CN103510002A

CN103510002A - 一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板及其生产方法

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Publication number: CN103510002A
Application number: CN201210220052.0A
Authority: CN
Inventors: 丁志龙; 张伟超
Original assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2032-06-29
Also published as: CN103510002B

Abstract

本发明涉及一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板及其生产方法，属于铁基合金技术领域。解决现有技术中采用卧式连续退火炉退火生产无间隙原子热镀锌钢板时存在的产品性能不达标的技术问题。本发明采用的技术方案是：一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板，化学成分重量百分比为：C：0.0005％～0.0028％，Si：≤0.03％，Mn：0.08％～0.20％，Ti：0.02％～0.065％，N≤0.0030％，P≤0.015％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免的夹杂元素。冷轧钢板显微组织晶粒度级别为I6.5～I8.O级，屈服强度为165～200MPa，抗拉强度为270～330MPa，断后伸长率A_80mm为38％～44％，塑性应变比r值≥1.9。本发明降低了无间隙原子冷轧热镀锌钢板生产成本。本发明产品主要用于家电产品、五金结构等。

Description

一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板及其生产方法

技术领域

本发明涉及一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板及其生产方法，属于铁基合金技术领域。

背景技术

无间隙原子钢又称为IF钢(Interstitial-Free Steel的简称)。由于其没有间隙原子，因此具有优异的深冲性能和非时效性，特别是无间隙原子热镀锌钢板，在冷轧后经过再结晶温度以上的退火处理后，具有更加优异的冲压成形性能。生产热镀锌IF钢产品的现有技术有两种，一种是经过罩式退火工艺后经过清洗再进行热镀，一种是经过连续退火工艺后直接热镀。与经过罩式退火工艺相比，连续退火后直接热镀锌具有：连续生产，生产效率高；带钢长度和宽度方向上力学性能均匀，板形好的优点。因此，连续退火热镀锌工艺生产的无间隙原子镀锌钢板在家电产品、五金结构上得到了广泛的应用。

现有技术生产的无间隙原子冷轧热镀锌钢板均采用立式连续退火炉，其退火均热段在200-500米，退火温度在760-800℃，可保证带钢在均热段停留时间为60-120秒，使得带钢能够退火充分；但是这种立式连续退火炉投资大，能耗高。

相对于立式连续退火炉而言，卧式连续退火炉投资少，能耗低。有的企业也曾尝试采用卧式连续退火炉生产无间隙原子冷轧热镀锌钢板，因卧式连续退火炉的均热段长度仅60米，正常退火温度在700-770℃，带钢通常在炉内均热段停留时间为36-59秒，带钢退火时间不够，如果退火温度提高至760-800℃，则产品性能达不到冲压性能要求；若继续提高退火温度，此时IF钢晶粒组织快速长大后，有可能发生二次再结晶，造成组织异常，存在性能恶化的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板及其生产方法，主要解决现有技术中采用卧式连续退火炉退火生产无间隙原子热镀锌钢板时存在的产品性能达不到要求的技术问题。

本发明采用的技术方案是：

一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板，化学成分重量百分比为：C：0.0005％～0.0028％，Si：≤0.03％，Mn：0.08％～0.20％，Ti：0.02％～0.065％，N≤0.0030％，P≤0.015％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免的夹杂元素。冷轧钢板显微组织晶粒度级别为I6.5～I8.0级，屈服强度为165～200MPa，抗拉强度为270～330MPa，断后伸长率A_80mm为38％～44％，塑性应变比r值≥1.9。

本发明所述的无间隙原子冷轧热镀锌钢板的化学成分限定在上述范围内的理由如下：

碳：无间隙原子热镀锌钢板中的C含量直接影响产品冲压性能，特别在退火均热时间不足条件下，影响低的屈服强度和高的均匀延伸率的性能。因此，本发明技术方案设定C含量范围为0.0005％～0.0028％，优选为0.0010％～0.0020％。

氮：在无间隙原子冷轧热镀锌钢板中氮增加对钢板深冲性能不利，因此要求降低N含量。本发明技术方案设定N含量≤0.0030％。

钛：通过Ti的加入，进一步和C、N原子结合，生成Ti的碳氮化合物，从而消除游离的C、N原子，实现钢中无间隙固溶原子存在。钛含量与钢板的再结晶温度相关，钛含量要与退火温度需相匹配，因此，本发明技术方案设定Ti含量为0.02％～0.065％。

