一種熱軋酸洗板及其生產方法
2023-10-06 05:13:04
一種熱軋酸洗板及其生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種熱軋酸洗板及其生產方法，所述熱軋酸洗板是在普通低碳鋼成分體系基礎上，通過合理添加微合金元素B、Ti，並結合精軋前熱卷箱保溫、精軋後弛豫冷卻，最終達到控制組織和析出相，降低低碳鋼內柯氏氣團作用，使熱軋帶鋼上下屈服點應力差降低至5MPa以下，消除了熱軋板在酸洗開卷矯直過程中表面橫折印缺陷。本發明既解決了熱軋酸洗板表面橫折印缺陷問題，又避免了通過平整軋制消除橫折印的傳統生產工藝，為鋼廠的實際生產節約了時間和成本，是一種經濟有效的熱軋酸洗板的生產方法。本發明的熱軋酸洗板可廣泛應用於家電、汽車以及五金機電行業。
【專利說明】一種熱軋酸洗板及其生產方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬於軋鋼【技術領域】，具體涉及一種熱軋酸洗板及其生產方法。
【背景技術】
[0002] 熱軋酸洗板是介於熱軋板和冷軋板之間的中間產品，熱軋酸洗板以優質的熱軋板 卷為原料，在推拉式酸洗機組上，經鹽酸酸洗去掉帶鋼表面氧化鐵皮，後經切邊、平整以及 塗油工藝得到熱軋酸洗卷。與熱軋卷相比，熱軋酸洗板具有良好的表面質量，易於焊接、塗 油和上漆。熱軋酸洗板以其高性能，低成本的優勢廣泛應用於家電、汽車、五金機電等行業， 實現了以熱軋板代替冷軋板的目的，具有良好的市場應用前景。
[0003] 然而在低碳熱軋酸洗板的生產過程中帶鋼表面易形成橫折印缺陷。橫折印缺陷 在板卷的某個部位出現垂直於軋向的條狀折印，嚴重時折印會貫穿整個板面，並有明顯 的凹凸手感。該類表面缺陷嚴重影響熱軋酸洗卷的產品合格率和客戶使用情況。帶鋼 表面橫折印缺陷，主要是由於帶鋼在開卷矯直過程中，發生了不均勻的塑性變形。而不 均勾的塑性變形主要與低碳鋼上下屈服點應力差過大有關（Hiroshi Kobayashi. Origin of break marks produced in the processing of mild steel strip. 41th MWSP CONE PR0C. 1999:743-752.)。造成帶鋼上下屈服點應力差過大，主要是由於低碳鋼鐵素體基體中 存在大量的碳、氮間隙原子，形成柯氏氣團。柯氏氣團在帶鋼發生塑性變形初期嚴重釘扎可 動位錯的滑移，使得帶鋼在拉伸應變過程中出現上屈服點，一旦位錯擺脫柯氏氣團的釘扎 作用，位錯就可以自由滑移並增殖，此時在拉伸應變過程中則表現為下屈服點和屈服平臺。
[0004] 為解決此類缺陷，大多數鋼廠採用的是酸洗前平整軋制。但通過該工藝生產的熱 軋酸洗板工序複雜，成本較高。且經平整軋制後帶鋼有一定的加工硬化，降低了帶鋼冷成型 性能。此外還有些單位採用獲得"準針狀鐵素體組織"來消除熱軋碳素結構鋼橫折印缺陷 (專利號CN1570157A)。但此方法只適用於碳含量0. 13?0. 19%的結構鋼，對於碳含量在 0. 02?0. 06 %範圍低碳熱軋酸洗卷並不適用，這主要是由於低碳鋼很難獲得該專利中所 述的"準針狀鐵素體組織"。
[0005] 本發明主要的方法是通過微合金元素 B、Ti的添加並配合精軋前熱卷箱保溫、精 軋後弛豫冷卻方式，降低鐵素體基體內部固溶的碳、氮原子含量，儘可能的讓碳、氮間隙原 子以析出相的形式存在，降低柯氏氣團的作用，從而降低上下屈服點的應力差，最終消除帶 鋼表面橫折印缺陷。
