CN115369307B - 一种基于csp流程生产热轧510l汽车大梁钢的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于CSP流程生产热轧510L汽车大梁钢的制作方法,属于热轧带钢轧制领域,解决了Ti和Nb析出强化导致510L带钢力学性能不稳定的问题。本发明方法:钢水预处理后复合喷吹脱硫处理;经过转炉顶底复吹冶炼、炉后全程底吹氩精练处理、LF炉精练处理后,控制钢水的化学成分;进行薄板坯连铸保护浇注,热送加热炉,然后高压水除鳞;进行六机架连续轧制,采用控轧控冷工艺,控制板坯的出炉温度;进行层流冷却,采用两端冷却方式,保证带钢在第4组‑第6组空冷;地下卷取。本发明采用低碳微合金强化控轧控冷工艺,在低碳钢中添加微量的Ti和Nb进行强化,能有效提高汽车大梁钢的强度和塑性指标,实现了性能的稳定控制。
Description
技术领域
本发明属于热轧带钢轧制领域,具体涉及一种基于CSP流程生产热轧510L汽车大梁钢的制作方法。
背景技术
CSP薄板坯连铸连轧技术即紧凑式热轧带钢生产技术,是世界上最早投入工业化生产的薄板坯连铸连轧技术,它是由连铸机生产出来的高温无缺陷板坯,无须清理和再加热(但需经过短时间均热和保温处理)而直接轧制成材,这样把连铸和连轧工艺相连接形成一条连铸连轧生产线。与传统的连铸坯-冷却、清理-加热、轧制的工艺相比较,连铸连轧工艺具有生产周期短、固定资产投资少、金属收得率高、钢材性能好、能耗少等优越性。
510L热轧汽车大梁钢主要用于载货车及重型卡车的横梁、纵梁、等承重结构件。汽车大梁钢一般采用冷冲压成型工艺,其变形方式以弯曲为主,对成型性要求较高,要有足够的强韧性、良好的耐疲劳性和冷成型性。国标要求510L热轧汽车大梁钢屈服强度≥380Mpa,630MPa≥抗拉强度≥510Mpa,延伸率≥24%,180°冷弯完好。
目前510L热轧汽车大梁钢生产技术存在510L带钢力学性能波动较大,性能不稳定的问题,例如时常出现带钢抗拉强度忽高忽低,有的低于510Mpa,有的高于630Mpa,而延伸率低于24%。当力学性能不合时,这些带钢只有降级改判为Q355B降价销售。另外,强度过高、延伸率偏低的510L带钢在终端客户冲压过程容易出现折弯开裂缺陷,造成废品和质量投诉。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于CSP流程生产热轧510L汽车大梁钢的制作方法,以解决Ti和Nb析出强化导致510L带钢力学性能不稳定的问题。
本发明的技术方案是:一种基于CSP流程生产热轧510L汽车大梁钢的制作方法,包括以下步骤:
A、进行钢水预处理,然后进行复合喷吹脱硫处理;
B、经过转炉顶底复吹冶炼、炉后全程底吹氩精练处理、LF炉精练处理后,控制钢水中化学成分的质量分数如下:C 0.050-0.070%,Si 0.03-0.30%,Mn 0.6-1.2%,P≤0.018%,S≤0.01%,Nb 0.01-0.04%,Ti 0.03-0.06%,N≤0.005%,余量为Fe;
C、进行薄板坯连铸保护浇注,热送加热炉,然后高压水除鳞;
D、进行六机架连续轧制,采用控轧控冷工艺,板坯从加热炉的出炉温度保持在1120-1180℃,终轧温度随着带钢厚度不同进行调节,带钢厚度为2.0-5.0mm时终轧温度控制在900-930℃,带钢厚度为5.1-8.0mm时终轧温度控制在880-920℃,带钢厚度为8.1-12.7mm时终轧温度控制在860-900℃范围;
E、进行层流冷却,共有8组层流冷却,采用两端冷却方式,第4组、第5组和第6组冷却水关闭,保证带钢在第4组-第6组空冷;根据带钢厚度和卷取温度需要,选择开启第1组、第2组、第3组和第7组、第8组的冷却水,选择的原则是由两端向中间依次开启;
F、地下卷取,卷取温度应控制在600-650℃。
进一步地,在步骤D中,在F1-F3机架开启机架间冷却水,F1机架水量为100-150m³/h,F2机架水量为100-150m³/h,F3机架水量为100-150m³/h,F4-F6机架间冷却水量为0m³/h。
