#、3#分别为50-80g/L，2#游离酸80-130g/L，3#游离酸130-180g/L，充分去除氧化铁皮，以获得良好的酸洗表面质量。
进一步的，第五步热连轧，粗轧，7机架热连轧，层流冷却，卷取；其中，板坯加热均热温度为1200-1280℃，精轧开轧温度为1040-1100℃，终轧温度为860-900℃，卷取温度为550-600℃。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
本发明通过成分、热轧和冷轧工艺控制，实现了低冷却速度的连退机组生产420MPa级低合金冷轧高强度钢，产品性能优良。
附图说明
图1是冷轧低合金高强钢的2.0mm 420MPa级纵向组织放大500倍的金相结构图；
图2是冷轧低合金高强钢的2.0mm 420MPa级横向组织放大500倍的金相结构图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案及效果做进一步描述，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
为本发明较优实施例中一种冷轧低合金高强钢，包括以下重量百分比的化学成分：C：0.08％、Si：0.16％、Mn：1.50％、P：0.018％、S：0.008％、Alt：0.026％、Nb：0.52％，其余为Fe及允许范围内的夹杂。
一种冷轧低合金高强钢的生产方法，生产步骤如下：铁水脱硫→转炉→LF精炼→板坯连铸→热连轧→酸洗→冷轧→连续退火→平整，具体为：
第一步铁水脱硫：铁水进行脱硫预处理，采用混合喷吹Mg+CaO粉，比例4.2:1，目测扒渣亮面达到约80％，终点S 0.003％。
第二步转炉：转炉工序采用顶底复吹转炉，渣碱度3.5，滑板挡渣以减少下渣量；转炉C 0.05％；炉后加入脱氧剂，Alt含量0.038％。
第三部LF精炼：精炼工序中钢水初始温度1630℃，过程Alt含量≥0.032％，造白渣，白渣保持时间20min，精炼结束前加入纯钙线200米，软搅拌时间10min。
第四部板坯连铸：板坯连铸工序，采用长水口、浸入式口保护浇注，中间包采用滑动水口并通入氩气保护；使用低碳钢保护渣等；
第五步热连轧：热连轧工序包括板坯加热、高压水除鳞，粗轧，7机架热连轧，层流冷却，卷取；其中，板坯加热均热温度为1280℃，精轧开轧温度为1100℃，终轧温度为900℃，卷取温度为600℃；
第六步酸洗：酸洗工序包括拉伸矫直、三段式浅槽紊流酸洗、漂洗、烘干等工序，其中拉伸矫直延伸率1.0％，酸洗速度180mpm，酸洗温度85℃，酸洗液浓度1#、2#、3#分别为80g/L，2#游离酸130g/L，3#游离酸180g/L，充分去除氧化铁皮，以获得良好的酸洗表面质量；
第七部冷轧：冷轧工序中冷轧经5机架连轧，控制过程压缩比以优化产品性能，压缩比范围55～80％；
第八步连续退火：连续退火工序采用立式连续退火炉，加热和均热度出口温度均为810℃，缓冷段出口温度为690℃，一冷段(快冷段)出口温度为420℃，过时效温度为420℃，二冷段出口温度为200℃；工艺段速度为200m/min，快冷段冷却速度15℃/s；
第九步平整：平整工序中采用的平整机的延伸率为1.6％。
所述冷轧低合金高强钢的成品厚度为2.0mm，屈服强度472MPa，抗拉强度为582MPa，伸长率为24％，屈强比为0.81。
实施例2
为本发明较优实施例中一种冷轧低合金高强钢，包括以下重量百分比的化学成分：C：0.07％、Si：0.22％、Mn：1.11％、P：0.015％、S：0.006％、Alt：0.038％、Nb：0.49％，其余为Fe及允许范围内的夹杂。
一种冷轧低合金高强钢的生产方法，生产步骤如下：铁水脱硫→转炉→LF精炼→板坯连铸→热连轧→酸洗→冷轧→连续退火→平整，具体为：
