CN104593698B - 一种高强冷轧耐候钢板的制造方法及高强冷轧耐候钢板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及冷轧耐候钢的技术领域，提供一种高强冷轧耐候钢板的制造方法及高强冷轧耐候钢板，以解决现有技术中常规连退产线设备能力难以实现高强冷轧耐候钢板的批量稳定生产的技术问题，该方法包括：连铸板坯加热→粗除鳞→定宽压力机→粗轧→飞剪→精除鳞→精轧→层流冷却→卷取→酸洗→冷轧→连续退火→平整，对以下工艺参数进行控制：(1)板坯出炉温度为1260℃～1290℃；(2)精轧终轧温度为875℃～895℃；(3)卷取温度为610℃～630℃。(4)连续退火温度800℃～820℃，快速冷却速率30～45℃/s。达到了采用采用常规连退设备即可实现高强冷轧耐候钢板的批量稳定生产的技术效果。

Description

一种高强冷轧耐候钢板的制造方法及高强冷轧耐候钢板

技术领域

本发明涉及冷轧耐候钢的技术领域，公开了一种高强冷轧耐候钢板的制造方法及高强冷轧耐候钢板。

背景技术

随着我国集装箱行业和汽车行业的快速发展，特种集装箱面板和改装车辆的车厢底板用钢逐步向“薄规格、高强度和高耐候性”方向发展，但因传统热连轧生产线，受薄规格轧制能力和板形控制水平的限制，无法稳定生产出厚度规格1.4mm及以下，屈服强度≥800MPa和抗拉强度≥1100MPa，且具有良好成形性能的高强耐候钢板。为此，采用冷轧及退火产线生产已成为必然趋势。

现有技术中包含罩式退火工艺生产和连续退火工艺生产，其中，罩式退火工艺生产对退火温度和时间很敏感，钢卷冷热点温差大，难以保证通卷力学性能的一致性而实现大批量稳定生产。而连续退火工艺生产则存在合金成本高、退火温度高、冷却速率高等问题，常规连退产线设备能力难以实现高强冷轧耐候钢板的批量稳定生产。

发明内容

本发明实施例提供一种高强冷轧耐候钢板的制造方法及高强冷轧耐候钢板，以解决现有技术中常规连退设备不能实现经济型冷轧高强耐候钢的批量稳定生产的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供一种高强冷轧耐候钢板的制造方法，包括以下工艺流程：连铸板坯加热→粗除鳞→定宽压力机→粗轧→飞剪→精除鳞→精轧→层流冷却→卷取→酸洗→冷轧→连续退火→平整，对以下工艺参数进行控制：

(1)在所述连铸板坯加热工艺中，板坯出炉温度为1260℃～1290℃；

(2)在所述精轧工艺中，精轧终轧温度为875℃～895℃；

(3)在所述卷取工艺中，卷取温度为610℃～630℃；

(4)在所述连续退火工艺中，连续退火温度800℃～820℃，快速冷却速率30～45℃/s。

可选的，所述高强冷轧耐候钢板的化学成分(wt％)为：碳：0.165％～0.185％；硅：0.06％～0.14％；锰：1.63％～1.73％；磷：＜0.020％；硫：＜0.002％；铬：0.45％～0.55％；镍：0.08％～0.18％；铜：0.255％～0.295％；铌：0.025％～0.035％；钛：0.018％～0.028％；硼：0.0015％-0.0025％，其余为铁及不可避免的杂质。

可选的，所述高强冷轧耐候钢板的屈服强度Rel≥800MPa，抗拉强度Rm≥1100MPa，延伸率El≥7％；并且所述高强冷轧耐候钢板180°时的横向d＝a冷弯合格。

第二方面，本发明实施例提供一种高强冷轧耐候钢板，所述高强冷轧耐候钢板由本发明任一实施例所介绍的高强冷轧耐候钢板的制造方法制造而成。

可选的，所述高强冷轧耐候钢板的化学成分(wt％)为：碳：0.165％～0.185％；硅：0.06％～0.14％；锰：1.63％～1.73％；磷：＜0.020％；硫：＜0.002％；铬：0.45％～0.55％；镍：0.08％～0.18％；铜：0.255％～0.295％；铌：0.025％～0.035％；钛：0.018％～0.028％；硼：0.0015％-0.0025％，其余为铁及不可避免的杂质。

可选的，所述高强冷轧耐候钢板的屈服强度Rel≥800MPa，抗拉强度Rm≥1100MPa，延伸率El≥7％；并且所述高强冷轧耐候钢板180°时的横向d＝a冷弯合格。

