CN102296230B - 汽车车轮钢圈用热轧钢、及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种汽车车轮钢圈用热轧钢，热轧钢的化学成分按重量百分比计包括：C：0.06～0.12％、Si：≤0.10％、Mn：0.30～0.70％、P：≤0.030％、S：≤0.020％、Al：0.010～0.060％。一种热轧钢生产工艺，包括：对冶炼获得的满足本发明上述化学成分要求的钢水进行LF炉外精炼→板坯连铸→步进式加热炉加热→2032mm热连轧机组轧制→层流冷却→卷取→检验→入库→发货。本发明提供适用于冷加工成形的汽车车轮钢圈用热轧钢，满足汽车车轮钢圈用热轧钢板对冷加工成形的需要。
Description
技术领域
本发明涉及用于汽车车轮钢圈用热轧钢、以及该热轧钢的生产工艺。
背景技术
随着我国国民经济的快速发展，汽车的需求量不断增加，据资料介绍，2010年我国汽车的生产能力达到1800万辆，与此同时，汽车工业对汽车结构钢的需求量也越来越大。过去汽车制造商在制作汽车车轮钢圈时，选用的结构钢大多为Q195、Q235、SS400钢等，由于这类钢在复杂的冷变形过程中经常出现严重开裂现象，造成材料利用率不高，严重影响车体的质量和外形美观，故制造商不得以采用热冲压变形，以提高材料利用率和产品质量，但同时也带来工序设备(加热炉)的增加及能耗的增加。因此急需一种替代的新材料，已解决上述钢种存在的质量缺陷，满足对汽车制造材料提出的更高要求。
发明内容
针对现有技术的相关技术问题，本发明的目的在于提供一种适用于冷加工成形的汽车车轮钢圈用热轧钢及其生产工艺，以满足汽车车轮钢圈用热轧钢板对冷加工成形的需要。
为实现上述目的，本发明提供一种汽车车轮钢圈用热轧钢，热轧钢的化学成分按重量百分比计包括：C：0.06～0.12％、Si：≤0.10％、Mn：0.30～0.70％、P：≤0.030％、S：≤0.020％、Al：0.010～0.060％。
另一方面，本发明还提供一种热轧钢生产工艺，包括：对冶炼获得的满足本发明上述化学成分要求的钢水进行LF炉外精炼→板坯连铸→步进式加热炉加热→2032mm热连轧机组轧制→层流冷却→卷取→检验→入库，其中，满足上述化学成分要求的钢水是在150吨氧气顶底复吹转炉中进行转炉冶炼获得，在转炉冶炼过程中：(1)装入的铁水是132～140吨，装入的废钢是20吨，铁水脱硫处理后入炉，入炉铁水S重量百分比含量≤0.005％；(2)当造渣时：控制熔渣的碱度R：3.0～3.5，以及在按重量百分比计时铁水中Si≥1.0％的情形下采用双渣法造渣，否则采用单渣法造渣；(3)当进行终点控制时：在满足如下条件时达到出钢要求，按重量百分比计钢水中C≤0.06％、P≤0.020％，其中，出钢温度控制在1675～1685℃；(4)当进行出钢、脱氧及合金化操作时：出钢时采用双挡渣，出钢时间≥200s；在出钢过程中加入包含铝铁的脱氧剂；在加入脱氧剂的同时加入进行所述合金化控制时所需合金，使得按重量百分比计时钢水中C：0.07％～0.09％、Si：≤0.05％、Mn：0.30％～0.45％、Als：≥0.015％，在LF炉外精炼过程中：(1)进行炉渣控制：使得按重量百分比计时炉渣中TFe＜1.0％、CaO：43％～48％、MgO：6％～8％、SiO2：9％～13％、Al2O3：20％～24％，以及控制炉渣的碱度R：3.0～4.5；(2)在造渣后，进行钢水成分微调；(3)在微调钢水成分后进行钙处理：每炉喂400～600m钙铁线，喂入速率控制在3.5～4.0m/s；(4)钙处理后，保证钢水软吹氩时间＞8min，钢水出站前加入钢包覆盖剂，以保护钢水，以及在进行所述板坯连铸过程中：使用抗裂纹板坯保护渣；连铸二次冷却制度采用弱冷方式以防止板坯浇注时产生裂纹；中包温度控制在1545±30℃，拉速控制在1.15±0.3m/min。