【發明內容】
[0006] 本發明的目的在於克服低碳鋼熱軋酸洗板表面橫折印缺陷，並提供一種生產工序 簡單，成本較低的熱軋酸洗板的生產方法。
[0007] 本發明提供的熱軋酸洗板的化學成分質量百分比為：C 0. 02-0. 06 % ; SiO. 005-0. 02 % ；Mn 0. 05-0. 3 % ；Ti 0. 01-0. I % ；B 0. 001-0. 005 % ；A1 0. 01-0. I % ； P < 0. 03% ;S < 0. 01% ;餘量為Fe及不可避免雜質。
[0008] 以下對本發明所含合金元素的作用及其用量的選擇具體分析說明：
[0009] C :0.02-0. 06%
[0010] 在熱軋酸洗板中，C是重要的強化元素，通過固溶強化和析出強化等作用保證帶鋼 的強度。低碳鋼鐵素體內固溶的C原子易形成柯氏氣團，釘扎可動位錯運動，導致上下屈服 點應力差過大，易形成橫折印缺陷。為降低柯氏氣團的作用，應儘可能的降低帶鋼中的C含 量。但過低的C含量將導致帶鋼屈服和抗拉強度的降低，並增加生產成本。因此本發明的 熱軋酸洗板將C含量控制在0. 02-0. 06%之間。
[0011] Si ：0. 005-0. 02%
[0012] 在熱軋酸洗板中，Si是廉價而有效的脫氧元素，Si含量低於0. 005%時，則不能發 揮其效果。但Si含量高於0.02%時，則會影響軋制時除鱗效果和酸洗表面質量。因此本發 明的熱軋酸洗板將Si含量控制在0. 005-0. 02%之間。
[0013] Mn :0.05-0. 3%
[0014] 在熱軋酸洗板中，Mn是提高帶鋼強度和韌性的有效元素，但Mn含量過高，也會帶 來帶鋼生產成本的增加。因此本發明的熱軋酸洗板將Mn含量控制在0. 05-0. 3%之間。
[0015] Ti :0.01-0.1%
[0016] 在熱軋酸洗板中，Ti作為微合金元素，主要是利用其與C形成TiC析出相，降低柯 氏氣團中C原子對可動位錯的釘扎作用，同時利用TiC析出相的析出強化作用提高帶鋼強 度。但Ti含量的增加也會帶來生產成本的增加。因此本發明的熱軋酸洗板將Ti含量控制 在 0.01-0. 1 %之間。
[0017] B ：0. 001-0. 005%
[0018] 在熱軋酸洗板中，B作為微合金元素，主要利用其與N形成BN析出相，防止間隙原 子N形成柯氏氣團釘扎位錯運動。同時BN的析出會使AlN析出相的減少，從而粗化鐵素體 晶粒，使得帶鋼強度降低。因此本發明的熱軋酸洗板將B含量控制在0. 001-0. 005%之間。
[0019] Al :0.01-0.1%
[0020] 在熱軋酸洗板中，Al是鎮靜鋼中的脫氧元素，Al易於N形成AlN析出相，AlN析 出相能有效細化鐵素體晶粒，提高帶鋼強度。因此本發明的熱軋酸洗板將Al含量控制在 0· 01-0. 1%之間。
[0021] P^O. 03% ；
[0022] 在熱軋酸洗板中，P是有害雜質元素，易引起鑄坯的中心偏析，影響冷彎和成型性 能，因此設定其上限為0.03%。
[0023] S^O. 01%
[0024] 在熱軋酸洗板中，S是非常有害的元素，易與鋼種Mn元素形成MnS夾雜，MnS夾雜 物嚴重惡化帶鋼冷彎和成型性能。因此在熱軋酸洗板中應將其控制在0. 01%以下。