本发明有益效果如下：

由于在本发明实施例中，在高强冷轧耐候钢板的制造过程中，采用了通过加热炉高温加热、高温终轧和高温卷取工艺，其中，加热温度1260℃～1290℃，精轧终轧温度875℃～895℃，卷取温度610℃～630℃，连续退火温度800℃～820℃，快速冷却速率30～45℃/s。热轧过程采用高温工艺，轧制力不大，对热轧设备要求不高，保证了热轧轧制过程的稳定性；冷轧过程采用中温加热和中速冷却，采用常规连退设备即可实现高强冷轧耐候钢板的批量稳定生产。

附图说明

图1为本发明实施例中高强冷轧耐候钢板的制造方法的流程图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种高强冷轧耐候钢板的制造方法及高强冷轧耐候钢板，以解决现有技术中常规连退设备不能实现经济型冷轧高强耐候钢的批量稳定生产的技术问题。

本申请实施例中的技术方案为解决上述的技术问题，总体思路如下：

在高强冷轧耐候钢板的制造过程中，采用了通过加热炉高温加热、高温终轧和高温卷取工艺，其中，加热温度1260℃～1290℃，精轧终轧温度875℃～895℃，卷取温度610℃～630℃，连续退火温度800℃～820℃，快速冷却速率30～45℃/s。热轧过程采用高温工艺，轧制力不大，对热轧设备要求不高，保证了热轧轧制过程的稳定性；冷轧过程采用中温加热和中速冷却，采用常规连退设备即可实现高强冷轧耐候钢板的批量稳定生产。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本发明技术方案做详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本发明技术方案的详细说明，而不是对本发明技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

第一方面，本发明实施例提供一种高强冷轧耐候钢板的制造方法，请参考图1，包括：

步骤S101：连铸板坯加热工艺，具体为：将板坯装入加热炉进行加热，板坯出炉温度为1260℃～1290℃；

步骤S102：粗除鳞工艺；

其中，除鳞指的是轧制前清除板坯表面氧化铁皮的工艺过程。为了避免初轧坯或连铸轧钢坯表面上的氧化铁皮压入金属而产生缺陷，板坯粗轧前必须进行除鳞。氧化铁皮的清除必须在轧制前铁皮尚未压入表面时进行。板坯在进入粗轧机组之前，首先借助于布置在粗轧机组之前的大立辊给予一定的侧向压下量，破碎板坯表面上的铁鳞，然后用高压水除鳞箱及粗轧机前后的高压水除去铁鳞。高压水的压力对普碳钢为120MPa，而对合金钢则需170MPa，甚至有的高达200MPa。

步骤S103：通过定宽压力机进行定宽处理；

其中，定宽压力机的作用是改变钢带的宽度，这主要是因为板坯连铸机改变板坯的宽度比较复杂，而通过定宽压力机的定宽工序可以满足热带钢品种规格不同宽度的需要。

步骤S104：粗轧工艺；

步骤S105：飞剪工艺；

其中，飞剪安装在轧制作业线上用来横向剪切带钢的头、尾或将其剪切成定尺长度，在轧件运动过程中，由剪刃相对运动而将轧件切断。

步骤S106：精除鳞工艺；

步骤S107：精轧工艺，其中，精轧终轧温度为875℃～895℃；

步骤S108：层流冷却工艺；

其中，层流冷却的核心作用是通过控制层流冷却喷水阀门开启模式、开启状态或者流量，将带钢从某一终轧温度(也就是上面的875℃～895℃)冷却到预定的卷取目标温度；

步骤S109：卷取工艺，其中，卷取温度为610℃～630℃，卷取的目的在于将带钢卷成筒状；

步骤S110：酸洗工艺；

其中，酸洗的目的在于利用酸溶液去除钢铁表面上的氧化皮和锈蚀物。

步骤S111：冷轧工艺；

其中，冷轧指的是用热轧钢卷为原料，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加工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。

步骤S112：连续退火工艺，在连续退火工艺中，连续退火温度800℃～820℃，快速冷却速率30～45℃/s；

其中，退火是一种金属热处理工艺，指的是将金属缓慢加热到一定温度，保持足够时间，然后以适宜速度冷却。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除残余应力，稳定尺寸，减少变形与裂纹倾向；细化晶粒，调整组织，消除组织缺陷。

而连续退火为带钢连续通过退火炉，退火炉无封口，带钢不经过停留而直接进行卷取的生产方式。在生产应用中，连续退火应用广泛，连续退火使变形晶粒重新转变为均匀等轴晶粒，同时消除加工硬化和残留内应力，钢的组织和性能恢复到冷变形前状态的热处理工艺。

