CN103540845B

CN103540845B - 屈服强度为330MPa级的热轧薄板搪瓷钢及制造方法

Info

Publication number: CN103540845B
Application number: CN201310548310.2A
Authority: CN
Inventors: 陶军晖; 马玉喜; 宋畅; 欧阳珉路; 胡敏; 徐进桥; 郭斌; 梁文; 崔雷; 魏巍
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Group Corp
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2013-11-07
Filing date: 2013-11-07
Publication date: 2016-01-20
Anticipated expiration: 2033-11-07
Also published as: CN103540845A

Abstract

本发明公开了一种屈服强度为330MPa级的热轧薄板搪瓷钢及制造方法，该搪瓷钢的厚度为1.0～2.5mm，化学成分按重量百分比计为C：0.02～0.07%，Si≤0.05%，Mn：0.10～0.50%，P≤0.020%，S≤0.010%，Ti：0.04～0.10%，Als：0.02～0.08%，N≤0.008%，其余为Fe及不可避免的夹杂，且Ti/C=1.0～1.5；制造方法为CSP工艺，依次包括如下的全连续生产步骤：铁水脱硫→转炉顶底复合吹炼→真空处理→连铸成板坯→均热炉均热→热连轧控轧控冷→卷取成钢卷。本发明的热轧薄板搪瓷钢具有轧制负荷小，板形控制好的优势，生产成本低、效率高，从而即保证了搪瓷钢，生产出的钢板抗鳞爆性能好、强度高，具有较好的深冲加工性能。

Description

屈服强度为330MPa级的热轧薄板搪瓷钢及制造方法

技术领域

本发明属于微合金化钢制造技术领域，具体涉及一种屈服强度为330MPa级（即屈服强度R_eL为330～450MPa）的热轧薄板搪瓷钢及制造方法。

背景技术

随着工业技术的发展和科技能力的提高，为提高产品质量，降低制造成本，搪瓷产品用钢以热代冷逐渐成为一种趋势。在过去的国内外相关研究文献中，针对热轧热水器内胆用搪瓷钢等都有了一些成果，如申请号为CN200810047087.2的专利文献介绍了一种利用常规热连轧工艺生产的C：0.01～0.15%、Si≤0.04%、Mn：0.50～0.90%、P≤0.070%、S≤0.015%、Ti：0.005～0.060%、Als：0.005～0.070%成分的热水器内胆用钢；申请号为CN200910062667.3的专利文献公开了一种C：0.01～0.12%、Si≤0.03%、Mn：0.50～1.00%、P≤0.070%、S≤0.015%、Nb：0.020～0.050%、Mo：0.05～0.30%、Als：0.005～0.070%，余量为Fe及不可避免的杂质，且同时满足10Nb≥Mo、0.30%≤10Nb+Mo≤0.50%，屈服强度≥360MPa的搪瓷钢板制造方法及其烧搪工艺方法。但以上钢种均不具备深冲加工性能，使用范围受到一定的限制，并且以上方法都是应用的常规热连轧生产工艺，而对于薄规格搪瓷钢而言，常规热连轧生产工艺具有轧制负荷大，板形控制差，生产效率低等问题。CSP（连铸连轧）生产线以其独特的工艺流程，为开发和生产热轧薄板搪瓷钢提供了良好平台。与常规热轧产线相比，CSP产线生产薄板的优势主要在于板形和轧制方面。但与常规热轧的加热炉相比，常规CSP生产线的均热炉加热温度低且加热时间短，会导致Ti不能在搪瓷钢中完全固溶，从而影响到搪瓷钢中Ti的第二相析出物（TiC和TiN）的大小和数量。因此常规CSP生产线生产的搪瓷钢的屈服强度难以控制，造成搪瓷钢性能波动范围较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种屈服强度为330MPa级的热轧薄板搪瓷钢，该钢的屈服强度R_eL为330～450MPa，抗拉强度R_m≥400MPa，延伸率A≥22%，具备深冲加工性能，适用于CSP（连铸连轧）生产线生产。

