CN115591933A - 一种生产板宽≥1800mm的双相钢的方法 - Google Patents

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Abstract

一种生产板宽≥1800mm的双相钢的方法：常规热轧并热轧板面凸度；酸洗；采用五机架进行冷轧，根据成品厚度细化组距及控制冷轧压下率；连续退火；平整。本发明不仅带钢宽度≥1800mm，且生产工艺稳定，合格率由现在的40%可达到75%以上，抗拉强度≥500MPa，使用性能满足用户需要。

Description

一种生产板宽≥1800mm的双相钢的方法
技术领域
本发明涉及一种双相钢的生产方法，具体属于一种生产板宽≥1800mm的双相钢的方法。
背景技术
随着汽车市场的深入发展，市场对汽车用钢的要求出现差异化和多元化的趋势，部分用户为了提高钢板的材料利用率，满足零件的整体成形要求，减少原先拼焊板的焊接成本，因此需要较大宽幅板面的冷轧板。
双相钢是在一种较软的铁素体相上均匀分布着硬质的马氏体相，通过两相的强度和塑性的协调从而改善综合性能。超宽幅双相钢主要用于汽车的保险杠、防撞杆、车底十字构件、悬挂系统等结构和加强件。与常规宽度尺寸材料相比，超宽幅材料可以显著提高大尺寸零件的材料利用率，减少激光拼焊板的使用，可降低生产成本及减少碳排放。
超宽幅双相钢因宽度超过1800mm，在连退炉内生产时很容易因跑偏而剐蹭炉壁，进而导致断带停机，一般处理断带停机事故需要20小时以上的时间，严重影响生产节奏，给企业造成巨大损失。因此减少超宽幅双相钢的跑偏，可以有效的提高机组的生产效率，而控制跑偏，最为主要的是控制钢板的板形。其次，双相钢是通过控制铁素体和奥氏体两相区的冷却，部分奥氏体转变为铁素体，随后通过快速冷却使剩余的奥氏体转变为马氏体，超宽幅双相钢需要严格控制钢带宽度方向上冷却速率的一致性，保证产品性能的均质性。材料的高通板、高质量和高性能要求导致了现有技术无法高效稳定的制造超宽幅双相钢，生产合格率不到40％。
现有公开的技术，只是针对一种特定的钢种进行生产方法、加工方法或制造方法的阐明，例如专利申请号CN201210574442.8、CN202010095552.0、CN201210205030.7等。尚未见到国内外生产宽度≥1800mm稳定性好，合格率高的双相钢的有效的冷轧工序生产控制工艺和技术方案。
发明内容
本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种不仅带钢宽度≥1800mm，且生产稳定，合格率有现在的40％可达到75％以上，性能满足用户需要，抗拉强度≥500MPa的生产板宽≥1800mm的双相钢的方法。
实现上述目的的技术措施：
一种生产板宽≥1800mm的双相钢的方法，其步骤如下：
1)进行常规热轧并热轧板面凸度：板面凸度值控制在30～100μm，其中：当热轧板的厚度≤2.8mm时，板面凸度值控制不超过90μm；当热轧板的厚度＞2.8至4.5mm时，板面凸度值控制不超过100μm；
2)进行酸洗：控制酸槽温度在70～90℃；
控制三个酸槽中的自由酸浓度如下：
1号酸槽不低于50g/l，2号酸槽不低于70g/l，3号酸槽不低于130g/l；酸洗速度控制在不超过180m/min；
3)采用五机架进行冷轧，并根据成品厚度细化组距及控制冷轧压下率：
当0.6mm＜成品厚度≤0.7mm时，选择热轧原料厚度在2.2～≤2.4mm，冷轧总压下率控制在68～75％；
当0.7mm＜成品厚度≤0.8mm时，选择热轧原料厚度在2.4～≤2.6mm，冷轧总压下率控制在67～73％；
当0.8mm＜成品厚度≤0.9mm时，选择热轧原料厚度在2.7～≤2.9mm，冷轧总压下率控制在67～72％；
当0.9mm＜成品厚度≤1.0mm时，选择热轧原料厚度在2.9～≤3.1mm，冷轧总压下率控制在66～71％；
当1.0mm＜成品厚度≤1.2mm时，选择热轧原料厚度在3.1～≤3.3mm，冷轧总压下率控制在61～70％；
当1.2mm＜成品厚度≤1.4mm时，选择热轧原料厚度在3.4～≤3.6mm，冷轧总压下率控制在59～67％；