进一步地,在步骤D中,F1机架相对压下率≥42%,F2机架相对压下率≥40%。
进一步地,在步骤D中,510L带钢典型厚度的轧制速度如下:9.8mm带钢轧制速度为2.5m/s-2.7m/s;7.8mm带钢轧制速度为3.2m/s-3.4m/s;6.8mm带钢轧制速度为3.7m/s-3.9m/s;5.8mm带钢轧制速度为4.3m/s-4.5m/s;4.8mm带钢轧制速度为4.9m/s-5.1m/s;3.8mm带钢轧制速度为5.9m/s-6.1m/s。
钢水中N含量较高时,钢水中的Ti元素优先与N元素结合,在高温钢水和板坯中析出颗粒较大的TiN较多,使得板坯奥氏体中固溶形式存在的Ti减少,在层冷及卷取后在铁素体中弥散析出的小颗粒TiC的量减少,析出强化效果显著降低,因此本发明将钢水中N含量控制在不超过0.005%。析出强化主要是TiC的钉扎作用,因此钢水成分重点控制Ti含量在0.03-0.06%。
板坯出炉温度应考虑轧机轧制稳定性、初始奥氏体晶粒尺寸,保证Ti元素在板坯内固溶。因此,板坯出炉温度不易过高,应稳定保持在1120-1180℃。
Nb和Ti对钢材的强化原理类似,主要是在板坯加热过程中抑制奥氏体的形变再结晶并阻止其晶粒的长大,并通过它们的碳氮化合物的应变诱导析出,对钢带进行沉淀强化。Nb在钢种具有最强的晶粒细化强化效果。
采用控轧控冷工艺,终轧温度应保证轧机轧制稳定性条件下,作为控制轧制速度的一种方法,终轧温度应控制在较低的范围内,且随着带钢厚度不同进行调节,为了稳定带钢轧制速度,可以在上述终轧温度范围内通过调整终轧温度来实现。通过调整机架间冷却水量,来控制带钢轧制速度,实现稳定的控轧控冷。
通过F1-F2机架大压下工艺,增加形变储能,细化奥氏体晶粒。在轧制厚度≥7.5mm带钢时,将F3轧机进行空过,用于增加F1-F2机架的压下率。
较高的卷取温度有利于TiC在卷取后的带钢上析出,增加析出强化作用。较高的卷取温度,有利于铁素体的形成及晶粒均匀性。因此,卷取温度应控制在600-650℃范围。
带钢在层冷区域采用两端水冷、中间空冷的技术,有利于促进强化元素TiC的充分析出,且增加带钢铁素体的转变量,能同时提高带钢强度和延伸率。区别于常规的层流冷却方式,本发明采用调整机架间冷却水和终轧温度的方式来控制带钢速度,以保证带钢在4-6组空冷为速度调整的目标,实现带钢在层冷区域稳定的控冷,保证强化元素TiC的充分析出和铁素体的转变量,实现带钢性能的稳定控制。
本发明的有益效果是:本发明采用低碳微合金强化控轧控冷工艺,在低碳钢中添加微量的Ti和Nb进行强化,通过控轧控冷工艺充分发挥微合金析出强化的作用,能有效提高510L汽车大梁钢的强度和塑性指标,实际生产510L带钢屈服强度在450-520MPa,抗拉强度在550-620Mpa,延伸率在24-30%,解决了低碳微合金强(Ti、Nb)强化工艺下510L带钢力学性能的波动的问题,实现了510L带钢性能的稳定控制,生产的510L汽车大梁钢满足汽车用钢要求。本发明中合金成分含量较低,最大限度发挥微合金Ti和Nb的析出强化效果,实现了510L带钢制造成本的显著降低。
具体实施方式
以下结合具体实施方式对本发明进行进一步详细说明。
一种基于CSP流程生产热轧510L汽车大梁钢的制作方法,其特征在于包括以下步骤:
A、进行钢水预处理,然后进行复合喷吹脱硫处理;
B、经过转炉顶底复吹冶炼、炉后全程底吹氩精练处理、LF炉精练处理后,控制钢水中化学成分的质量分数如下:C 0.050-0.070%,Si 0.03-0.30%,Mn 0.6-1.2%,P≤0.018%,S≤0.01%,Nb 0.01-0.04%,Ti 0.03-0.06%,N≤0.005%,余量为Fe;
C、进行薄板坯连铸保护浇注,热送加热炉,然后高压水除鳞;