优选地，板坯连铸采用全程保护浇铸工艺。
优选地，在轧制时，粗轧末道次温度控制在1080±30℃、精轧出口温度控制在880±25℃；在层流冷却时，层流冷却的方式为前段快冷，当钢带厚度为7.0～11.0mm时，将层流出口温度控制在610±20℃～630±20℃；卷取后获得的钢带具有均匀的铁素体晶粒，所述铁素体晶粒的晶粒度为9～10级。
优选地，热轧钢适用于冷加工成形。
相比于现有技术而言，本发明的有益效果在于：
(1)通过LF精炼及钙处理工艺，大幅度降低钢中夹杂物含量；
(2)板坯连铸采用抗裂纹保护渣和合适的二冷配水工艺，有效地降低了钢坯裂纹的产生；
(3)通过恰当的成分控制和合适的轧制工艺，大大提高钢板韧性和塑性指标；
(4)用户使用本发明的热轧钢板和钢带代替原传统钢板(Q235等)，可省去加热炉设备，直接用于冷冲压成形；并且用户可节省加热炉的投入，大幅度降低能源总消耗量。
(5)用户使用本发明的热轧钢板和钢带，冷成形加工过程的开裂率不到0.4％，满足其使用要求。
具体实施方式
表1列出了本发明的热轧钢板和钢带所包括的按重量百分比的化学成分；表2列出了本发明的热轧钢板和钢带所达到的力学性能。
如表1示出的，本发明提供一种汽车车轮钢圈用热轧钢板和钢带，其化学成分按重量百分比计包括：C：0.06～0.12％、Si：≤0.10％、Mn：0.30～0.70％、P：≤0.030％、S：≤0.020％、Al：0.010～0.060％。
表1
如表2示出的，本发明热轧钢板和钢带的力学性能设计满如下条件，即，屈服强度：≥215MPa；抗拉强度：370～500MPa伸长率：≥31％；1800冷弯，b＝25mm：d＝1.5a。
表2
另一方面，本发明还提供一种汽车车轮钢圈用热轧钢板和钢带的生产工艺，其工艺路线为：对冶炼获得的满足上述化学成分要求的钢水进行LF炉外精炼→板坯连铸→步进式加热炉加热→2032mm热连轧机组轧制→层流冷却→卷取→检验→入库→发货。
满足上述化学成分要求的钢水是在150吨氧气顶底复吹转炉中进行转炉冶炼获得的，在转炉冶炼过程中：(1)将铁水和废钢装入转炉中，其中，装入的铁水是132～140吨，装入的废钢是20吨，铁水脱硫处理后入炉，入炉铁水S重量百分比含量≤0.005％；(2)造渣时，控制熔渣的碱度R：3.0～3.5，以及在按重量百分比计时铁水中Si≥1.0％的情形下采用双渣法造渣，否则采用单渣法造渣；(3)当进行终点控制时：在满足如下条件时达到出钢要求，按重量百分比计钢水中C≤0.06％、P≤0.020％，其中，出钢温度控制在1675～1685℃；(4)当进行出钢、脱氧及合金化操作时：出钢时采用双挡渣，出钢时间≥200s；在出钢过程中加入包含铝铁的脱氧剂；在加入脱氧剂的同时加入进行所述合金化控制时所需合金，使得按重量百分比计时钢水中C：0.07％～0.09％、Si：≤0.05％、Mn：0.30％～0.45％、酸溶铝(Als)：≥0.015％。转炉冶炼还涉及到炉后吹氩制度，严格控制吹氩时间和氩气流量。
本发明在冶炼时采用低硅(Si)的冶炼工艺。在转炉冶炼过程中，为得到较好的钢包顶渣效果，采取的措施有：出钢前往钢包加入一定量(1200～1500kg)的预溶渣；出钢过程加入一定量(800～1200kg)石灰；炉后再加入150kg精炼渣。
