CN106947915A - 一种低成本高性能spa‑h热轧钢卷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低成本高性能SPA‑H热轧钢卷及其制备方法，其成分按质量百分数包括：C 0.07～0.095％，Si 0.25～0.35％，Mn 0.38～0.48％，P 0.085～0.105％，S≤0.007％，Cu 0.25～0.35％，Ni 0.08～0.20％，Cr 0.50～0.60％，Als 0.015～0.045％；余量为Fe和不可避免的杂质。制备方法包括：成分设计，铁水预处理，转炉冶炼，钢包炉，连铸，热连轧，层流冷却，卷取，即得。本发明有优良的塑性及韧性，提高了冷加工性能，避免SPA‑H钢卷使用中大变形的折弯开裂问题，减少质量异议，提高SPA‑H钢的综合性能。

Description

一种低成本高性能SPA-H热轧钢卷及其制备方法
技术领域
本发明属于热轧钢卷及其制备领域，特别涉及一种低成本高性能SPA-H热轧钢卷及其制备方法。
背景技术
现生产屈服强度350MPa级集装箱用钢，铸坯表面裂纹多，连铸容易漏钢，强度富余量不足，塑性及韧性低。强度富余量不足，造成部分钢卷判废；铸坯表面有裂纹几率大不能直装，不利于节能减排；铸坯表面质量差；轧钢采用任意轧制工艺，产品的性能波动范围大，不利于用户的使用。
对SPA-H系列钢卷生产性能实绩调查，结果如表1和表2所示：
表1 SPA-H系列钢厚度、性能范围统计表
从表1可看出，SPA-H生产厚度在8mm以下，屈服强度在235～485MPa，抗拉强度在350～582MPa，延伸率24～47％；在生产中性能波动范围大，同时有的性能不合格。
表2 SPA-H系列钢厚度及性能指标频次表
厚度mm 频次 屈服强度MPa 频次 抗拉强度MPa 频次 伸长率％ 频次
≤2 62 ≤290 3 ≤450 3 ≤22 0
2-3 223 290-330 1 450-470 2 22-27 7
3-4 568 330-370 171 470-490 107 27-32 47
4-5 849 370-410 1366 490-510 778 32-37 937
5-6 134 410-450 334 510-530 815 37-42 877
6-7 50 450-490 14 530-550 167 42-47 21
7-8 1 490-530 0 550-570 14 47-52 0
570-590 3
从表2可看出，PA-H的屈服强度主要是在330～450MPa、抗拉强度主要在470～550MPa范围、延伸率主要在27～47％、生产主要厚度是2-6mm；各指标分布图1a～1d所示。
对SPA-H系列钢卷生产成分实绩调查。对857炉SPA-H进行C、Si、Mn三元素统计如表3所示，C、Si、Mn成分频次如表4所示；SPA-H系列钢C、Si、Mn、Cr、P含量统计分布图如图2a～2e所示；日本标准(JIS G3125-2010)对SPA-H成分、性能要求及生产实绩对比，如表5所示。从表3可看出：SPA-H钢C平均含量为0.081％、Mn平均含量为0.426％。从表4可看出：SPA-H系列钢熔炼分析C含量主要0.08～0.10％、Mn含量主要在0.41～0.47％。从表5中可看出：钢卷抗拉强度偏低，这样造成钢卷性能偏低的可能性就很大。
表3 SPA-H系列钢C、Si、Mn范围统计表
表4 C、Si、Mn成分频次
表5成分、性能要求及生产实绩
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低成本高性能SPA-H热轧钢卷及其制备方法，该SPA-H热轧钢卷有优良的塑性及韧性，提高了冷加工性能，避免SPA-H钢卷使用中大变形的折弯开裂问题，减少质量异议；通过调整SPA-H钢成分中C、Cr含量，调整Als含量，采用合适的轧制工艺及控冷工艺，提高SPA-H钢的综合性能，生产出低成本、高性能的SPA-H热轧钢卷；轧钢生产进行直装，实现节能减排，绿色钢铁的理念。
本发明的一种低成本高性能SPA-H热轧钢卷，其成分按质量百分数包括：C 0.07～0.095％，Si 0.25～0.35％，Mn 0.38～0.48％，P 0.085～0.105％，S≤0.007％，Cu 0.25～0.35％，Ni 0.08～0.20％，Cr 0.50～0.60％，Als 0.015～0.045％；余量为Fe和不可避免的杂质。