当1.4mm＜成品厚度≤1.7mm时，选择热轧原料厚度在3.9～≤4.1mm，冷轧总压下率控制在56～66％；
当1.7mm＜成品厚度≤2.0mm时，选择热轧原料厚度在4.4～≤4.6mm，冷轧总压下率控制在55～63％；
并控制乳化液温度在45～60℃，皂化值不低于170KOH/g；
控制各机架工作辊的凸度在：第1～4机架工作辊凸度为20～40μm，第5机架工作辊凸度不大于10μm且控制第5机架倾斜值不超过320μm，轧机出口带钢两侧的张力差绝对值≤5KN；
4)进行连续退火：在对经冷轧后的板宽≥1800mm的双相钢进行退火之前，首先安排2～3卷宽度大于所要退火的双相钢的宽度的DC01普碳钢卷，其宽度大于值不低于5mm；DC01钢和双相钢采用相同的温度和速度，之后，对板宽≥1800mm的双相钢进行连续退火；
各段工艺操作按照如下进行：
各段的退火温度控制如下：
均热段退火温度在805～825℃；
缓冷段的退火温度在610～640℃；
快冷段的退火温度在280～310℃；且本段采用高氢冷却模式，氢气含量不低于13％，冷却速度不低于40℃/s；
过时效段的退火温度在260～300℃；
终冷段的退火温度为170～180℃；
根据产品厚度控制退火速度：
对于带钢厚度＞0.6～1.0mm，退火速度为160～220m/min；对于带钢厚度＞1.0～2.0mm，退火速度为130～180m/min；
控制各段的张力：
加热段：
第一加热段及第二加热段张力控制在10～15KN，并控制炉辊凸度在0.25～0.35mm；
第三加热段张力控制在8～12KN；
均热段：
该段张力控制在6～10KN；
缓冷段及快冷段：
该二段张力均控制在15～20KN；
过时效段及终冷段：
该二段张力均控制在12～16KN；
5)进行平整，采用恒定流量的湿平整模式，使用中间辊串辊，在生产超宽幅双相钢之前更换新的工作辊，平整延伸率控制在0.4～0.8％。
进一步地：在连续退火期间，当机组出现异常需要降速时，加热炉采用阶梯降速方式，即速度逐级降低，且单次降速不超过20m/min，且运行速度不低于60m/min。
本发明中主要工艺的作用及机理
本发明之所以控制热轧原料的板凸度，良好的板形主要来源于良好的热轧原料板廓以及冷轧轧制过程中带钢宽度方向上的等比例延伸。热轧原料板廓对板形的影响最为直接，冷轧带钢出口凸度取决于热轧原料凸度与轧机辊缝凸度，二者之间差异的大小决定带钢浪形的大小。在超宽幅双相钢的板形控制上，因板宽达到轧机轧辊辊身长度极限，常规的板形控制手段如弯辊、串辊等，都达不到最好的板形控制效果，因此，适当的热轧原料凸度可以减少带钢轧制的中间延伸程度，改善带钢板形。通过大量的生产实绩发现，超宽幅双相钢的热轧原料厚度≤2.8mm时，板凸度值为30～90μm；超宽幅双相钢的热轧原料厚度＞2.8至4.5mm时，板凸度值为30～100μm，冷轧板形控制更好。
本发明之所以控制酸槽温度在70～90℃，三个酸槽中的自由酸浓度，1号酸槽不低于50g/l，2号酸槽不低于70g/l，3号酸槽不低于130g/l，酸洗速度控制在180m/min以下，是为了避免钢卷过酸洗和欠酸洗，提高产品表面质量。
本发明之所以控制乳化液温度在45～60℃，皂化值不低于170KOH/g，是为了控制超宽幅双相钢的板形和减少钢卷表面残油残铁，提高产品表面质量。
本发明之所以冷轧时细化组距，特别针对成品厚度1.0mm以下的超宽幅双相钢，每0.1mm的成品厚度进行分组距控制总压下率。增大压下率，可以增加钢板组织变形区内位错密度，提高晶粒的畸变能，降低再结晶稳定，但当宽度超过1800mm以上，压下率的增加会造成轧机轧制力的陡增，极大的影响了弯辊和窜辊对板形的调节效果，同时给轧机的冷却造成极限挑战，使轧机电机超温，更加不利于板形的稳定控制，伴随着轧制量的增加，板形更加恶化，因此需要每0.1mm的成品厚度进行分组距控制总压下率，同时总压下率的设定，需要综合考虑性能、板形和通板能力。
本发明之所以控制1～5机架工作辊的凸度，第1～4机架工作辊凸度为20～40μm，第5机架工作辊凸度为不大于10μm；控制第5机架倾斜，倾斜值控制在320μm以下，保证轧机出口带钢两侧的张力差绝对值≤5KN。降低带钢两侧的张力差，可以提高特别是宽度方向的板形质量，可以明显降低连退机组跑偏的风险。
