CN101096034A - 一种轿车外板用超低碳钢生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种轿车外板用超低碳钢生产方法，其特征为：钢水以1.5～4m/min的拉速连铸成板坯，板坯厚度为100～170mm，铸机采用动态轻压下和结晶器电磁制动技术，中间包过热度为20～45℃；板坯直接热装，装炉温度≥800℃，在加热炉中加热到1150～1250℃，保温30～90min后，进行粗轧开坯。通过采用中薄板坯连铸连轧短流程生产工艺，铸机与加热炉紧凑式配置(铸机的出坯辊道即是加热炉的入炉辊道)，实现了快速装料，提高入炉坯料温度，解决了传统工艺的投资大、能耗高的问题，消除了薄板坯连铸过程中所带来的内部缺陷，保证了产品具有优良的表面质量和稳定的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车用钢的制造方法，尤其是一种利用中薄板坯连铸连轧生产线生产轿车外板用超低碳钢的方法，属于冶金金属压力加工技术领域。
背景技术
目前，采用传统的生产工艺生产汽车用超低碳钢，经转炉炼钢、板坯连铸、加热炉加热、粗轧机轧制、精轧机组轧制、层流冷却、卷取、酸洗、冷轧、罩式退火或连续退火。该生产工艺成熟、产品质量好。在传统连铸机上以低拉速连铸，铸坯厚度≥200mm，拉速在0.8～1.3m/min。采用传统的热轧工艺生产汽车用钢，铸机设备重量大、热轧生产线长、占地大、设备投资大、能耗高。
薄板坯连铸连轧是上世纪80年代末开发成功的一项近终形连铸与连轧密切结合的短流程加工工艺技术，薄板板坯连铸连轧工艺开发成功后发展非常迅速，目前全世界采用薄板坯连铸连轧生产工艺生产的钢板总产量已超过9000万吨/年，钢种主要包括普碳钢、低合金高强度钢和部分微合金化钢、低碳铝镇静钢等，其工艺流程为由立弯式连铸机铸出厚50～70mm的板坯，剪切后在隧道式加热炉加热，经除鳞、精轧机组轧制、层流冷却、最后卷取成卷。以薄板坯连铸连轧方式生产厚度为50～70mm铸坯时，拉速很快，为3～6m/min，这种生产工艺具有投资小、生产成本低、铸坯入炉温度高、降低加热能耗、简化粗轧工序、强化精轧机组的优点，可适于薄规格产品的生产，且普碳钢、低合金高强度钢钢板性能与传统工艺产品性能相当。但采用这种工艺时，产能较低，且铸坯质量得不到保证(如用薄板铸坯生产汽车钢时，强度很高，达不到要求；另外，由于铸速很快，铸坯夹杂多)，无法生产高表面等级要求的品种，如轿车外板等。
发明内容
本发明的目的在于提供一种轿车外板用超低碳钢生产方法，以达到在保证产品质量的前提下，减小投资、降低成本。通过设置合理的板坯厚度、拉速，减小了P及各类夹杂的偏析。同时板坯的直接热装，使再加热时间减少，大幅度降低了再加热能耗。
本发明的目的是这样实现的，该轿车外板用超低碳钢生产方法的特征是：
a)板坯连铸，钢水以1.5～4m/min的拉速连铸成板坯，板坯厚度为100～170mm，铸机采用动态轻压下和结晶器电磁制动技术，中间包过热度为20～45℃；
b)板坯直接热装，装炉温度≥800℃，在加热炉中加热到1150～1250℃，保温30～90min后，进行粗轧开坯。
本发明轿车外板用超低碳钢生产方法的进一步特征是：精轧开轧温度为1000～1100℃，精轧出口温度为890～950℃，钢板出精轧机后立即采用层流冷却，卷取温度为700～750℃；热轧带钢为没有间隙固溶原子的均匀细小晶粒的铁素体，基体上分布着稀疏粗大的第二相粒子的显微组织；热轧带钢经过酸洗、冷连轧机组轧制、及连续式退火或罩式退火，形成具有较强的{111}织构的最终组织，r值≥1.8，n值≥0.2；板坯和热轧带钢的宽度控制在1000～2000mm，热轧带钢的厚度控制在2.0～6.0mm。
