CN107641700B

CN107641700B - 基于csp流程生产薄规格热轧dp1180钢的方法

Info

Publication number: CN107641700B
Application number: CN201710855250.7A
Authority: CN
Inventors: 王成; 杜秀峰; 张超; 陈宏涛; 李婷; 宋波; 叶途明; 鲁娟; 王春锋; 杨光
Original assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Wuhan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2017-09-20
Filing date: 2017-09-20
Publication date: 2019-01-25
Anticipated expiration: 2037-09-20
Also published as: CN107641700A

Abstract

本发明公开了一种基于CSP流程生产薄规格热轧DP1180钢的方法，包括如下步骤：1)调整铁水组分；2)薄板坯连铸，控制铸坯厚度为55～65mm，拉坯速度为3.5～3.9m/min；3)常规均热，控制出炉温度为1220～1250℃，均热时间为25～35min；4)进行高压水除鳞；5)进行七道次精轧，终轧温度为800～830℃，末机架轧制速度为6.8～10.2m/s；6)两段式冷却及卷取，第一段水冷至660～680℃，然后空冷3.6～4.7s，第二段水冷至150～250℃；7)进行平整。本发明制造流程短，产品性能稳定，板形质量高，厚度精度可控制在±30μm以内，具有低成本、高强度、薄规格以及低屈强比的特点，能够达到冷轧产品的质量要求，对实现汽车轻量化、推动汽车工业的“以热代冷”进程具有重大意义。

Description

基于CSP流程生产薄规格热轧DP1180钢的方法

技术领域

本发明涉及一种热轧DP1180钢，特别是指一种基于CSP流程生产薄规格热轧DP1180钢的方法。

背景技术

随着能源的日益枯竭及生态环境的恶化，汽车的轻量化越来越受到关注。使用高强度汽车用钢是实现汽车减重节能、提高安全性的有效手段。在国际钢铁协会的超轻钢车身—先进概念车(ULSAB-AVC)计划中，高强度钢占所用材料的97％，其中先进的高强度钢的比例占了80％以上。但随着强度的不断提高，材料的成形性能会越来越差，尤其是1180MPa以上的高强度钢，在成形过程中存在开裂、回弹和零件尺寸达不到精度要求等问题，同时对冲压设备提出了更高的要求，并且对模具的使用周期也有较大的影响。

双相钢简称DP钢，是由铁素体和马氏体两相组织构成的先进高强钢，因其低屈强比、高初始加工硬化率、良好的强塑性匹配及烘烤硬化性能等，可满足汽车多种结构件、加强件和防撞件的应用需求，成为目前应用量最大、种类最多的汽车结构用钢。DP钢按生产方式主要分为热轧DP钢和冷轧DP钢两类，与冷轧DP钢相比，热轧DP钢具有成本低、生产流程简便以及综合性能良好等优点。

目前，冷轧双相钢的强度已达到1180MPa，而热轧双相钢强度还没有达到980MPa以上。因此，开发DP980特别是DP1180级别的薄规格高强度热轧双相钢对于扩大热轧双相钢的应用范围，促进汽车用钢板“以热代冷”具有重要的意义。

薄板坯连铸连轧流程将传统流程的连铸、加热、轧制等工序进行有机结合，流程简约高效，节能环保。利用其轧制速度恒定、冷却能力较强的特点，可以生产性能稳定的热轧双相钢。但在生产薄规格(尤其是厚度规格在1.5mm以下)热轧DP1180钢的过程中，受层流冷却区长度短和末机架轧制速度快的影响，水冷时间及空冷时间短使得铁素体转变不充分，马氏体含量过高甚至出现贝氏体及珠光体，产品屈强比偏高。另外，由于采用低温卷取，薄规格热轧DP1180钢的板形较差，必须进行平整，而平整后钢板发生加工硬化，导致屈服强度及屈强比进一步升高，致使热轧DP1180钢的成形性能较差，增加了零件冲压过程中对模具的磨损和回弹量。因此，在现有的薄板坯连铸连轧流程条件下，针对薄规格(尤其是厚度规格在1.5mm以下)热轧DP1180钢，难以实现化学成分、工艺窗口、组织性能、板形质量的稳定匹配。至今，国内外没有采用薄板坯连铸连轧生产热轧双相钢DP1180的先例，制约了该类型钢的工业化生产以及汽车工业的“以热代冷”进程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于CSP流程生产薄规格热轧DP1180钢的方法，能够生产高强度、低屈强比、可用于替代同等厚度规格冷轧DP1180钢的薄规格热轧DP1180钢。

