CN104307911A - 提高高表面等级if钢延伸率的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种提高高表面等级IF钢延伸率的方法，控制要点包括：(1)将板坯出炉温度控制在1200±20℃；(2)采用730～750℃的高温卷取；(3)粗轧阶段立辊供水制度采用间隙正常供水、轧钢时减少供水模式以降低带钢边部温降；(4)优化粗轧阶段立辊道次减宽量分配，采用1、3、5道次减宽，减宽量分别为15-10mm、10-5mm和5-0mm；(5)将板坯进行倒角处理。本发明的优点在于：方法简单，经济高效，可以在不影响钢种成分及其它性能的条件下使用现有设备提高镀锌IF钢延伸率，同时保持钢板良好的表面质量。

Description

提高高表面等级IF钢延伸率的方法

技术领域

本发明属于轧钢技术领域，特别涉及一种提高高表面等级IF钢延伸率的方法。

背景技术

无间隙原子钢(IF钢，全称Interstitial-Free Steel)作为第三代深冲钢板，具有高的塑性应变比、高的加工硬化指数和无时效性等特点，是当前冲压级别最高的钢板，广泛应用于汽车制造、家电等行业。近年来，随着汽车和家电行业的快速发展，对具有高等级表面和优良力学性能IF钢的需求日益突出。

IF钢中通过添加Ti、Nb等强C、N化合物形成元素对间隙原子进行捕获，形成析出物(第二相粒子)，析出物种类、大小、分布等直接影响IF钢的力学性能。Ti与C、N形成的化合物的析出顺序和温度为TiN(1508℃)-TiS(1401℃)-Ti₄C₂S₂(1280℃)-TiC(887℃)，前四种析出物在加热炉中就已经析出，后续轧制过程中继续析出长大，TiC在层冷过程中析出，在卷取过程中继续析出长大，通过控制出炉温度和终轧、卷取等主要温度参数可以显著影响析出物情况，从而影响成品卷的延伸率等力学性能。

已有研究和生产经验均表明，IF钢在热轧过程中容易出现边部翘皮等缺陷，主要原因为板坯出加热炉后边部温降较大，在立辊减宽阶段容易造成边部粗糙、细线，IF钢由于是超低碳钢，奥氏体向铁素体的临界相变温度较高，加之Ti等合金元素的作用，粗轧阶段形成的细微边部缺陷极易在精轧阶段放大，最终形成成品表面边部翘皮等缺陷。该缺陷对出炉温度、立辊减宽制度等极为敏感，极大限制了高表面等级、高延伸率IF钢的生产。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高高表面等级IF钢延伸率的方法，在不影响钢种成分及其它性能的条件下，使用现有设备提高镀锌IF钢的延伸率，并保证钢板良好的表面质量。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种提高高表面等级IF钢延伸率的方法，其生产过程依次包括钢水连铸得到板坯、加热板坯、热轧立辊减宽、热轧平辊轧制减薄和高温卷取。在生产过程中对生产工艺进行如下控制：

(1)将板坯出炉温度控制在1200±20℃；

(2)将卷取温度控制在730～750℃；

(3)立辊供水制度采用轧钢间隙正常供水、轧钢时减少供水的模式；

(4)粗轧阶段第1、3、5道次采用立辊减宽，减宽量分别为10～15mm、5～10mm和0～5mm；

(5)进行倒角处理，将连铸板坯沿长度方向的四条边进行倒角，将原来的直角边削去，宽度和厚度方向削边长度分别为30～35mm和25～30mm。

进一步地，所述轧钢间隙正常供水的供水量为60m³/h、轧钢时减少供水的供水量为25～30m³/h。

进一步地，所述卷取之前需进行层流冷却，所述层流冷却模式控制为前段密集冷却。

进一步地，所述倒角处理使用的是倒角结晶器。

本发明提供的一种提高高表面等级IF钢延伸率的方法，可以避免热轧过程中IF钢出现麻点、细线、翘皮等缺陷，得到表面质量好、延伸率高的高表面等级IF钢，具体表现如下：

(1)将板坯出炉温度控制在1200±20℃，可以有效抑制析出物回溶，有利于获得较为粗大的TiN、TiS和Ti₄C₂S₂等析出物，从而降低对晶界迁移的钉扎力，有利于晶粒长大提高成品延伸率。