锰：本发明钢中的Mn主要是减少钢坯加工中热脆性。本发明技术方案设定Mn含量范围为0.08％～0.20％，优选为0.08％～0.015％。

硅：本发明钢中的Si为杂质元素，为钢中残余含量。Si含量要求过低则会提高炼钢精炼工序的成本。本发明技术方案设定Si含量≤0.03％。

硫：本发明钢中的S为杂质元素，过低的S含量会增加炼钢脱硫的成本。本发明技术方案设定S含量≤0.010％。

磷：本发明钢中的P为杂质元素，过低的P含量会增加成本。本发明技术方案设定P含量≤0.015％。

一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板的生产方法，按下述成分质量百分比冶炼：C：0.0005％～0.0028％，Si：≤0.03％，Mn：0.08-0.20％，Ti：0.02％～0.065％，N≤0.0030％，P≤0.015％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免的夹杂元素；依次采用铁水脱硫、转炉顶底复合吹炼、RH炉精炼、浇铸成连铸板坯；连铸坯经加热炉加热至1080～1160℃，在热连轧机架上进行轧制，粗轧轧制温度为980～1120℃；精轧阶段为7道次轧制，精轧开轧温度为950～1050℃，精轧结束温度为900～940℃；卷取获得钢板厚度为2.0～4.0mm热轧钢卷，卷取温度为680～740℃；热轧钢卷重新开卷经过酸洗去掉表面氧化铁皮后，在冷连轧机上或往复式单机架轧机上经过多次冷轧，冷轧压下率为70％～90％；冷轧后的轧硬状态带钢经卧式连续退火炉退火，在卧式连续退火炉均热段的退火温度为810～850℃，退火时间为35～59s；热镀锌、卷取得到无间隙原子冷轧热镀锌钢板成品，其特征是：

1、钢中的碳含量设定

无间隙原子冷轧热镀锌钢板中的C含量直接影响产品冲压性能，特别在退火均热时间不足条件下，影响低的屈服强度和高的均匀延伸率的性能。因此，综合考虑，本发明技术方案设定C含量范围为0.0005％～0.0028％，优选为0.0005％～0.0020％。

2、钢中的钛含量设定

通过Ti的加入，进一步和C、N原子结合，生成Ti的碳氮化合物，从而消除游离的C、N原子，实现钢中无间隙固溶原子存在。钛含量与钢板的再结晶温度相关，钛含量要与退火温度需相匹配，因此，综合考虑，本发明技术方案设定Ti含量为0.02％～0.065％。

3、钢中的锰含量设定

本发明钢中的Mn主要是减少钢坯加工中热脆性。因此，综合考虑，本发明技术方案设定Mn含量范围为0.08％～0.20％，优选为0.08％～0.015％。

4、板坯加热温度设定

在无间隙原子钢连铸板坯的加热过程要发生Ti(C、N)第二相粒子的溶解。加热温度在1080～1160℃，有利于减少第二相粒子发生溶解有利于退火后晶粒的再结晶长大。因此，综合考虑，本发明板坯加热温度设定为1080～1160℃。

5、精轧结束温度设定

无间隙原子镀锌钢板的精轧终轧温度要高于Ar3相变点，因此，综合考虑，本发明精轧结束温度设定为900～940℃，优选为910～920℃。

6、卷取温度设定

热轧终轧卷取温度主要影响材料的组织、性能及冷轧后的连退再结晶温度。随着卷取温度的升高，可使析出物充分粗化，晶粒充分长大。因此，综合考虑，本发明卷取温度设定为680～740℃，优选为700～740℃。

7、冷轧压下率设定

无间隙原子冷轧热镀锌钢板r值随冷轧压下率增加而单调增加，且随着冷轧压下率的提高，钢板中存储的形变能增多，增加再结晶驱动力，有利于退火过程的进行。因此，综合考虑，本发明冷轧的压下率为70％～90％，优选为80％～90％。

8、退火温度和退火时间设定

冷轧后的轧硬钢带在退火过程中经历的回复、再结晶和晶粒长大三个过程都影响到成品的性能。退火温度的设定一般是综合考虑带钢的再结晶温度、产品性能需求范围两个因素，针对高压下率冷轧来料。因此，综合考虑，本发明设定钢带在卧式连续退火炉的均热段的退火温度为810～850℃，带钢在均热段的退火时间为35～59s。

采用上述方法生产的无间隙原子冷轧热镀锌钢板的显微组织晶粒度级别为I6.5～I8.0级，屈服强度为165～200MPa，抗拉强度为270～330MPa，断后伸长率A80mm为38％～44％，塑性应变比r值≥1.9。

本发明相比现有技术具有如下积极效果：

1.本发明通过C含量设计、热轧终轧、卷取、高压下率冷轧、卧式炉连退火生产工艺的优化组合，实现了采用卧式炉退火生产性能合格的无间隙原子冷轧热镀锌钢板，降低了无间隙原子冷轧热镀锌钢板生产成本。