为实现上述目的，本发明所提供的基于CSP流程生产薄规格热轧DP1180钢的方法，包括如下步骤：

1)通过冶炼精炼等方式调整铁水组分，以保证热轧DP1180钢产品满足组分要求为准；

2)进行薄板坯连铸，控制铸坯厚度为55～65mm，拉坯速度为3.5～3.9m/min；

3)对铸坯进行常规均热，并控制出炉温度为1220～1250℃，均热时间为25～35min；

4)进行高压水除鳞，并控制除鳞水入口压力不低于180bar，出口压力不低于220bar，除鳞水需要提前开启，确保带钢头部进入除鳞前完成建压；

5)进行七道次精轧，控制终轧温度为800～830℃，控制末机架轧制速度为6.8～10.2m/s，并进行恒速轧制；

6)进行冷却并卷取，所述冷却采用两段式冷却方式，第一段水冷将带钢温度降至660～680℃，然后空冷3.6～4.7s，使热轧DP1180钢中的铁素体含量达到热轧DP1180钢所需的体积分数；第二段水冷将带钢温度降至150～250℃，使热轧DP1180钢中的马氏体含量达到热轧DP1180钢所需的体积分数；两段式冷却之后进行卷取；

7)进行平整，待钢卷温度降至50℃以下后进行平整，平整工作辊采用30μm凸辊，使用正弯辊控制模式，并控制平整轧制力在220t以内，保证成品带钢板形质量的同时，减小材料屈服强度及屈强比的升高幅度，以获得低屈强比的热轧DP1180钢。

按上述步骤制得的热轧DP1180钢，其所包含的元素组分及重量百分比含量如下：C：0.17～0.20％，Si：0.50～0.70％，Mn：1.30～1.50％，Cr：0.40～0.70％，Als：0.02～0.07％，P：≤0.030％，S：≤0.008％，其余为Fe及不可避免的杂质。

优选地，所述热轧DP1180钢的组分及重量百分比含量如下：C：0.17～0.19％，Si：0.50～0.60％，Mn：1.30～1.40％，Cr：0.45～0.60％，Als：0.02～0.06％，P：≤0.025％，S：≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。

优选地，步骤1)中，调整铁水组分包括如下步骤：1.1)铁水脱硫，并控制S≤0.001％，扒渣后铁水裸露面≥96％；1.2)进行转炉冶炼，并进行LF炉精炼；1.3)进行RH真空处理，控制RH离站温度在1580～1590℃。

优选地，步骤6)中，调整热轧DP1180钢中铁素体所占体积分数为25～32％，马氏体所占体积分数为68～75％。

优选地，步骤6)中，在第一阶段冷却完成后、第二阶段冷却开始前以及冷却完成后均启动侧喷，并且均启动风机进行吹扫，以去除带钢表面残留水，实现温度精确控制，并提高检测设备温度测量的准确性。

优选地，所生产的热轧DP1180钢，其厚度规格为1.0～2.0mm，材料的屈服强度为680～870MPa，抗拉强度≥1180MPa，延伸率A50≥7.5％，屈强比≤0.60，可用于替代同等厚度规格的冷轧DP1180钢。

本发明各步骤主要工艺参数的选用或优选理由如下：

1)步骤4)中提前开启除鳞水，并在带钢头部进入除鳞前完成建压使除鳞水压力达到目标值，是为了降低带钢头部温度，使带钢全长温度均匀，以保证轧制过程速度恒定，提高双相组织中两相比例的可控性，达到产品性能稳定的目的。

2)步骤5)中控制末机架轧制速度为6.8～10.2m/s，步骤6)中采用两段式冷却工艺，第一段冷却将带钢温度降至660～680℃，然后空冷3.6～4.7s，是为了使热轧DP1180钢中的铁素体含量达到所需的体积分数；第二段冷却将带钢温度降至150～250℃，是为了使热轧DP1180钢中的马氏体含量达到所需的体积分数，所述热轧DP1180钢中铁素体所占体积分数为25～32％，马氏体所占体积分数为68～75％，是本发明的关键技术。