(2)控制卷取温度为730～750℃，可以使TiC粒子在铁素体中继续析出，使其在卷取过程中得到粗化，从而提高成品延伸率。

(3)优化立辊供水制度，立辊供水制度采用轧钢间隙正常供水、轧钢时减少供水的模式，在保证立辊正常工作的同时还能减少带钢边部温降，避免出现边部缺陷。

(4)优化立辊减宽制度，将粗轧阶段第1、3、5道次采用立辊减宽，减宽量分别为15-10mm、10-5mm和5-0mm，可以有效抑制边部翘皮、细线等缺陷。

(5)板坯进行倒角处理，可以消除因低温出钢导致带钢边角部温度过低而引发的边部翘皮等缺陷。

附图说明

图1为本发明实施例提供的提高高表面等级IF钢延伸率的方法的工艺控制流程图。

图2为本发明实施例提供的提高高表面等级IF钢延伸率的方法中降低出炉温度后热卷边部翘皮缺陷形貌。

图3为本发明实施例提供的提高高表面等级IF钢延伸率的方法中优化立辊冷却水使用制度后热卷表面形貌。

图4为本发明实施例提供的提高高表面等级IF钢延伸率的方法中优化立辊减宽量分配后热卷表面形貌。

图5为本发明实施例提供的提高高表面等级IF钢延伸率的方法中板坯倒角后的横截面示意图。

图6为本发明实施例提供的提高高表面等级IF钢延伸率的方法中将板坯进行边部倒角后生产的热卷表面形貌。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种提高高表面等级IF钢延伸率的方法，其生产过程依次包括钢水连铸得到板坯、加热板坯、热轧立辊减宽、热轧平辊轧制减薄和高温卷取，生产过程中对生产工艺进行如下控制：

(1)控制板坯出炉温度：将板坯出炉温度控制在1200±20℃；因为降低板坯加热温度有利于析出粗大的Ti₄C₂S₂粒子，减少细小的TiC粒子，同时较低的加热温度还可以降低第二相粒子的反向析出量，从而使连铸阶段已经析出的Ti₄C₂S₂更加粗化，从而有助于成品延伸率的提高。因此将出炉温度控制在1200±20℃，可以有效粗化第二相粒子，提高成品延伸率。

(2)采用高温卷取：采用前段密集冷却的层流冷却模式，将卷取温度控制在730～750℃；由于细小的析出物会阻碍再结晶织构的发展，粗大稀疏的析出物有利于深冲织构的形成，进而提高IF钢的延伸率和深冲性能。因此采用730～750℃高温卷取可以有效提高成品延伸率。

(3)优化立辊供水制度：立辊供水制度采用轧钢间隙正常供水、轧钢时减少供水的模式；成品宽度的确定主要通过立辊减宽来实现，在生产中需用循环水对立辊进行冷却，如果冷却水量过小，立辊反复与高温带钢接触容易出现热应力裂纹，如果冷却水量过大，容易造成带钢边部温降过大从而加重边部缺陷。因此采用轧钢间隙正常供水、轧钢时减少供水的模式，将轧钢间隙正常供水的供水量控制为60m³/h、将轧钢时的供水量减小到为25～30m³/h。可以在保证立辊正常工作的同时抑制边部翘皮、细线等缺陷。

(4)优化立辊减宽制度：粗轧阶段第1、3、5道次采用立辊减宽，减宽量分别为10～15mm、5～10mm和0～5mm；在粗轧阶段需要进行立辊减宽以保证成品宽度要求，立辊减宽量分配对成品边部质量有重要影响，减宽量过大或道次分配不合理容易加重边部缺陷。因此采用第1、3、5道次立辊减宽，并将减宽量分布设定为15-10mm、10-5mm和5-0mm，可以保证IF钢边部质量。

(5)板坯倒角处理：将连铸板坯沿长度方向的四条边进行倒角，使用倒角结晶器将原来的直角边削去，宽度和厚度方向削边长度分别为30～35mm和25～30mm。对IF钢表面质量影响最大的是边部翘皮缺陷，该缺陷的发生主要与边部金属温度低、流动性差有关。对板坯沿长度方向的四个直接边进行倒角，可以有效改善边部温度分布，提高边部质量。

下面通过实施例对发明提供的一种提高高表面等级IF钢延伸率的方法做具体说明。

实施例1

依次经过钢水连铸得到板坯、加热板坯、热轧立辊减宽、热轧平辊轧制减薄和高温卷取等工艺步骤生产高表面等级IF钢。在其它工艺条件相同的情况下，采用两种不同的板坯出炉温度，对比出炉温度对成品延伸率等力学性能的影响，两个出炉温度为1270℃和1210℃。两个出炉温度下生产得到的成品的延伸率等力学性能情况如表1所示。

表1

从表1数据可以看出，采用较低的板坯出炉温度可以有效提高成品延伸率和r值。与1270℃的高温出炉相比，采用1210℃的低温出炉可以显著提高成品的延伸率和r值，延伸率由45.1％提高至46.9％，r值由2.71提高至2.88，而屈服强度和抗拉强度仅有不足3MPa的下降，不会影响成品的使用性能。