第一步铁水脱硫：铁水进行脱硫预处理，采用混合喷吹Mg+CaO粉，比例3:1，目测扒渣亮面达到约80％，终点S 0.002％。
第二步转炉：转炉工序采用顶底复吹转炉，渣碱度3.2，滑板挡渣以减少下渣量；转炉C 0.04％；炉后加入脱氧剂，Alt含量0.028％。
第三部LF精炼：精炼工序中钢水初始温度1600℃，过程Alt含量≥0.020％，造白渣，白渣保持时间15min，精炼结束前加入纯钙线200米，软搅拌时间8min。
第四部板坯连铸：板坯连铸工序，采用长水口、浸入式口保护浇注，中间包采用滑动水口并通入氩气保护；使用低碳钢保护渣等；
第五步热连轧：热连轧工序包括板坯加热、高压水除鳞，粗轧，7机架热连轧，层流冷却，卷取；其中，板坯加热均热温度为1200℃，精轧开轧温度为1040℃，终轧温度为860℃，卷取温度为550℃；
第六步酸洗：酸洗工序包括拉伸矫直、三段式浅槽紊流酸洗、漂洗、烘干等工序，其中拉伸矫直延伸率0.5％，酸洗速度100mpm，酸洗温度80℃，酸洗液浓度1#、2#、3#分别为50g/L，2#游离酸80g/L，3#游离酸130g/L，充分去除氧化铁皮，以获得良好的酸洗表面质量；
第七部冷轧：冷轧工序中冷轧经5机架连轧，控制过程压缩比以优化产品性能，压缩比范围55％；
第八步连续退火：连续退火工序采用立式连续退火炉，加热和均热度出口温度均为760℃，缓冷段出口温度为660℃，一冷段(快冷段)出口温度为380℃，过时效温度为380℃，二冷段出口温度为180℃；工艺段速度为100m/min，快冷段冷却速度7℃/s；
第九步平整：平整工序中采用的平整机的延伸率为0.5％。
所述冷轧低合金高强钢的成品厚度为0.5mm，屈服强度430MPa，抗拉强度为559MPa，伸长率为24.4％，屈强比为0.77。
实施例3
为本发明较优实施例中一种冷轧低合金高强钢，包括以下重量百分比的化学成分：C：0.08％、Si：0.18％、Mn：1.3％、P：0.020％、S≤0.007％、Alt：0.021％、Nb：0.50％，其余为Fe及允许范围内的夹杂。
一种冷轧低合金高强钢的生产方法，生产步骤如下：铁水脱硫→转炉→LF精炼→板坯连铸→热连轧→酸洗→冷轧→连续退火→平整，具体为：
第一步铁水脱硫：铁水进行脱硫预处理，采用混合喷吹Mg+CaO粉，比例3.6:1，目测扒渣亮面达到约80％，终点S 0.002％。
第二步转炉：转炉工序采用顶底复吹转炉，渣碱度3.2-3.5，滑板挡渣以减少下渣量；转炉C 0.04％；炉后加入脱氧剂，Alt含量0.032％。
第三部LF精炼：精炼工序中钢水初始温度1610℃，过程Alt含量≥0.028％，造白渣，白渣保持时间18min，精炼结束前加入纯钙线200米，软搅拌时间9min。
第四部板坯连铸：板坯连铸工序，采用长水口、浸入式口保护浇注，中间包采用滑动水口并通入氩气保护；使用低碳钢保护渣等；
第五步热连轧：热连轧工序包括板坯加热、高压水除鳞，粗轧，7机架热连轧，层流冷却，卷取；其中，板坯加热均热温度为1240℃，精轧开轧温度为1070℃，终轧温度为880℃，卷取温度为570℃；
第六步酸洗：酸洗工序包括拉伸矫直、三段式浅槽紊流酸洗、漂洗、烘干等工序，其中拉伸矫直延伸率0.7％，酸洗速度140mpm，酸洗温度83℃，酸洗液浓度1#、2#、3#分别为70g/L，2#游离酸105g/L，3#游离酸150g/L，充分去除氧化铁皮，以获得良好的酸洗表面质量；
第七部冷轧：冷轧工序中冷轧经5机架连轧，控制过程压缩比以优化产品性能，压缩比范围68％；
第八步连续退火：连续退火工序采用立式连续退火炉，加热和均热度出口温度均为780℃，缓冷段出口温度为680℃，一冷段(快冷段)出口温度为400℃，过时效温度为405℃，二冷段出口温度为190℃；工艺段速度为150m/min，快冷段冷却速度12℃/s；