3)步骤6)中，优选在第一阶段冷却完成后、第二阶段冷却开始前以及冷却完成后均启动侧喷(位于工作侧的喷水设备)进行喷水，并且均启动风机(位于侧喷同一侧)进行吹扫，是为了去除带钢表面残留水，实现温度精确控制，并提高检测设备温度测量的准确性。

4)步骤7)中，平整工作辊采用30μm凸辊，使用正弯辊控制模式，并控制平整两侧压力在220吨以内，是为了保证成品带钢板形质量良好的同时，减小材料屈服强度及屈强比的升高幅度，以获得低屈强比的热轧DP1180钢，提高材料的成形性能，减少零件冲压过程中对模具的磨损和回弹量，是本发明的关键技术。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)首次采用CSP工艺生产出薄规格高强度热轧双相钢DP1180。本发明采用中C-Si-Mn-Cr成分体系，在CSP产线生产薄规格热轧DP1180钢，该热轧DP1180钢能有效地获得铁素体+马氏体双相组织，厚度规格为1.0～2.0mm，材料的屈服强度达680～870MPa，抗拉强度≥1180MPa，延伸率A50≥7.5％，屈强比≤0.60，具备低成本、高强度、薄规格以及低屈强比的特点。

2)所生产的热轧DP1180钢，用于替代同等厚度规格的冷轧DP1180钢，不需要后续冷轧及退火，能够大幅度地降低成本，缩短生产流程，并且节能环保；同时还能够避免现有薄板坯连铸连轧技术生产薄规格热轧DP1180钢屈强比偏高、板形不良的问题。

3)本发明制造流程短，产品性能稳定，板形质量好，厚度精度可控制在±30μm以内，能够达到冷轧产品的质量要求，可用于替代同等厚度规格的冷轧DP1180钢，对实现汽车轻量化、推动汽车工业的“以热代冷”进程具有重大意义。

附图说明

图1为本发明实施例4所生产的薄规格热轧DP1180钢的金相组织图。

具体实施方式

本发明所提供的基于CSP流程生产薄规格热轧DP1180钢的方法，其步骤如下：

1)铁水脱硫，并控制S≤0.001％，扒渣后铁水裸露面≥96％；

2)进行转炉冶炼，并进行LF炉精炼；进行RH真空处理，控制RH离站温度在1580～1590℃；

3)进行薄板坯连铸，控制铸坯厚度为55～65mm，拉坯速度为3.5～3.9m/min；

4)对铸坯进行常规均热，并控制出炉温度为1220～1250℃，均热时间为25～35min；

5)进行高压水除鳞，并控制除鳞水入口压力不低于180bar，出口压力不低于220bar，除鳞水需要提前开启，确保带钢头部进入除鳞前完成建压；

6)进行七道次精轧，控制终轧温度为800～830℃，控制末机架轧制速度为6.8～10.2m/s，并进行恒速轧制；

调整F1～F4机架辊缝冷却水时序，F1设定值为12m，F2设定值为17m，F3设定值为21.5m，F4设定值为26m，确保在带钢头部到达各机架之前开启该机架的辊缝冷却水。机架辊缝冷却水开启时序以均热炉出口为基准，例如，F1机架辊缝冷却水时序设定为12m，表示板坯头部出均热炉12米后开启F1机架辊缝冷却水；F2机架辊缝冷却水时序设定为17m，表示板坯头部出均热炉17米后开启F2机架辊缝冷却水；与提前开启除鳞水相同，提前开启F1～F4机架辊缝冷却水，也是为了降低带钢头部温度，使带钢全长温度均匀，以保证轧制过程速度恒定，提高双相组织中两相比例的可控性，达到产品性能稳定的目的。

将F7机架AGC(厚度自动控制)限幅值设定为0.8mm，F6机架AGC限幅值设定为1.0mm，在确保薄材轧制稳定性的同时，提高带钢厚度精度。AGC限幅值设定过小会限制厚度自动控制的能力，AGC限幅值设定过大，会导致薄材轧制过程折叠、甩尾等事故频发，甚至发生废钢、断浇事故，影响生产稳定顺行。

7)进行冷却并卷取，采用两段式冷却方式，第一段水冷将带钢温度降至660～680℃，然后空冷3.6～4.7s，使热轧DP1180钢中的铁素体含量达到所需的体积分数；第二段水冷将带钢温度降至150～250℃，使热轧DP1180钢中的马氏体含量达到热轧DP1180钢所需的体积分数；两段式冷却之后进行卷取；热轧DP1180钢中铁素体所需体积分数为25～32％，马氏体所需体积分数为68～75％；