在LF炉外精炼过程中：(1)进行炉渣控制：使得按重量百分比计时炉渣中TFe＜1.0％、CaO：43％～48％、MgO：6％～8％、SiO2：9％～13％、Al2O3：20％～24％，以及控制炉渣的碱度R：3.0～4.5；(2)在造渣后，进行钢水成分微调；(3)在微调钢水成分后进行钙处理：每炉喂400～600m钙铁线，喂入速率控制在3.5～4.0m/s；(4)钙处理后，保证钢水软吹氩时间＞8min，钢水出站前加入钢包覆盖剂，以保护钢水。
在进行所述板坯连铸过程中：使用抗裂纹板坯保护渣；连铸二次冷却制度采用弱冷方式以防止板坯浇注时产生裂纹；中包温度控制在1545±30℃，拉速控制在1.15±0.3m/min，其中板坯连铸采用全程保护浇铸工艺。
在轧制时，粗轧末道次温度控制在1080±30℃、精轧出口温度控制在880±25℃。
在层流冷却时，层流冷却的方式为前段快冷，当钢带厚度为7.0～11.0mm时，将层流出口温度控制在610±20℃～630±20℃。
卷取后获得的钢带具有均匀的铁素体晶粒，所述铁素体晶粒的晶粒度为9～10级。本发明的热轧钢板和钢带适用于冷加工成形。
本发明生产工艺所用到的设备包括：150吨氧气顶底复吹转炉；LF精炼炉；RH真空精炼炉；R9m直弧形板坯连铸机；步进式加热炉；2032mm热连轧机组。
综上，通过LF精炼及钙处理工艺，大幅度降低钢中夹杂物含量；板坯连铸采用抗裂纹保护渣和合适的二冷配水工艺，有效地降低了钢坯裂纹的产生；通过恰当的成分控制和合适的轧制工艺，大大提高钢板韧性和塑性指标；用户使用本发明的热轧钢板和钢带代替例如Q235的传统钢板，可省去加热炉设备，直接用于冷冲压成形；并且用户可节省加热炉的投入，大幅度降低能源总消耗量；用户使用本发明的热轧钢板和钢带，冷成形加工过程的开裂率不到0.4％，满足其使用要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种汽车车轮钢圈用热轧钢，其特征在于，所述热轧钢的化学成分按重量百分比计包括：C：0.06～0.12%、Si：≤0.10%、Mn：0.30～0.70%、P：≤0.030%、S：≤0.020%、Al：0.010～0.060%，
其中，所述热轧钢具有均匀的铁素体晶粒，所述铁素体晶粒的晶粒度为9～10级;
在进行所述板坯连铸过程中：
使用抗裂纹板坯保护渣；连铸二次冷却制度采用弱冷方式以防止板坯浇注时产生裂纹；中包温度控制在1545±30℃，拉速控制在1.15±0.3m/min，所述板坯连铸采用全程保护浇铸工艺,
对冶炼获得的满足所述化学成分要求的钢水进行LF炉外精炼→板坯连铸→步进式加热炉加热→2032mm热连轧机组轧制→层流冷却→卷取→检验→入库，
其中，满足所述化学成分要求的钢水是在150吨氧气顶底复吹转炉中进行转炉冶炼获得，在转炉冶炼过程中：
（1）当装料时：装入的铁水是132～140吨，装入的废钢是20吨，铁水脱硫处理后入炉，入炉铁水S重量百分比含量≤0.005%；
（2）当造渣时：控制熔渣的碱度R：3.0～3.5，以及在按重量百分比计时铁水中Ｓｉ≥1.0%的情形下采用双渣法造渣，否则采用单渣法造渣；
（3）当进行终点控制时：在满足如下条件时达到出钢要求，按重量百分比计钢水中C≤0.06%、P≤0.020%，其中，出钢温度控制在1675～1685℃；
（4）当进行出钢、脱氧及合金化操作时：出钢时采用双挡渣，出钢时间≥200s；在出钢过程中加入包含铝铁的脱氧剂；在加入脱氧剂的同时加入进行所述合金化控制时所需合金，使得按重量百分比计时钢水中C：0.07%～0.09%、Si：≤0.05%、Mn：0.30%～0.45%、Als：≥0.015%，
在LF炉外精炼过程中：