本发明轿车外板用超低碳钢生产方法，还可以通过如下技术手段，为冷轧工序提供优质原料：1)在加热炉后、粗轧机及精轧机入口三处进行高压水除鳞，除鳞水压力为22～25MPa，保证带钢表面质量；2)精轧机F1～F4机架采用高速钢工作辊，配合使用辊缝冷却技术、工艺润滑技术，保证工作辊表面状态；3)通过在精轧采用变接触支持辊技术(ASPB)、线性变凸度工作辊技术(LVC)及板形自动控制系统(ASC)，保证带钢平直度及凸度。
本发明轿车外板用超低碳钢的熔炼成分(Wt％)为：C：≤0.006％，Si：≤0.15％，Mn：≤0.50％，P：≤0.015％，S：≤0.015％，Ti≤0.10％，Als≤0.06％，N≤0.003％。余量为Fe和不可避免的杂质。
当需要增加钢的强度(高强IF钢)或烘烤硬化性时，在上述钢的成份中加入P：0.03％～0.10％；或同时加入P：0.03％～0.10％、B：0.001％～0.005％。
由于本发明主要采用了中薄板坯连铸连轧短流程生产工艺，连铸采用拉速适中的100～170mm中薄板铸坯，且铸机与加热炉紧凑式配置(铸机的出坯辊道就是加热炉的入炉辊道)，快速装料，提高入炉坯料温度，克服了常规生产工艺及薄板坯连铸连轧生产工艺生产超低碳钢的不足，具有如下有益效果：
1.铸机与加热炉采用紧凑式布置，铸坯入炉温度高，与传统工艺比，有利于减少汽车钢生产成本。
2.由于轧线长度短，精轧开轧温度与终轧温度比传统工艺的保证能力高，所以，可以采用更低的板坯加热温度和加热时间，减少板坯中的AlN、Ti(C、N)等第二相粒子的溶解，并使第二相粒子析出更粗大、再结晶温度更低，可以极大地改善汽车用IF钢的r值与n值，获得好的深冲性能。
3.板坯拉速比CSP慢，铸坯中的AlN、Ti(C、N)等第二相粒子的析出物尺寸较大，夹杂物上浮充分，利于提高产品的深冲性能和提高表面质量。
4.板坯比薄板坯连铸连轧厚，拉速也合理，可以生产出高成型性、高表面等级的汽车用IF钢，且产能高于薄板坯连铸连轧。
具体实施方式
1.生产工艺路线为：铁水深脱硫→转炉冶炼→炉外精炼→中薄板坯铸机连铸→直接热装→加热→粗轧→精轧→层流冷却→卷取→酸洗→冷轧→连续式退火或罩式退火。
2.成分控制(wt％)
| 实施例 | C | Si | Mn | P | S | Als | N | Nb | Ti | B |
| 实例1 | 0.002 | 0.012 | 0.15 | 0.003 | 0.006 | 0.053 | 0.0015 | 0.066 | ||
| 实例2 | 0.003 | 0.023 | 0.17 | 0.008 | 0.0052 | 0.043 | 0.0019 | 0.017 | 0.045 | |
| 实例3 | 0.004 | 0.022 | 0.21 | 0.009 | 0.0082 | 0.036 | 0.0023 | 0.011 | 0.032 | |
| 实例4 | 0.003 | 0.02 | 0.25 | 0.056 | 0.0054 | 0.050 | 0.0024 | 0.028 | 0.035 | |
| 实例5 | 0.004 | 0.022 | 0.21 | 0.059 | 0.0064 | 0.052 | 0.0027 | 0.021 | 0.040 | 0.002 |
3.板坯连铸连轧工艺
| 实施例 | 板坯拉速(m/min) | 板坯厚度(mm) | 板坯宽度(mm) | 板坯装炉温度(℃) | 板坯加热温度(℃) | 保温时间(min) |
| 实施例1 | 2.5 | 135 | 1500 | 880 | 1240 | 40 |
| 实施例2 | 2.2 | 135 | 2000 | 860 | 1240 | 50 |