2.本发明采用退火温度为810～850℃C，退火时间为35～59s的高温退火工艺，使钢带获得了充分再结晶组织，冷轧钢板显微组织晶粒度级别为I6.5～I8.0级，屈服强度为165～200MPa，抗拉强度为270～330MPa，断后伸长率A_80mm为38％～44％，塑性应变比r值≥1.9。

附图说明

附图1为本发明实施例2的无间隙原子热轧钢板的金相组织照片。

附图2为本发明实施例2的无间隙原子冷轧热镀锌钢板的金相组织照片。

具体实施方式

下面结合实施例1-4对本发明作进一步说明，如表1～表4所示。

表1本发明(重量百分比％)，余量为Fe及不可避免杂质。

元素	C	Si	Mn	Ti	N	P	S
								本发明	0.0005-0.0028	≤0.03	0.08-020	0.02-0.065	≤0.0030	≤0.015	≤0.010
实施例1	0.0007	0.011	0.19	0.024	0.0030	0.011	0.010
								实施例2	0.0025	0.007	0.14	0.047	0.0021	0.012	0.009
实施例3	0.0012	0.005	0.09	0.060	0.0016	0.008	0.008
								实施例4	0.0014	0.006	0.15	0.048	0.0019	0.012	0.008

通过转炉熔炼，RH炉真空脱碳，得到符合要求化学成分的连铸坯，厚度为210～240mm，宽度为800～1300mm，长度为5000～10000mm。定尺板坯送至加热炉再加热，出炉除磷后送至热连轧轧机上轧制，粗轧轧制温度为950～1120℃，精轧阶段为7道次精轧，进行控制冷却，然后进行卷取，得到钢板厚度为2.0～4.0mm热轧钢卷。工艺控制见表2。

表2本发明热轧工艺控制参数

将上述热轧钢卷重新开卷经过酸洗后，在可逆轧制或5机架冷连轧机上进行冷轧，冷轧的压下率为70％～90％，冷轧后的轧硬状态的钢带经卧式连续退火炉退火，退火工艺为：钢带在卧式连续退火炉的均热段的退火温度为810～850℃，在均热段的退火时间为：35～59s，热镀锌，卷取，得到厚度为0.3～1.2mm的无间隙原子冷轧热镀锌钢板。工艺控制参数见表3。

表3本发明冷轧、退火工艺控制参数

利用上述方法得到的无间隙原子冷轧热镀锌钢板的力学性能和晶粒度见表4。

表4本发明无间隙原子冷轧热镀锌钢板的力学性能与晶粒度

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims

1.一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板，其化学成分质量百分比：0.0005％～0.0028％，Si：≤0.03％，Mn：0.08％～0.20％，Ti：0.02％～0.065％，N≤0.0030％，P≤0.015％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免的夹杂元素。

2.如权利要求1所述的一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板，其特征是，钢中碳元素质量百分比为0.0005％～0.0020％。

3.如权利要求1所述的一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板，其特征是，钢中锰元素质量百分比为0.08％～0.015％。

4.如权利要求1所述的一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板，其特征是，所述冷轧钢板显微组织晶粒度级别为I6.5～I8.0级。

5.如权利要求1所述的一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板，其特征是，所述冷轧钢板的屈服强度为165～200MPa，抗拉强度为270～330MPa，断后伸长率A_80mm为38％～44％，塑性应变比r值≥1.9。

6.一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板的生产方法，按下述成分质量百分比冶炼：C：0.0005％～0.0028％，Si：≤0.03％，Mn：0.08-0.20％，Ti：0.02％～0.065％，N≤0.0030％，P≤0.015％，S≤0.010％，余量为Fe和不可避免的夹杂元素；依次采用铁水脱硫、转炉顶底复合吹炼、RH炉精炼、浇铸成连铸板坯；板坯加热炉加热、粗轧、精轧、卷取获得钢板厚度为2.0～4.0mm热轧钢卷；然后将热轧钢卷重新开卷、经酸洗、冷轧、卧式炉连续退火、热镀锌、卷取得到钢板厚度为0.3～1.2mm的无间隙原子冷轧热镀锌钢板成品，其特征是，连铸坯经加热炉加热至1080～1160℃，在热连轧机架上进行轧制，粗轧轧制温度为980～1120℃；精轧阶段为7道次轧制，精轧开轧温度为950～1050℃，精轧结束温度为900～940℃；精轧后卷取温度为680～740℃；在冷连轧机上进行轧制，冷轧压下率为70％～90％；冷轧后的轧硬状态带钢经卧式连续退火炉退火，在卧式连续退火炉的均热段的退火温度为810～850℃，退火时间为35～59s。

7.如权利要求6所述的一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板的生产方法，其特征是，所述精轧结束温度为910～920℃。

8.如权利要求6所述的一种无间隙原子冷轧热镀锌钢板的生产方法，其特征是，所述卷取温度为700～740℃。