本发明之所以安排2～3卷DC01普碳钢，DC01钢的宽度需要大于本发明的超宽幅双相钢的宽度。需要将前导料提前调整成超宽幅双相钢的生产工艺，为了保证超宽幅双相钢进入退火炉后能够顺利通板，减少带钢和炉辊长度方向产生的温差不均现象，降低带钢宽度方向上的热应力差，因此，生产前安排一定量的前导料进行热辊，减少带钢跑偏的产生几率。
本发明之所以控制不同工艺段的退火温度，均热段的温度为805～825℃，缓冷段的温度为610～640℃，快冷段的温度为280～310℃，投入高氢冷却模式，氢气含量≥13％，快冷速率达到40℃/s以上，过时效段的温度为260～300℃，终冷段的温度为170～180℃。均热温度提高，有利于奥氏体的体积分数增加，当均热温度为805～825℃，有利于获得体积分数约为25％的奥氏体和75％的铁素体，奥氏体中碳含量下降，缓冷过程部分奥氏体转变为铁素体，随后快冷过程使剩余的奥氏体转变为马氏体，产品最终形成马氏体和铁素体的双相组织，马氏体的体积分数约为20％。适当降低缓冷段和快冷段段温度，一方面可以降低带钢与炉辊之间的温差，减少冷瓢曲风险，另一方面与退火速度匹配，可以提高冷却速率。但缓冷温度越低，缓冷过程奥氏体转变为铁素体越多，使快冷过程形成的马氏体量越少，产品达不到需要的强度。提高冷却速率，可以使均热段获得的奥氏体竟可能的转变为马氏体，因此需要投入高氢冷却模式，保证氢气含量≥13％，保证快冷速率达到40℃/s以上，同时可以保证超宽幅钢带宽度方向上冷却速率的一致性，保证产品性能的均质性。过时效段的温度为260～300℃，使得马氏体进行回火转变，减小产品最终组织中马氏体和铁素体之间的硬度差异，同时打开过时效段的电加热装置，提高时效段温度的稳定，减少辊型的变化，降低冷瓢曲及擦伤等表面缺陷的发生几率。
本发明之所以控制退火速度，对于带钢厚度＞0.6至1.0mm，退火速度为160～220m/min；对于带钢厚度＞1.0至2.0mm，退火速度为130～180m/min。冷却速率需要达到35℃/s以上才能确保产品达到要求，因此需要控制一个合适的速度，以保证冷却速率。同时为了减少炉辊辊型对宽幅带钢的影响，退火炉运行速度需要提高，但速度提高容易造成带钢跑偏，严重时造成断带，而退火速度低容易造成带钢的瓢曲。设定最小运行速度，即通板安全运行速度，若机组低于这个速度，容易造成严重的瓢曲，因而引发机组停机和断带等严重的生产事故。综上，退火速度的控制需要综合考虑。
本发明之所以控制各工艺段的张力，主要是为了控制超宽幅带钢跑偏，瓢曲和减小通板波动。第一加热段和第二加热段，由于带钢在较低的温度进入较高的温度，带钢内应力释放，带钢容易出现跑偏，而超宽幅双相钢板形不好或者带钢两侧的张力差偏大，更会加重带钢的跑偏，因此该区域炉辊凸度要提高，控制在0.25～0.35mm，同时需要加大第一加热段和第二加热段的张力，控制在10～15KN。第三加热段，跑偏几率小，同时由于带钢处于高温状态，钢质较软，可以适当减少张力，控制在8～12KN。均热段由于带钢经过一段时间保温在805～825℃，钢质更软，需要进一步减小张力，控制在6～10KN。缓冷段和快冷段，由于降低缓冷段和快冷段温度有利于降低带钢与炉辊之间的温差，可以减少冷瓢曲的风险，但温度降低是通过冷却风箱来实现的，同时投入了高氢冷却模式，冷却风箱风速大，容易使带钢晃动造成擦伤，超宽幅带钢晃动更大，造成擦伤更加严重，因此张力需要偏大，控制在15～20KN。过时效段和终冷段，该区域张力过大会造成冷瓢曲程度加重，过小擦伤程度加大，因此该区域张力值的设定需兼顾擦伤和瓢曲，控制在12～16KN。
本发明之所以平整工艺采用恒定流量的湿平整模式，使用中间辊串辊，主要是为了保证宽度方向的轧制力一致性，确保超宽幅双相钢成品的板形。在生产超宽幅双相钢之前更换新的工作辊，减少窄规格向宽规格过渡造成的带钢边部色差，保证成品的高表面质量。
本发明与现有技术相比，本发明不仅带钢宽度≥1800mm，且生产工艺稳定，合格率由现在的40％可达到75％以上，抗拉强度≥500MPa，使用性能满足用户需要。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