第九步平整：平整工序中采用的平整机的延伸率为0.9％。
所述冷轧低合金高强钢的成品厚度为1.4mm，屈服强度460MPa，抗拉强度为560MPa，伸长率为23％，屈强比为0.79。
具体实施过程：本发明通过成分、热轧和冷轧工艺控制，实现了低冷却速度的连退机组生产420MPa级低合金冷轧高强度钢，产品性能优良。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种冷轧低合金高强钢，其特征在于：包括以下重量百分比的化学成分：C：0.06-0.10％、Si：0.15-0.30％、Mn：1.10-1.5％、P≤0.025％、S≤0.025％、Alt≥0.015％、Nb：0.40-0.60％，其余为Fe及允许范围内的夹杂。
2.根据权利要求1所述的一种冷轧低合金高强钢的生产方法，其特征在于：生产步骤如下：铁水脱硫→转炉→LF精炼→板坯连铸→热连轧→酸洗→冷轧→连续退火→平整，具体为：
第一步铁水脱硫：铁水进行脱硫预处理，采用混合喷吹Mg+CaO粉，比例3-4.2:1，目测扒渣亮面达到约80％，终点S 0.002-0.003％；
第二步转炉：转炉工序采用顶底复吹转炉，渣碱度3.2-3.5，滑板挡渣以减少下渣量，转炉C 0.04-0.05％；炉后加入脱氧剂，Alt含量≥0.020％；
第三部LF精炼：精炼工序中钢水初始温度1600-1630℃，过程Alt含量≥0.020％，造白渣，白渣保持时间15-20min，精炼结束前加入纯钙线200-400米，软搅拌时间8-10min；
第四部板坯连铸：板坯连铸工序，采用长水口、浸入式口保护浇注，中间包采用滑动水口并通入氩气保护；
第五步热连轧：热连轧工序包括板坯加热、高压水除鳞；
第六步酸洗：酸洗工序包括拉伸矫直、三段式浅槽紊流酸洗、漂洗、烘干等工序；
第七部冷轧：冷轧工序中冷轧经5机架连轧，控制过程压缩比以优化产品性能，压缩比范围55～80％；
第八步连续退火：连续退火工序采用立式连续退火炉，加热和均热度出口温度均为760-810℃，缓冷段出口温度为660-690℃。
3.根据权利要求2所述的一种冷轧低合金高强钢的生产方法，其特征在于：第五步热连轧，粗轧，7机架热连轧，层流冷却，卷取；其中，板坯加热均热温度为1200-1280℃，精轧开轧温度为1040-1100℃，终轧温度为860-900℃，卷取温度为550-600℃。
4.根据权利要求3所述的一种冷轧低合金高强钢的生产方法，其特征在于：第六步酸洗，其中拉伸矫直延伸率0.5-1.0％，酸洗速度100-180mpm，酸洗温度80-85℃，酸洗液浓度1#、2#、3#分别为50-80g/L，2#游离酸80-130g/L，3#游离酸130-180g/L，充分去除氧化铁皮，以获得良好的酸洗表面质量。
5.根据权利要求4所述的一种冷轧低合金高强钢的生产方法，其特征在于：第八步连续退火中一冷段(快冷段)出口温度为380-420℃，过时效温度为380-420℃，二冷段出口温度为180-200℃；工艺段速度为100-200m/min，快冷段冷却速度7-15℃/s。
6.根据权利要求5所述的一种冷轧低合金高强钢的生产方法，其特征在于：第九步平整：平整工序中采用的平整机的延伸率为0.5-1.6％。
7.根据权利要求6所述的一种冷轧低合金高强钢的生产方法，其特征在于：所述冷轧低合金高强钢的成品厚度为0.5-2.0mm，屈服强度420-500MPa，抗拉强度为510-590MPa，伸长率为18-30％，屈强比为0.7-0.85。
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