本发明的另一目的是提供一种屈服强度为330MPa级的热轧薄板搪瓷钢的制造方法。

为实现上述第一个目的，本发明所设计的热轧搪瓷钢的厚度为1.0～2.5mm，化学成分按重量百分比计为C：0.02～0.07%，Si≤0.05%，Mn：0.10～0.50%，P≤0.020%，S≤0.010%，Ti：0.04～0.10%，Als：0.02～0.08%，N≤0.008%，其余为Fe及不可避免的夹杂，且Ti/C=1.0～1.5。

进一步地，该搪瓷钢的化学成分按重量百分比计为C：0.03～0.04%，Si≤0.02%，Mn：0.15～0.30%，P≤0.015%，S≤0.008%，Ti：0.04～0.06%，Als：0.03～0.07%，N≤0.006%，其余为Fe及不可避免的夹杂。

为实现上述第二个目的，本发明的热轧薄板搪瓷钢的制造方法为CSP工艺，依次包括如下的全连续生产步骤：铁水脱硫→转炉顶底复合吹炼→真空处理→连铸成板坯→均热炉均热→热连轧控轧控冷→卷取成钢卷；其中均热炉出炉温度为1300±20℃；热连轧控轧控冷是在热连轧机组进行，开轧温度为1200～1250℃，终轧温度为860～930℃；钢板轧后采用层流快速冷却后卷取，冷却速度为15～20℃/s，卷取温度为650～700℃，制得热轧板卷。

进一步地，所述热连轧控轧控冷的终轧温度为870～900℃。

本发明的热轧薄板搪瓷钢中各合金成分的作用机理如下：

本发明的碳（C）含量为0.02～0.07%，碳是钢中不可缺少的提高钢材强度的元素之一，同时可以与钢中Ti等元素作用形成微合金碳化物，起到析出强化作用。另外，碳、锰配合，保证耐高温烧搪性能。

本发明的锰（Mn）含量为0.10～0.50%的锰，可降低奥氏体转变成铁素体的相变温度，扩大热加工温度区域，有利于细化晶粒尺寸，提高钢的屈服强度和抗拉强度。

本发明的磷（P）含量≤0.020%、硫（S）含量≤0.010%。磷在钢中具有容易造成偏析不利影响。硫易与锰结合生成MnS夹杂，影响钢的塑性。因此，本发明应尽量减少磷、硫元素对钢性能的不利影响，通过对铁水进行深脱硫预处理手段，控制磷、硫含量，从而减轻其不利影响。

本发明的硅（Si）含量≤0.05%。硅对热连轧板卷表面质量有不利影响，因此本发明应尽量降低钢中硅含量。

本发明的钛（Ti）含量为0.04～0.10%，钛是一种强烈的碳化物和氮化物形成元素，在钢重新加热中阻止奥氏体晶粒长大，在高温奥氏体区粗轧时析出TiN和TiC，可有效抑制奥氏体晶粒长大，同时析出的TiN和TiC不但可以有效的提高钢板强度，还作为钢中不可逆缺陷能提高其抗鳞爆性能。

本发明的铝(Als)含量为0.02～0.08%，其主要作用是脱去钢水中的氧(O)，防止钛被氧化而失效。

本发明的氮(N)含量≤0.008%，属于转炉钢中正常残余，可以与钢中钛（Ti）结合形成TiN析出，起到抑制奥氏体晶粒长大和析出强化的作用。

本发明具有如下的有益效果：

1）本发明的热轧薄板搪瓷钢由于含有Ti，且Ti/C=1.0～1.5，因此具有较好的抗鳞爆性能，制备的屈热轧薄板搪瓷钢服强度ReL:330～450MPa，抗拉强度Rm≥400MPa，延伸率A≥22%，且耐高温烧搪，易涂搪，易成型，易焊接，能够较好地满足深冲搪瓷产品用钢的需求。

2）本发明的CSP工艺热连轧生产线轧制薄规格搪瓷钢具有轧制负荷小，板形控制好的优势，并且不需要经过钢坯堆垛缓冷过程和钢坯再加热过程，成本低，生产效率高。同时，发明人经过长期研究发现，通过将均热炉出炉温度控制在1300±20℃的较窄范围和控制终轧温度机卷取温度，有利于提高Ti的第二相析出物的数量和降低析出物的大小，从而即保证了搪瓷钢的抗鳞爆性能又提高了搪瓷钢的强度，生产出的钢板具有较好的深冲加工性能。