表1为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表；
表2为本发明各实施例及对比例性能检测情况列表。
本发明各实施例按照以下步骤生产
1)进行常规热轧并热轧板面凸度：板面凸度值控制在30～100μm，其中：当热轧板的厚度≤2.8mm时，板面凸度值控制不超过90μm；当热轧板的厚度＞2.8至4.5mm时，板面凸度值控制不超过100μm；
2)进行酸洗：控制酸槽温度在70～90℃；
控制三个酸槽中的自由酸浓度如下：
1号酸槽不低于50g/l，2号酸槽不低于70g/l，3号酸槽不低于130g/l；酸洗速度控制在不超过180m/min；
3)采用五机架进行冷轧，并根据成品厚度细化组距及控制冷轧压下率：
当0.6mm＜成品厚度≤0.7mm时，选择热轧原料厚度在2.2～≤2.4mm，冷轧总压下率控制在68～75％；
当0.7mm＜成品厚度≤0.8mm时，选择热轧原料厚度在2.4～≤2.6mm，冷轧总压下率控制在67～73％；
当0.8mm＜成品厚度≤0.9mm时，选择热轧原料厚度在2.7～≤2.9mm，冷轧总压下率控制在67～72％；
当0.9mm＜成品厚度≤1.0mm时，选择热轧原料厚度在2.9～≤3.1mm，冷轧总压下率控制在66～71％；
当1.0mm＜成品厚度≤1.2mm时，选择热轧原料厚度在3.1～≤3.3mm，冷轧总压下率控制在61～70％；
当1.2mm＜成品厚度≤1.4mm时，选择热轧原料厚度在3.4～≤3.6mm，冷轧总压下率控制在59～67％；
当1.4mm＜成品厚度≤1.7mm时，选择热轧原料厚度在3.9～≤4.1mm，冷轧总压下率控制在56～66％；
当1.7mm＜成品厚度≤2.0mm时，选择热轧原料厚度在4.4～≤4.6mm，冷轧总压下率控制在55～63％；
并控制乳化液温度在45～60℃，皂化值不低于170KOH/g；
控制各机架工作辊的凸度在：第1～4机架工作辊凸度为20～40μm，第5机架工作辊凸度不大于10μm且控制第5机架倾斜值不超过320μm，轧机出口带钢两侧的张力差绝对值≤5KN；
4)进行连续退火：在对经冷轧后的板宽≥1800mm的双相钢进行退火之前，首先安排2～3卷宽度大于所要退火的双相钢的宽度的DC01普碳钢卷，其宽度大于值不低于5mm；DC01钢和双相钢采用相同的温度和速度，之后，对板宽≥1800mm的双相钢进行连续退火；
各段工艺操作按照如下进行：
各段的退火温度控制如下：
均热段退火温度在805～825℃；
缓冷段的退火温度在610～640℃；
快冷段的退火温度在280～310℃；且本段采用高氢冷却模式，氢气含量不低于13％，冷却速度不低于40℃/s；
过时效段的退火温度在260～300℃；
终冷段的退火温度为170～180℃；
根据产品厚度控制退火速度：
对于带钢厚度＞0.6～1.0mm，退火速度为160～220m/min；对于带钢厚度＞1.0～2.0mm，退火速度为130～180m/min；
控制各段的张力：
加热段：
第一加热段及第二加热段张力控制在10～15KN，并控制炉辊凸度在0.25～0.35mm；
第三加热段张力控制在8～12KN；
均热段：
该段张力控制在6～10KN；
缓冷段及快冷段：
该二段张力均控制在15～20KN；
过时效段及终冷段：
该二段张力均控制在12～16KN；
5)进行平整，采用恒定流量的湿平整模式，使用中间辊串辊，在生产超宽幅双相钢之前更换新的工作辊，平整延伸率控制在0.4～0.8％。
表1本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表
Figure BDA0003856867850000101
续表1
Figure BDA0003856867850000102
Figure BDA0003856867850000111
表2本发明各实施例及对比例性能检测情况列表
Figure BDA0003856867850000112