实施例2

其它工艺步骤和工艺条件相同，在1210℃低温出炉情况下，本实施例通过高低不同的两种卷取温度对比说明卷取温度对成品延伸率等力学性能的影响。两种卷温度为650℃和750℃。两种卷取温度下生产得到的成品的延伸率等力学性能情况如表2所示。

表2

从表2数据可以看出，提高卷取温度可以有效提高成品延伸率和r值。在1210℃低温出炉情况下，采用较高750℃的高温卷取可以使延伸率由650℃卷取时的46.9％提升至48.9％，r值由2.88提升至3.03，屈服强度和抗拉强度略有下降，但不会影响成品使用性能。

实施例3

参见图2，降低出炉温度在提高成品延伸率的同时会加重边部温降，从而容易导致热卷边部缺陷出现。为了在板坯低温出炉情况下改善板坯边部质量，在工艺步骤和其它工艺参数不变的情况下，对立辊供水制度进行优化，采用轧钢间隙正常供水、轧钢时减少供水模式的立辊供水制度，将立辊轧制过程中冷却水流量由之前的60m³/h降低至25～30m³/h，而轧制间隙冷却水流量保持60m³/h不变，最终得到的热卷表面形貌如图3所示。从图2和图3对比可见，在立辊轧制期间将冷却水流量降低至25～30m³/h可以有效改善高表面等级IF钢的边部质量。

实施例4

本实施例是在板坯低温出炉、高温卷取及将立辊轧制过程中的冷却水流量降低至25～30m³/h的情况下，对立辊减宽制度进行优化。在工艺步骤和其他工艺参数不变的情况下，将立辊1、3、5道次的减宽量由原来的25mm、25mm、10mm分别改为12mm、8mm和3mm，最终生产得到的热卷表面形貌如图4所示。从图4可见，采取上述综合措施后高表面等级IF钢的表面质量得以提高。

实施例5

在板坯低温出炉、高温卷取的情况下，在轧制过程中带钢边部温降较大，边部温度不可避免的会低于心部温度，通过优化立辊冷却水制度和优化立辊减宽制度后可以显著改善热卷边部质量，但仍无法对板卷边部缺陷彻底消除。本实施例在工艺步骤和其他工艺参数不变的情况下，用以说明在生产过程中通过板坯低温出炉、高温卷取、优化立辊冷却水制度和优化立辊减宽制度后，再对板坯进行倒角处理生产得到的高表面等级IF钢的表面质量变化情况。参见图5，将连铸板坯在入炉前进行倒角处理，沿长度方向将四个直角削去35mm的长度，沿宽度方向将四个直角削去30mm的宽度。最终使用倒角后的板坯轧制生产得到的成品的表面形貌如图6所示。从图6可见，进一步将板坯进行倒角处理后可以完全消除边部翘皮、细线等缺陷，能够显著提高高表面等级IF钢的表面质量。

本发明提供的一种提高高表面等级IF钢延伸率的方法，可以显著避免在生产高表面等级IF钢热轧过程中容易出现麻点的缺陷，得到良好的表面质量，同时还能提高成品的延伸率，得到兼具优良性能和优良表面质量的高表面等级IF钢，可用于后续制备要求较高的汽车外板。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种提高高表面等级IF钢延伸率的方法，其生产过程依次包括钢水连铸得到板坯、加热板坯、热轧立辊减宽、热轧平辊轧制减薄和高温卷取，其特征在于，生产过程中工艺进行如下控制：

(1)将板坯出炉温度控制在1200±20℃；

(2)将卷取温度控制在730～750℃；

(3)立辊供水制度采用轧钢间隙正常供水、轧钢时减少供水的模式；

(4)粗轧阶段第1、3、5道次采用立辊减宽，减宽量分别为10～15mm、5～10mm和0～5mm；

(5)进行倒角处理，将连铸板坯沿长度方向的四条边进行倒角，将原来的直角边削去，宽度和厚度方向削边长度分别为30～35mm和25～30mm。

2.根据权利要求1所述的提高高表面等级IF钢延伸率的方法，其特征在于：所述轧钢间隙正常供水的供水量为60m³/h、轧钢时减少供水的供水量为25～30m³/h。

3.根据权利要求1所述的提高高表面等级IF钢延伸率的方法，其特征在于：所述卷取之前需进行层流冷却，所述层流冷却模式控制为前段密集冷却。

4.根据权利要求1所述的提高高表面等级IF钢延伸率的方法，其特征在于：所述倒角处理使用的是倒角结晶器。