所述SPA-H热轧钢卷的成分按质量百分数包括：C 0.08％，Si 0.30％，Mn 0.43％，P 0.090％，S≤0.007％，Cu 0.27％，Ni 0.09％，Cr 0.55％，Als 0.020％；余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明的一种低成本高性能SPA-H热轧钢卷的制备方法，包括：
成分设计，铁水预处理，转炉冶炼，钢包炉，连铸，热连轧，层流冷却，卷取，得到低成本高性能SPA-H热轧钢卷；
其中，热轧钢卷的成分按质量百分数包括：C 0.07～0.095％，Si 0.25～0.35％，Mn 0.38～0.48％，P 0.085～0.105％，S≤0.007％，Cu 0.25～0.35％，Ni 0.08～0.20％，Cr 0.50～0.60％，Als 0.015～0.045％；余量为Fe和不可避免的杂质；
板坯厚度为1.50～6.00mm，终轧温度为850±20℃，卷曲温度为570±20℃～600±20℃。
所述成分如表6所示：
表6成分设计范围
所述转炉冶炼过程中氮氩切换；出钢前补吹≤1次；出钢时间4～8min；出钢4/5前加完合金；出钢双挡渣，到站渣厚≤100mm；处理结束前钢包弱吹Ar时间5～10min；钢包炉精炼处理结束至连铸钢包开浇时间10～20min；其中，钢包弱吹时亮圈≤200mm。
所述热连轧之前进行板坯精整。
所述连铸过程中：液相线温度1520℃；目标中包温度1540±7℃；结晶器保护渣为耐候钢专用保护渣；连浇第一炉中包开浇时中包钢水量25～30t，液位550～580mm；中包快换时中包钢水量15～20t，液位350～400mm；正常浇次浇注保持中包钢水量42～50t，液位950～1000mm，更换大包时中包钢水量35～40t，液位800～850mm；连铸中包停浇时中包钢水量控制在8～15t，液位200～350mm；全程保护浇注，长水口***深度300～400mm。
所述连铸得到的厚板坯的加工工艺参数如表7所示：
表7加热工艺参数
厚度范围(mm) 出炉温度(℃) 在炉时间(min) 均热时间(min)
1.50～2.60 1250±30℃ ≥180 ≥25
2.61～3.60 1230±30℃ ≥150 ≥22
3.61～6.00 1220±30℃ ≥150 ≥22
所述热连轧过程中：出炉温度为1220±30℃～1250±30℃，在炉时间为≥150min，均热时间为≥22min。
所述层流冷却采取前段冷却。
所述轧制工艺参数如表8所示：
表8轧制工艺参数
厚度范围(mm) 精轧入口参考温度(℃) 终轧温度(℃) 卷取温度(℃) 冷却策略
1.50～2.60 1050±30℃ 850±20℃ 600±20℃ 前段冷却
2.61～3.60 1030±30℃ 850±20℃ 590±20℃ 前段冷却
3.61～6.00 1020±30℃ 850±20℃ 570±20℃ 前段冷却
所述热连轧过程中：出炉温度为1220±30℃～1250±30℃，在炉时间为150～200min，均热时间为22～35min.
有益效果
(1)本发明通过SPA-H成分设计，调整C含量，辅以合适的轧制工艺保证钢卷有优良的塑性及韧性，提高延伸率；低碳成分设计(C≤0.095％)，保证连铸坯表面质量良好，同时实现直装，节能减排，改善了材料焊接性能；适当增加铬含量，增加钢卷屈服强度和抗拉强度，降低生产成本；
(2)本发明的轧制工艺采用TMCP+RPC工艺，首次将轧后弛豫-控制相变工艺(RPC)技术应用于(P+F)钢的生产，低的终轧温度及卷曲温度，保证钢卷组织细小、均匀；钢卷保持了P+F的显微组织特征，钢卷性能各向异性小；低C、低Mn成分的SPA-H钢有优良的强韧性配合；优良的塑性及韧性，提高了冷加工性能，避免SPA-H钢卷使用中大变形的折弯开裂问题，减少质量异议；
(3)本发明中的SPA-H热轧钢卷有优良的塑性及韧性，提高了冷加工性能，避免SPA-H钢卷使用中大变形的折弯开裂问题，减少质量异议；
(4)本发明的成分设计及轧制工艺将是我国低成本、高性能耐候热轧钢卷的一种新的生产方法。
附图说明