从表2可以看出，实施例1-7，本发明权利要求范围内的超宽幅双相钢，不仅能够顺利、高质量的通板和生产，而且表面质量和力学性能均满足要求，性能指标符合HC340/590DP钢的技术指标。实施例1-7整体产品的合格率达到85％。对比例1由于轧机出口带钢张力差大导致带钢在退火炉内跑偏，机组采取紧急降速措施，造成带钢表面严重擦伤等表面质量缺陷，同时机组降速导致冷却速率较低，造成产品性能不符。对比例2由于高氢模式未投入，导致快冷段温度偏高，同时导致超宽幅板宽度方向上性能不均匀，冲压过程中容易开裂，影响客户使用。
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。

Claims (2)

1.一种生产板宽≥1800mm的双相钢的方法，其步骤如下：
1）进行常规热轧并热轧板面凸度：板面凸度值控制在30～100μm，其中：当热轧板的厚度≤2.8mm时，板面凸度值控制不超过90μm；当热轧板的厚度＞2.8至4.5mm时，板面凸度值控制不超过100μm；
2）进行酸洗：控制酸槽温度在70～90℃；
控制三个酸槽中的自由酸浓度如下：
1号酸槽不低于50g/l，2号酸槽不低于70g/l，3号酸槽不低于130g/l；酸洗速度控制在不超过180m/min；
3）采用五机架进行冷轧，并根据成品厚度细化组距及控制冷轧压下率：
当0.6mm＜成品厚度≤0.7mm时，选择热轧原料厚度在2.2～≤2.4mm，冷轧总压下率控制在68～75%；
当0.7mm＜成品厚度≤0.8mm时，选择热轧原料厚度在2.4～≤2.6mm，冷轧总压下率控制在67～73%；
当0.8mm＜成品厚度≤0.9mm时，选择热轧原料厚度在2.7～≤2.9mm ，冷轧总压下率控制在67～72%；
当0.9mm＜成品厚度≤1.0mm时，选择热轧原料厚度在2.9～≤3.1mm ，冷轧总压下率控制在66～71%；
当1.0mm＜成品厚度≤1.2mm时，选择热轧原料厚度在3.1～≤3.3mm ，冷轧总压下率控制在61～70%；
当1.2mm＜成品厚度≤1.4mm时，选择热轧原料厚度在3.4～≤3.6mm ，冷轧总压下率控制在59～67%；
当1.4mm＜成品厚度≤1.7mm时，选择热轧原料厚度在3.9～≤4.1mm ，冷轧总压下率控制在56～66%；
当1.7mm＜成品厚度≤2.0mm时，选择热轧原料厚度在4.4～≤4.6mm ，冷轧总压下率控制在55～63%；
并控制乳化液温度在45～60℃，皂化值不低于170KOH/g；
控制各机架工作辊的凸度在：第1～4机架工作辊凸度为20～40μm，第5机架工作辊凸度不大于10μm且控制第5机架倾斜值不超过320μm，轧机出口带钢两侧的张力差绝对值≤5KN；
4）进行连续退火：在对经冷轧后的板宽≥1800mm的双相钢进行退火之前，首先安排2～3卷宽度大于所要退火的双相钢的宽度的DC01普碳钢卷，其宽度大于值不低于5mm；DC01钢和双相钢采用相同的温度和速度，之后，对板宽≥1800mm的双相钢进行连续退火；
各段工艺操作按照如下进行：
各段的退火温度控制如下：
均热段退火温度在805～825℃；
缓冷段的退火温度在610～640℃；
快冷段的退火温度在280～310℃；且本段采用高氢冷却模式，氢气含量不低于13%，冷却速度不低于40℃/s；
过时效段的退火温度在260～300℃；
终冷段的退火温度为170～180℃；
根据产品厚度控制退火速度：
对于带钢厚度＞0.6～1.0mm，退火速度为160～220m/min；对于带钢厚度＞1.0～2.0mm，退火速度为130～180m/min；
控制各段的张力：
加热段：
第一加热段及第二加热段张力控制在10～15KN，并控制炉辊凸度在0.25～0.35mm；
第三加热段张力控制在8～12KN；
均热段：
该段张力控制在6～10KN；
缓冷段及快冷段：
该二段张力均控制在15～20KN；
过时效段及终冷段：
该二段张力均控制在12～16KN；
5） 进行平整，采用恒定流量的湿平整模式，使用中间辊串辊，在生产超宽幅双相钢之前更换新的工作辊，平整延伸率控制在0.4～0.8%。
2.如权利要求1所述的一种生产板宽≥1800mm的双相钢的方法，其特征在于：在连续退火期间，当机组出现异常需要降速时，加热炉采用阶梯降速方式，即速度逐级降低，且单次降速不超过20m/min，且运行速度不低于60m/min。
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