附图说明

图1为本发明的实施例1制备的热轧薄板搪瓷钢的金相组织图（95%铁素体+少量珠光体）。

图2为本发明的实施例2制备的热轧薄板搪瓷钢的金相组织图（92%铁素体+少量珠光体）。

图3为本发明的实施例3制备的热轧薄板搪瓷钢的金相组织图（91%铁素体+少量珠光体）。

图4为本发明的对比例1制备的热轧薄板搪瓷钢的金相组织图（94%铁素体+少量珠光体）。

图5为本发明的对比例1制备的热轧薄板搪瓷钢Ti的第二相析出物透射电镜图。

图6为本发明的实施例1制备的热轧薄板搪瓷钢Ti的第二相析出物透射电镜图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明作进一步详细的说明。

以下结合具体实施例对本发明的CSP工艺薄板搪瓷钢及其生产方法作进一步的详细描述：

表1列出了本发明可用于搪瓷产品CSP工艺薄板搪瓷钢的几种具体实施例的化学成分。钢的生产方法如下：在连铸连轧生产线150吨转炉上先采用铁水深脱硫技术，使铁水中的S≤0.005%以保证最终得到的薄板搪瓷钢中的S≤0.010%；然后进行顶底复合吹炼，钢水经过吹氩气后，再经过真空处理，使钢中的化学成分满足表1的要求，余量为Fe及不可避免的夹杂。将满足表1要求的钢水浇注成52～90×1000～1550mm断面连续板坯带，再根据要求定尺长度切割成板坯。板坯通过均热炉均热后，直接在7个机架热连轧机组上进行控制轧制，轧制的钢带经层流快速冷却后卷取成热轧钢卷。或者，根据需要可以另行开平横切成钢板。

采用控轧控冷处理的热连轧生产工艺时，为充分发挥微合金元素在钢中的作用，最好采用厚度为50～60mm的板坯，提高道次压下率。板坯均热后，保证出炉温度在1280～1320℃之间后再直接进入热连轧机组轧制，开轧温度为为1200～1250℃，终轧温度为860～930℃；经层流快速冷却（冷却速度为15～20℃/s）后进行卷取，卷取温度为650～700℃，制得板厚为1.0～2.5mm的热轧钢卷，继续开平横切成钢板。

本发明实施例1～3及对比例中热轧薄板搪瓷钢的热轧板生产工艺参数和性能试验结果见表2。其中，对比例1、2与实施例1中的搪瓷钢化学成分相同，其他工艺参数相同，仅均热炉出炉温度不相同。

从表2反映出的性能来看，实施例1～3中的热轧板都能满足屈服强度R_eL为330～450MPa，抗拉强度R_m≥400MPa，延伸率A≥22%的要求。从图1～4可以看出实施例1～3和对比例1的工艺对钢的组织影响不大，但从图5和6可以明显看出对比例1的钢样比实施例1的钢#样的Ti的第二相析出物要更大，数量要更少，从而导致其性能未能达到技术标准要求。

表1实施例1～3中热轧薄板搪瓷钢的化学成分(wt%)

表2实施例1～3和对比例中热轧薄板搪瓷钢的制备方法及性能试验结果

Claims

1.一种屈服强度为330MPa级的热轧薄板搪瓷钢的制造方法，其特征在于：该方法为CSP工艺，依次包括如下的全连续生产步骤：铁水脱硫→转炉顶底复合吹炼→真空处理→连铸成板坯→均热炉均热→热连轧控轧控冷→卷取成钢卷；所述的均热炉出炉温度为1300±20℃；热连轧控轧控冷是在热连轧机组进行，开轧温度为1200～1250℃，终轧温度为860～930℃；钢板轧后采用层流快速冷却后卷取，冷却速度为15～20℃/s，卷取温度为650～700℃；

所述搪瓷钢的厚度为1.0～2.5mm，化学成分按重量百分比计为C：0.03～0.04％，Si≤0.02％，Mn：0.15～0.30％，P≤0.015％，S≤0.008％，Ti：0.04～0.06％，Als：0.03～0.07％，N≤0.006％，其余为Fe及不可避免的夹杂，且Ti/C＝1.0～1.5。

2.根据权利要求1所述的屈服强度为330MPa级的热轧薄板搪瓷钢的制造方法，其特征在于：所述热连轧控轧控冷的终轧温度为870～900℃。