在退火处理的温度为800℃～820℃时，对高强冷轧耐候钢板的制造过程采用的中速冷却，能够保证冷轧后的板形质量和力学性能，并且扩展连退产线生产的工艺适应性。

在退火处理的冷却速率为：30～45℃/s，对高强冷轧耐候钢板的制造过程采用的中温连退，同样能够保证冷轧后的板形质量和力学性能，并且扩展连退产线生产的工艺适应性。

也就是说通过上述方案，可达到保证高强冷轧耐候钢板生产过程中的板形质量和力学性能的技术效果。

同时，采用中温连退和中速冷却的连退工艺，无需高温加热能力和高氢快冷或水淬功能，具有较强的设备适应性，普通连退机组即可满足批量稳定生产的需要。

步骤S113：平整工艺，经过平整工艺就可以获得高强冷轧耐候钢板。

其中，经过再结晶退火后的带钢往往需要平整，使带钢获得必要的性能和表面质量，满足后工序加工的要求。故而进行平整处理，平整实质是一种小压下量的轧制变形。

其中，以上步骤S101～步骤S109为热轧过程，以上步骤S110～步骤S113为冷轧过程。

作为进一步的优选实施例，高强冷轧耐候钢板的化学成分(wt％)为：碳：0.165％～0.185％；硅：0.06％～0.14％；锰：1.63％～1.73％；磷：＜0.020％；硫：＜0.002％；铬：0.45％～0.55％；镍：0.08％～0.18％；铜：0.255％～0.295％；铌：0.025％～0.035％；钛：0.018％～0.028％；硼：0.0015％-0.0025％，其余为铁及不可避免的杂质。

本发明实施例所介绍的高强冷轧耐候钢板所添加的合金元素由以上成分组成基于以下原理：

C元素是提高力学性能最经济有效的元素之一，固溶于钢中的C元素既可提高钢的强度，也有利于与Nb、Ti元素结合形成碳化铌钛，发挥细晶和析出强化的作用。本发明中C元素含量设定在0.165％～0.185％，一方面避免碳含量过高恶化其焊接性能，另一方面可避开包晶区，改善含Nb钢板坯表面质量。

Si元素可通过固溶强化提高钢材强度，但硅含量偏高会增加铁皮粘性，增加酸洗去除难度，为提高冷轧钢板的表面质量，本发明中硅含量设定为0.06％～0.14％。

Mn元素可显著改善钢材的强韧性能，但过高会恶化钢材的中心偏析，本发明中Mn含量设计适中，为1.63％～1.73％。

P元素易引起钢材的中心偏析，恶化钢材的焊接性能和低温韧性，本发明中P含量设定为＜0.020％。

S元素易与Mn元素形成MnS夹杂，在钢中形成点腐蚀源，恶化钢材的耐候性能，本发明中S含量设定为＜0.002％。

Cu元素大于0.25％时能显著提高钢材的耐候性能，继续增加耐候性变化不明显，但成本将显著提升且会增加“铜脆”风险，本发明中Cu含量设计为0.255％～0.295％。

Cr元素能显著提高钢的强度和耐候性能，但过高会降低钢的塑韧性，综合考虑Cr含量设计为0.45％～0.55％。

Ni元素含量较低时，对耐候性能贡献很小，但将Ni/Cu控制在1/3以上时，能明显抑制“铜脆”缺陷的发生，因此，本发明中Ni含量设计为0.08％～0.18％。

Nb元素为典型的微合金化元素，可通过形成细小的碳化铌析出物，并提高奥氏体再结晶温度，扩大未再结晶区轧制，来发挥其细晶强化和析出强化作用。当其含量偏低，其细晶和析出效果不明显；含量偏高时，会显著增加热轧变形抗力和轧制难度。为此，本发明中Nb含量设计为0.025％～0.035％。

Ti是强碳氮化物形成元素，少量添加即可发挥抑制板坯加热过程中奥氏体晶粒粗化的作用，加入量过大时不仅显著增加热轧轧制力，且在冷轧后较高温度的连续退火过程中又出现析出物显著长大，无法发挥析出强化效果。为此，本发明中Ti元素含量设计为0.018％～0.028％。

B是提高钢材淬透性的最经济有效的元素，适量添加即可在不高冷速下获得低温转变组织，本发明中B含量设计为0.0015％-0.0025％。

并且，由于上述方案中，高强冷轧耐候钢板采用高C、微Nb、微Ti和含B的成分设计，充分发挥廉价碳和硼元素的有益强化作用，显著降低了合金成本。

作为进一步的优选实施例，高强冷轧耐候钢板的屈服强度Rel≥800MPa，抗拉强度Rm≥1100MPa，延伸率El≥7％；并且高强冷轧耐候钢板180°时的横向d＝a冷弯合格。