（1）进行炉渣控制：使得按重量百分比计时炉渣中TFe＜1.0%、CaO：43%～48%、MgO：6%～8%、SiO2：9%～13%、Al2O3：20%～24%，以及控制炉渣的碱度R：3.0～4.5；
（2）在造渣后，进行钢水成分微调；
（3）在微调钢水成分后进行钙处理：每炉喂400～600m钙铁线，喂入速率控制在3.5～4.0m/s；
（4）钙处理后，保证钢水软吹氩时间＞8min，钢水出站前加入钢包覆盖剂，以保护钢水，
在进行所述板坯连铸过程中：
使用抗裂纹板坯保护渣；连铸二次冷却制度采用弱冷方式以防止板坯浇注时产生裂纹；中包温度控制在1545±30℃，拉速控制在1.15±0.3m/min，所述板坯连铸采用全程保护浇铸工艺，
在轧制时，粗轧末道次温度控制在1080±30℃、精轧出口温度控制在880±25℃；
在层流冷却时，层流冷却的方式为前段快冷，当钢带厚度为7.0～11.0mm时，将层流出口温度控制在610±20℃～630±20℃；
卷取后获得的钢带具有均匀的铁素体晶粒，所述铁素体晶粒的晶粒度为9～10级。
2.一种权利要求1所述热轧钢生产工艺，其特征在于，
所述生产工艺包括：对冶炼获得的满足权利要求1化学成分要求的钢水进行LF炉外精炼→板坯连铸→步进式加热炉加热→2032mm热连轧机组轧制→层流冷却→卷取→检验→入库，
其中，满足权利要求1化学成分要求的钢水是在150吨氧气顶底复吹转炉中进行转炉冶炼获得，在转炉冶炼过程中：
（1）当装料时：装入的铁水是132～140吨，装入的废钢是20吨，铁水脱硫处理后入炉，入炉铁水S重量百分比含量≤0.005%；
（2）当造渣时：控制熔渣的碱度R：3.0～3.5，以及在按重量百分比计时铁水中Ｓｉ≥1.0%的情形下采用双渣法造渣，否则采用单渣法造渣；
（3）当进行终点控制时：在满足如下条件时达到出钢要求，按重量百分比计钢水中C≤0.06%、P≤0.020%，其中，出钢温度控制在1675～1685℃；
（4）当进行出钢、脱氧及合金化操作时：出钢时采用双挡渣，出钢时间≥200s；在出钢过程中加入包含铝铁的脱氧剂；在加入脱氧剂的同时加入进行所述合金化控制时所需合金，使得按重量百分比计时钢水中C：0.07%～0.09%、Si：≤0.05%、Mn：0.30%～0.45%、Als：≥0.015%，
在LF炉外精炼过程中：
（1）进行炉渣控制：使得按重量百分比计时炉渣中TFe＜1.0%、CaO：43%～48%、MgO：6%～8%、SiO2：9%～13%、Al2O3：20%～24%，以及控制炉渣的碱度R：3.0～4.5；
（2）在造渣后，进行钢水成分微调；
（3）在微调钢水成分后进行钙处理：每炉喂400～600m钙铁线，喂入速率控制在3.5～4.0m/s；
（4）钙处理后，保证钢水软吹氩时间＞8min，钢水出站前加入钢包覆盖剂，以保护钢水，
在进行所述板坯连铸过程中：
使用抗裂纹板坯保护渣；连铸二次冷却制度采用弱冷方式以防止板坯浇注时产生裂纹；中包温度控制在1545±30℃，拉速控制在1.15±0.3m/min，所述板坯连铸采用全程保护浇铸工艺，
在轧制时，粗轧末道次温度控制在1080±30℃、精轧出口温度控制在880±25℃；
在层流冷却时，层流冷却的方式为前段快冷，当钢带厚度为7.0～11.0mm时，将层流出口温度控制在610±20℃～630±20℃；
卷取后获得的钢带具有均匀的铁素体晶粒，所述铁素体晶粒的晶粒度为9～10级。
3.根据权利要求2所述的生产工艺，其特征在于，所述热轧钢适用于冷加工成形。
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