D、进行六机架连续轧制,采用控轧控冷工艺,板坯从加热炉的出炉温度保持在1120-1180℃,终轧温度随着带钢厚度不同进行调节,带钢厚度为2.0-5.0mm时终轧温度控制在900-930℃,带钢厚度为5.1-8.0mm时终轧温度控制在880-920℃,带钢厚度为8.1-12.7mm时终轧温度控制在860-900℃范围;在F1-F3机架开启机架间冷却水,F1机架水量为100-150m³/h,F2机架水量为100-150m³/h,F3机架水量为100-150m³/h,F4-F6机架间冷却水量为0m³/h;F1机架相对压下率≥42%,F2机架相对压下率≥40%;
E、进行层流冷却,共有8组层流冷却,采用两端冷却方式,第4组、第5组和第6组冷却水关闭,保证带钢在第4组-第6组空冷;根据带钢厚度和卷取温度需要,选择开启第1组、第2组、第3组和第7组、第8组的冷却水,选择的原则是由两端向中间依次开启;
F、地下卷取,卷取温度应控制在600-650℃。
在步骤D中,510L带钢典型厚度的轧制速度如下:9.8mm带钢轧制速度为2.5m/s-2.7m/s;7.8mm带钢轧制速度为3.2m/s-3.4m/s;6.8mm带钢轧制速度为3.7m/s-3.9m/s;5.8mm带钢轧制速度为4.3m/s-4.5m/s;4.8mm带钢轧制速度为4.9m/s-5.1m/s;3.8mm带钢轧制速度为5.9m/s-6.1m/s。
本发明方法可生产的热轧510L热轧汽车大梁钢带钢厚度在2.5-12mm,宽度在950-1680mm。
以下提供6个实施例,各实施例的化学成分见表1,轧制工艺参数见表2,层流冷却工艺及卷取温度见表3,钢卷力学性能检测见表4。
以上实施例所生产的热轧510L汽车大梁钢卷无边部裂纹、延伸率偏低、冷弯裂纹等缺陷。本发明通过在低碳钢中添加微量的Ti和Nb,通过控轧控冷工艺充分发挥微合金析出强化的作用,稳定提高汽车大梁钢力学性能,使其满足使用要求。
Claims (2)
1.一种基于CSP流程生产热轧510L汽车大梁钢的制作方法,其特征在于包括以下步骤:
A、进行钢水预处理,然后进行复合喷吹脱硫处理;
B、经过转炉顶底复吹冶炼、炉后全程底吹氩精练处理、LF炉精练处理后,控制钢水中化学成分的质量分数如下:C 0.050-0.070%,Si 0.03-0.30%,Mn 0.6-1.2%,P≤0.018%,S≤0.01%,Nb 0.01-0.04%,Ti 0.03-0.06%,N≤0.005%,余量为Fe;
C、进行薄板坯连铸保护浇注,热送加热炉,然后高压水除鳞;
D、进行六机架连续轧制,采用控轧控冷工艺,在F1-F3机架开启机架间冷却水,F1机架水量为100-150m³/h,F2机架水量为100-150m³/h,F3机架水量为100-150m³/h,F4-F6机架间冷却水量为0m³/h;
板坯从加热炉的出炉温度保持在1120-1180℃,终轧温度随着带钢厚度不同进行调节,带钢厚度为2.0-5.0mm时终轧温度控制在900-930℃,带钢厚度为5.1-8.0mm时终轧温度控制在880-920℃,带钢厚度为8.1-12.7mm时终轧温度控制在860-900℃范围;
510L带钢典型厚度的轧制速度如下:9.8mm带钢轧制速度为2.5m/s-2.7m/s;7.8mm带钢轧制速度为3.2m/s-3.4m/s;6.8mm带钢轧制速度为3.7m/s-3.9m/s;5.8mm带钢轧制速度为4.3m/s-4.5m/s;4.8mm带钢轧制速度为4.9m/s-5.1m/s;3.8mm带钢轧制速度为5.9m/s-6.1m/s;
E、进行层流冷却,共有8组层流冷却,采用两端冷却方式,第4组、第5组和第6组冷却水关闭,保证带钢在第4组-第6组空冷;
F、地下卷取,卷取温度应控制在600-650℃。
2.根据权利要求1所述的一种基于CSP流程生产热轧510L汽车大梁钢的制作方法,其特征在于:在步骤D中,F1机架相对压下率≥42%,F2机架相对压下率≥40%。
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2022
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