| 实施例3 | 1.9 | 170 | 1250 | 840 | 1240 | 70 |
| 实施例4 | 1.7 | 170 | 1500 | 830 | 1240 | 80 |
| 实施例5 | 1.5 | 170 | 2000 | 810 | 1240 | 90 |
板坯加热温度1150～1250℃，精轧开轧温度1050±30℃，终轧温度范围930±30℃，卷取温度730±30℃控制。出精轧机后立即投入层流冷却到卷取温度。在加热炉后、粗轧机及精轧机入口三处进行高压水除鳞，除鳞水压力为22～25MPa，精轧机F1～F4机架采用高速钢工作辊及辊缝冷却技术、工艺润滑技术，精轧机组采用变接触支持辊技术(ASPB)、线性变凸度工作辊技术(LVC)及板形自动控制(ASC)。
4.最终成品力学性能
| 实施例 | 屈服强度(MPa) | 抗拉强度(MPa) | 延伸率(％) | n值 | r值 |
| 实例1 | 160 | 285 | 47 | 0.23 | 2.33 |
| 实例2 | 147 | 300 | 49 | 0.22 | 2.21 |
| 实例3 | 151 | 305 | 47 | 0.24 | 2.10 |
| 实例4 | 236 | 365 | 40 | 0.22 | 1.98 |
| 实例5 | 242 | 351 | 42 | 0.21 | 2.11 |
Claims (9)
1.一种轿车外板用超低碳钢生产方法，包括转炉炼钢、板坯连铸、热轧、酸洗、冷轧、退火，其特征在于：
a)板坯连铸，钢水以1.5～4m/min的拉速连铸成板坯，板坯厚度为100～170mm，铸机采用动态轻压下和结晶器电磁制动技术，中间包过热度为20～45℃；
b)板坯直接热装，装炉温度≥800℃，在加热炉中加热到1150～1250℃，保温30～90min后，进行粗轧开坯。
2.根据权利要求1所述的轿车外板用超低碳钢生产方法，其特征在于精轧开轧温度为1000～1100℃，精轧出口温度为890～950℃，钢板出精轧机后立即采用层流冷却，卷取温度为700～750℃；热轧带钢为没有间隙固溶原子的均匀细小晶粒的铁素体，基体上分布着稀疏粗大的第二相粒子的显微组织；热轧带钢经过酸洗、冷连轧机组轧制、及连续式退火或罩式退火，形成具有较强的{111}织构的最终组织，r值≥1.8，n值≥0.2。
3.根据权利要求1所述的轿车外板用超低碳钢生产方法，其特征在于板坯和热轧带钢的宽度控制在1000～2000mm；热轧带钢的厚度控制在2.0～6.0mm。
4.根据权利要求1所述的轿车外板用超低碳钢生产方法，其特征在于在加热炉后、粗轧机及精轧机入口三处进行高压水除鳞，除鳞水压力为22～25MPa。
5.根据权利要求1所述的轿车外板用超低碳钢生产方法，其特征在于精轧机F1～F4机架采用高速钢工作辊，并配合使用辊缝冷却技术、工艺润滑技术。
6.根据权利要求1所述的轿车外板用超低碳钢生产方法，其特征在于精轧采用变接触支持辊技术(ASPB)、线性变凸度工作辊技术(LVC)及板形自动控制系统(ASC)。
7.根据权利要求1所述的轿车外板用超低碳钢生产方法，其特征在于钢水化学成分的重量百分比为：C：≤0.006％，Si：≤0.15％，Mn：≤0.50％，P：≤0.015％，S：≤0.015％，Ti≤0.10％，Als≤0.06％，N≤0.003％，余量为Fe和不可避免的杂质。
8.根据权利要求7所述的轿车外板用超低碳钢生产方法，其特征在于钢水中加入Nb≤0.05％。
9.根据权利要求7或8所述的轿车外板用超低碳钢生产方法，其特征在于钢水中再加入P：0.03％～0.10％，或同时加入P：0.03％～0.10％、B：0.001％～0.005％。
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