[0025] 本發明的另一目的在於提出一種熱軋酸洗板的生產方法，其主要步驟為：
[0026] 1)將220mm連鑄坯加熱至1150?1250°C，在爐時間為120min，經Rl和R2兩機架 粗軋成35mm厚中間還，粗軋出口溫度控制在950?1050°C，並經熱卷箱保溫；
[0027] 2)將上述中間坯經Fl?F7七機架精乳，精軋後的帶鋼厚度為2?6mm。終軋溫 度控制在800?900 °C ;
[0028] 3)將精軋後的帶鋼進行弛豫空冷，空冷時間控制在3?10s，而後經層流冷卻，保 證帶鋼卷取溫度在600?700 °C ;
[0029] 4)將帶鋼冷卻至室溫後在推拉式酸洗機組上開卷矯直，經4個酸槽紊流酸洗。四 個酸槽內鹽酸濃度逐次增加，1#酸槽濃度控制在30?50g/L ;2#酸槽濃度控制在60?90g/ L ;3#酸槽濃度控制在100?120g/L ;4#酸槽濃度控制在140?160g/L。四個酸槽的溫度 控制在60?90°C。經鹽酸酸洗後的帶鋼經漂洗吹乾後切邊塗油至最終成品。
[0030] 與現有技術相比，本發明的有益效果至少在於：
[0031] 1)在普通低碳鋼的成分體系上，通過合理添加合金元素 B、Ti，並結合精軋前熱卷 箱保溫、精軋後弛豫冷卻，最終消除帶鋼表面橫折印缺陷；
[0032] 2)取代了熱軋帶鋼通過平整消除表面橫折印的常規工藝，生產工序簡單，成本 低；
[0033] 3)由於取代了熱軋帶鋼平整工藝，消除了在平整過程中的劃傷和輥印缺陷，提高 了帶鋼的表面質量；
[0034] 4)減少了由於熱軋平整帶來的加工硬化，使得帶鋼的加工成型性能得到提高。
【專利附圖】
【附圖說明】：
[0035] 圖1 :是本發明通過成分優化和工藝調整後得到的熱軋酸洗板的金相組織；
[0036] 圖2 :是本發明通過成分優化和工藝調整後得到的熱軋酸洗板的拉伸應力應變曲 線。
【具體實施方式】 [0037] 實施例1
[0038] 本實施例的熱軋酸洗板，主要成分如表1所示，其製備方法為：將該成分的連鑄坯 加熱至1220°C，經Rl和R2兩機架粗軋成35mm中間坯，並經精軋前熱卷箱保溫。粗軋壓下率 為85%，粗軋出口溫度為1050°C。再將中間坯經Fl?F7七機架連軋成4mm的帶鋼。帶鋼 終軋溫度為880°C。帶鋼在精軋機出口空冷8s，在層流冷卻段後段冷卻，卷取溫度為668°C。 將冷卻至室溫的鋼卷在推拉式酸洗生產線上開卷矯直，而後酸洗、漂洗吹乾，並切邊塗油至 最終產品。酸洗過程中4個酸槽濃度分別為：1#酸槽濃度40g/L ;2#酸槽濃度70g/L ;3#酸 槽濃度l〇〇g/L ;4#酸槽濃度150g/L。4個酸槽的溫度均為70°C。
[0039] 實施例2
[0040] 本實施例的熱軋酸洗板，主要成分如表1所示，其製備方法為：將該成分的連鑄坯 加熱至1180°c，經Rl和R2兩機架粗軋成35mm中間坯，並經精軋前熱卷箱保溫。粗軋壓下 率為85%，粗軋出口溫度為1000°C。再將中間坯經Fl?F7七機架連軋成3. 6mm的帶鋼。 帶鋼終軋溫度為870°C。帶鋼在精軋機出口空冷6s，在層流冷卻段後段冷卻，卷取溫度為 670°C。將冷卻至室溫的鋼卷在推拉式酸洗生產線上開卷矯直，而後酸洗、漂洗吹乾，並切邊 塗油至最終產品。酸洗過程中4個酸槽濃度分別為：1#酸槽濃度40g/L ;2#酸槽濃度70g/ L ;3#酸槽濃度100g/L ;4#酸槽濃度150g/L。4個酸槽的溫度均為70°C。