图1为SPA-H厚度(a)、屈服强度(b)、抗拉强度(c)以及伸长率(d)的性能指标统计分布图；其中，厚度单位为mm；屈服强度单位为MPa；抗拉强度单位为MPa；
图2为SPA-H系列钢C(a)、Si(b)、Mn(c)、Cr(d)、P(e)含量统计分布图；
图3为实施例1中SPA-H热轧钢卷的金相组织图；
图4为实施例2中SPA-H热轧钢卷的金相组织图；
图5为实施例3中SPA-H热轧钢卷的金相组织图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
成分设计好后，对铁水进行预处理，然后180t转炉冶炼，氮氩切换，出钢得钢水；出钢前补吹1次，出钢时间5min；出钢4/5前加完合金；出钢双挡渣，到站渣厚80mm；钢包炉造还原渣操作，处理时间18分钟，处理结束前钢包弱吹Ar(亮圈≤200mm)时间6min；钢包炉处理结束至连铸钢包开浇时间12min。
上述出钢后的钢水各成分的重量百分比依次为：C 0.07％，Si 0.25％，Mn0.38％，P 0.085％，S 0.006％，Cu 0.25％，Ni 0.08％，Cr 0.50％，Als 0.015％；其余为铁和不可避免的杂质。
将所述钢水进行连铸得板坯，其中液相线温度1520℃；目标中包温度1540±7℃；结晶器保护渣：耐候钢专用保护渣；连浇第一炉中包开浇时中包钢水量26t(液位560mm)；中包快换时中包钢水量18t(液位380mm)；正常浇次浇注保持中包钢水量45t(液位960mm)，更换大包时中包钢水量36t(液位820mm)，连铸中包停浇时中包钢水量控制在9t(液位240mm)；全程保护浇注，长水口***深度300mm。
在线对板坯表面缺陷进行目视检查，按入炉板坯技术条件对板坯进行火焰清理。
将上述的板坯加热，在炉时间160min，均热时间25min，板坯厚度1.65mm时，出炉温度控制在1250℃；
将上述加热后的板坯轧制，精轧入口温度控制在1050℃，终轧温度控制在850℃；卷曲温度控制为600℃，冷却策略为前段，层流冷却，最后卷曲即得样品，其金相组织见图3。
实施例2
成分设计好后，对铁水进行预处理，然后180t转炉冶炼，氮氩切换，出钢得钢水；出钢前补吹1次，出钢时间6min；出钢4/5前加完合金；出钢双挡渣，到站渣厚80mm；钢包炉造还原渣操作，处理时间20分钟，处理结束前钢包弱吹Ar(亮圈≤200mm)时间8min；精炼处理结束至连铸钢包开浇时间15min。
上述出钢后的钢水各成分的重量百分比依次为：C 0.08％，Si 0.30％，Mn0.43％，P 0.090％，S 0.004％，Cu 0.27％，Ni 0.09％，Cr 0.55％，Als 0.020％；其余为铁和不可避免的杂质。
将所述钢水进行连铸得板坯，其中液相线温度1520℃；目标中包温度1540±7℃；结晶器保护渣：耐候钢专用保护渣；连浇第一炉中包开浇时中包钢水量28t(液位570mm)；中包快换时中包钢水量18t(液位370mm)；正常浇次浇注保持中包钢水量46t(液位980mm)，更换大包时中包钢水量38t(液位830mm)，连铸中包停浇时中包钢水量控制在12t(液位280mm)；全程保护浇注，长水口***深度350mm。
在线对板坯表面缺陷进行目视检查，按入炉板坯技术条件对板坯进行火焰清理。
将上述的板坯加热，在炉时间180min，均热时间28min，板坯厚度2.85mm时，出炉温度控制在1230℃；
将上述加热后的板坯轧制，精轧入口温度控制在1050℃，终轧温度控制在850℃；卷曲温度控制为590℃，冷却策略为前段，层流冷却，最后卷曲即得样品，其金相组织见图4。
实施例3
成分设计好后，对铁水进行预处理，然后180t转炉冶炼，氮氩切换，出钢得钢水；出钢前补吹1次，出钢时间8min；出钢4/5前加完合金；出钢双挡渣，到站渣厚80mm；钢包炉造还原渣操作，处理时间22分钟，处理结束前钢包弱吹Ar(亮圈≤200mm)时间10min；精炼处理结束至连铸钢包开浇时间20min。
上述出钢后的钢水各成分的重量百分比依次为：C 0.095％，Si 0.35％，Mn0.48％，P 0.105％，S 0.007％，Cu 0.35％，Ni 0.20％，Cr 0.60％，Als 0.045％；其余为铁和不可避免的杂质。