下面将介绍两组实验数据(分别为实施例1和实施例2)来验证按照本发明实施例所介绍的高强冷轧耐候钢板的制作方法所制造的高强冷轧耐候钢板符合以上要求。

两组实验数据的化学成分(Wt.％)如表1所示：

表1

热轧工艺参数如表2所示：

表2

连退工艺参数如表3所示：

表3

力学性能如表4所示：

表4

其中，b表示采样钢条的宽度，d表示将采样钢板弯曲到180°时采样钢条弯心直径，a表示采样钢条的厚度。

其中，实施例1屈服强度为923MPa，大于800MPa，符合要求；抗拉强度Rm为1156MPa，符合要求；延伸率El为9.5，大于7％，符合要求；而180°冷弯时，d＝a，故而高强冷轧耐候钢板180°时的横向冷弯合格；而实施例2中，屈服强度为878MPa，大于800MPa，符合要求；抗拉强度Rm为1129MPa，符合要求；延伸率El为11.0，大于7％，符合要求；而180°冷弯时，d＝a，故而高强冷轧耐候钢板180°时的横向冷弯合格。

由此可见，本发明实施例所介绍的高强冷轧耐候钢板的制作方法所制造的高强冷轧耐候钢板具有良好的力学性能。

另一方面，本发明实施例提供一种高强冷轧耐候钢板，其特征在于，高强冷轧耐候钢板由本发明任一实施例介绍的高强冷轧耐候钢板的制造方法制造而成。

作为进一步的优选实施例，高强冷轧耐候钢板的化学成分(wt％)为：碳：0.165％～0.185％；硅：0.06％～0.14％；锰：1.63％～1.73％；磷：＜0.020％；硫：＜0.002％；铬：0.45％～0.55％；镍：0.08％～0.18％；铜：0.255％～0.295％；铌：0.025％～0.035％；钛：0.018％～0.028％；硼：0.0015％-0.0025％，其余为铁及不可避免的杂质。

作为进一步的优选实施例，高强冷轧耐候钢板的屈服强度Rel≥800MPa，抗拉强度Rm≥1100MPa，延伸率El≥7％；并且高强冷轧耐候钢板180°时的横向d＝a冷弯合格。

本发明一个或多个实施例，至少具有以下有益效果：

由于在本发明实施例中，在高强冷轧耐候钢板的制造过程中，采用了通过加热炉高温加热、高温终轧和高温卷取工艺，其中，加热温度1260℃～1290℃，精轧终轧温度875℃～895℃，卷取温度610℃～630℃，连续退火温度800℃～820℃，快速冷却速率30～45℃/s。热轧过程采用高温工艺，轧制力不大，对热轧设备要求不高，保证了热轧轧制过程的稳定性；冷轧过程采用中温加热和中速冷却，采用常规连退设备即可实现高强冷轧耐候钢板的批量稳定生产。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (3)

1.一种高强冷轧耐候钢板的制造方法，包括以下工艺流程：连铸板坯加热→粗除鳞→定宽压力机→粗轧→飞剪→精除鳞→精轧→层流冷却→卷取→酸洗→冷轧→连续退火→平整，其特征在于，对以下工艺参数进行控制：

(1)在所述连铸板坯加热工艺中，板坯出炉温度为1260℃～1290℃；

(2)在所述精轧工艺中，精轧终轧温度为875℃～895℃；

(3)在所述卷取工艺中，卷取温度为610℃～630℃；

(4)在所述连续退火工艺中，连续退火温度800℃～820℃，快速冷却速率30～45℃/s；

其中，所述高强冷轧耐候钢板的化学成分(wt％)为：碳：0.165％～0.185％；硅：0.06％～0.14％；锰：1.63％～1.73％；磷：＜0.020％；硫：＜0.002％；铬：0.45％～0.55％；镍：0.08％～0.18％；铜：0.255％～0.295％；铌：0.025％～0.035％；钛：0.018％～0.028％；硼：0.0015％-0.0025％，其余为铁及不可避免的杂质。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高强冷轧耐候钢板的屈服强度Rel≥800MPa，抗拉强度Rm≥1100MPa，延伸率El≥7％；并且所述高强冷轧耐候钢板180°时的横向d＝a冷弯合格。

3.一种高强冷轧耐候钢板，其特征在于，所述高强冷轧耐候钢板由权利要求1或2所述的方法制造而成。