[0041] 實施例3
[0042] 本實施例的熱軋酸洗板，主要成分如表1所示，其製備方法為：將該成分的連鑄坯 加熱至1200°C，經Rl和R2兩機架粗軋成35mm中間還，並經精軋前熱卷箱保溫。粗軋壓下率 為85%，粗軋出口溫度為1050°C。再將中間坯經Fl?F7七機架連軋成3mm的帶鋼。帶鋼 終軋溫度為870°C。帶鋼在精軋機出口空冷6s，在層流冷卻段後段冷卻，卷取溫度為660°C。 將冷卻至室溫的鋼卷在推拉式酸洗生產線上開卷矯直，而後酸洗、漂洗吹乾，並切邊塗油至 最終產品。酸洗過程中4個酸槽濃度分別為：1#酸槽濃度40g/L ;2#酸槽濃度70g/L ;3#酸 槽濃度l〇〇g/L ;4#酸槽濃度150g/L。4個酸槽的溫度均為70°C。
[0043] 實施例4
[0044] 本實施例的熱軋酸洗板，主要成分如表1所示，其製備方法為：將該成分的連鑄坯 加熱至1200°C，經Rl和R2兩機架粗軋成35mm中間坯，並經精軋前熱卷箱保溫。粗軋壓下 率為85 %，粗軋出口溫度為950 °C。再將中間坯經Fl?F7七機架連軋成2. 5mm的帶鋼。 帶鋼終軋溫度為850°C。帶鋼在精軋機出口空冷6s，在層流冷卻段後段冷卻，卷取溫度為 630°C。將冷卻至室溫的鋼卷在推拉式酸洗生產線上開卷矯直，而後酸洗、漂洗吹乾，並切邊 塗油至最終產品。酸洗過程中4個酸槽濃度分別為：1#酸槽濃度40g/L ;2#酸槽濃度70g/ L ;3#酸槽濃度100g/L ;4#酸槽濃度150g/L。4個酸槽的溫度均為70°C。
[0045] 實施例1-4及對比實施例1-2的各成分，按重量百分比計算，如表1所示，餘量為 Fe及不可避免雜質。
[0046] 表1實施例1-4及對比實施例成分（％ )
[0047]
【權利要求】
1. 一種熱軋酸洗板，其特徵在於，以重量百分比計的化學成分組成如下： C0. 02-0. 06%, Si 0. 005-0. 02%, Mn 0. 05-0. 3%, Ti 0. 01-0. 1%, B 0. 001-0. 005%, A1 0. 01-0. 1%，P彡0.03%，S彡0.01%，其餘為Fe及不可避免的雜質。
2. 根據權利要求1所述熱軋酸洗板的生產方法，其特徵在於，包括以下步驟：1)將 220mm連鑄坯加熱至1150?1250°C，在爐時間為120min，連鑄坯經R1和R2兩機架粗軋成 35mm中間還，並進入熱卷箱保溫，粗軋出口溫度控制在950?1050°C ; 2) 經熱卷箱保溫後的中間坯經F1?F7七機架精軋得到2?6mm鋼卷，終軋溫度控制 在 800 ?900°C ; 3) 精軋後帶鋼採用弛豫冷卻模式，保證精軋出口 3?10s空冷時間，而後經層流冷卻， 控制帶鋼卷取溫度在600?700 °C ; 4) 將冷卻至室溫的帶鋼開卷，酸洗，切邊，塗油至最終成品。
3. 根據權利要求1所述熱軋酸洗板，其特徵在於，其在拉伸應變過程中上下屈服點應 力差在5MPa以下。
【文檔編號】C21D8/02GK104480391SQ201410681628
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月24日 優先權日:2014年11月24日
【發明者】吳聖傑, 嶽重祥, 李化龍 申請人:江蘇省沙鋼鋼鐵研究院有限公司