将所述钢水进行连铸得板坯，其中液相线温度1520℃；目标中包温度1540±7℃；结晶器保护渣：耐候钢专用保护渣；连浇第一炉中包开浇时中包钢水量30t(液位580mm)；中包快换时中包钢水量20t(液位400mm)；正常浇次浇注保持中包钢水量48t(液位1000mm)，更换大包时中包钢水量40t(液位850mm)，连铸中包停浇时中包钢水量控制在12t(液位330mm)；全程保护浇注，长水口***深度400mm。
在线对板坯表面缺陷进行目视检查，按入炉板坯技术条件对板坯进行火焰清理。
将上述的板坯加热，在炉时间200min，均热时间32min，板坯厚度5.60mm时，出炉温度控制在1220℃；
将上述加热后的板坯轧制，精轧入口温度控制在1050℃，终轧温度控制在850℃；卷曲温度控制为570℃，冷却策略为前段，层流冷却，最后卷曲即得样品，其金相组织见图5。
实施例1～3样品的拉伸性能数据

Claims (8)

1.一种低成本高性能SPA-H热轧钢卷，其成分按质量百分数包括：C 0.07～0.095％，Si0.25～0.35％，Mn 0.38～0.48％，P 0.085～0.105％，S≤0.007％，Cu 0.25～0.35％，Ni0.08～0.20％，Cr 0.50～0.60％，Als 0.015～0.045％；余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种低成本高性能SPA-H热轧钢卷，其特征在于，所述SPA-H热轧钢卷的成分按质量百分数包括：C 0.08％，Si 0.30％，Mn 0.43％，P 0.090％，S≤0.007％，Cu 0.27％，Ni 0.09％，Cr 0.55％，Als 0.020％；余量为Fe和不可避免的杂质。
3.一种低成本高性能SPA-H热轧钢卷的制备方法，包括：
成分设计，铁水预处理，转炉冶炼，钢包炉，连铸，热连轧，层流冷却，卷取，得到低成本高性能SPA-H热轧钢卷；
其中，热轧钢卷的成分按质量百分数包括：C 0.07～0.095％，Si 0.25～0.35％，Mn0.38～0.48％，P 0.085～0.105％，S≤0.007％，Cu 0.25～0.35％，Ni 0.08～0.20％Cr0.50～0.60％，Als 0.015～0.045％；余量为Fe和不可避免的杂质；
板坯厚度为1.50～6.00mm，终轧温度为850±20℃，卷曲温度为570±20℃～600±20℃。
4.根据权利要求3所述的一种低成本高性能SPA-H热轧钢卷的制备方法，其特征在于，所述转炉冶炼过程中氮氩切换；出钢前补吹≤1次；出钢时间4～8min；出钢4/5前加完合金；出钢双挡渣，到站渣厚≤100mm；处理结束前钢包弱吹Ar时间5～10min；钢包炉精炼处理结束至连铸钢包开浇时间10～20min；其中，钢包弱吹时亮圈≤200mm。
5.根据权利要求3所述的一种低成本高性能SPA-H热轧钢卷的制备方法，其特征在于，所述热连轧之前进行板坯精整。
6.根据权利要求3所述的一种低成本高性能SPA-H热轧钢卷的制备方法，其特征在于，所述连铸过程中：液相线温度1520℃；目标中包温度1540±7℃；结晶器保护渣为耐候钢保护渣；连浇第一炉中包开浇时中包钢水量25～30t，液位550～580mm；中包快换时中包钢水量15～20t，液位350～400mm；正常浇次浇注保持中包钢水量42～50t，液位950～1000mm，更换大包时中包钢水量35～40t，液位800～850mm；连铸中包停浇时中包钢水量控制在8～15t，液位200～350mm；全程保护浇注，长水口***深度300～400mm。
7.根据权利要求3所述的一种低成本高性能SPA-H热轧钢卷的制备方法，其特征在于，所述热连轧过程中：出炉温度为1220±30℃～1250±30℃，在炉时间为150～200min，均热时间为22～35min。
8.根据权利要求3所述的一种低成本高性能SPA-H热轧钢卷的制备方法，其特征在于，所述层流冷却采取前段冷却。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN111850406A (zh) * 2020-07-29 2020-10-30 攀钢集团研究院有限公司 380MPa级高磷耐候钢及其制备方法
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