在第一阶段冷却完成后、第二阶段冷却开始前以及冷却完成后均启动侧喷和风机进行吹扫，以去除带钢表面残留水，实现温度精确控制，并提高检测设备温度测量的准确性。

8)进行平整，待钢卷温度降至50℃以下后进行平整，平整工作辊采用30μm凸辊，使用正弯辊控制模式，并控制平整轧制力在220t以内，保证成品带钢板形质量的同时，减小材料屈服强度及屈强比的升高幅度，以获得低屈强比的热轧DP1180钢；

9)进行后工序。

下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1～6

按上述步骤，实施例1～6中，薄规格热轧DP1180钢的化学成分及其重量百分数见表1。

按上述步骤，实施例1～6中，薄规格热轧DP1180钢生产过程涉及的主要工艺参数取值见表2。

按上述步骤，实施例1～6中，薄规格热轧DP1180钢的组织性能检测及质量情况见表3。

表1 实施例1～6化学成分取值列表(wt％)

实施例	C	Si	Mn	P	S	Cr	Als
								1	C	Si	Mn	P	S	Cr	Als
2	0.17	0.70	1.33	0.030	0.004	0.40	0.042
								3	0.18	0.52	1.30	0.022	0.008	0.50	0.070
4	0.18	0.50	1.42	0.018	0.004	0.70	0.020
								5	0.17	0.53	1.50	0.018	0.005	0.52	0.039
6	0.20	0.50	1.30	0.026	0.006	0.60	0.042

表2 实施例1～6主要工艺参数取值列表

表3 实施例1～6组织性能检测及实物质量情况列表

从表1～3可以看出，本发明基于CSP流程生产的薄规格热轧DP1180钢，厚度规格为1.0～2.0mm，材料的屈服强度达680～870MPa，抗拉强度≥1180MPa，延伸率A50≥7.5％，屈强比≤0.60，具备低成本、高强度、薄规格以及低屈强比的特点。在汽车用钢中可用于制造汽车底盘、大梁、边梁等。

图1给出了实施例4所生产的薄规格热轧DP1180钢的金相组织图，从图中可以看出DP1180成品组织为多边形的铁素体+弥散分布的岛状马氏体，晶粒度级别为12.0～12.5级。

Claims

1.一种基于CSP流程生产薄规格热轧DP1180钢的方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)调整铁水组分，以保证热轧DP1180钢产品满足组分要求为准；

6)进行冷却并卷取，所述冷却采用两段式冷却方式，第一段水冷将带钢温度降至660～680℃，然后空冷3.6～4.7s，使热轧DP1180钢中的铁素体的体积分数为25～32％；第二段水冷将带钢温度降至150～250℃，使热轧DP1180钢中的马氏体的体积分数为68～75％；两段式冷却之后进行卷取；

7)待钢卷温度降至50℃以下后进行平整，平整工作辊采用30μm凸辊，使用正弯辊控制模式，并控制平整轧制力在220t以内；

2.根据权利要求1所述的基于CSP流程生产薄规格热轧DP1180钢的方法，其特征在于：所述热轧DP1180钢的组分及重量百分比含量如下：C：0.17～0.19％，Si：0.50～0.60％，Mn：1.30～1.40％，Cr：0.45～0.60％，Als：0.02～0.06％，P：≤0.025％，S：≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的基于CSP流程生产薄规格热轧DP1180钢的方法，其特征在于：步骤1)中，调整铁水组分包括如下步骤：1.1)铁水脱硫，并控制S≤0.001％，扒渣后铁水裸露面≥96％；1.2)进行转炉冶炼，并进行LF炉精炼；1.3)进行RH真空处理，控制RH离站温度在1580～1590℃。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的基于CSP流程生产薄规格热轧DP1180钢的方法，其特征在于：步骤6)中，在第一阶段冷却完成后、第二阶段冷却开始前以及冷却完成后均启动侧喷进行喷水，并且均启动风机进行吹扫，以去除带钢表面残留水。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的基于CSP流程生产薄规格热轧DP1180钢的方法，其特征在于：所生产的热轧DP1180钢，其厚度规格为1.0～2.0mm，材料的屈服强度为680～870MPa，抗拉强度≥1180MPa，延伸率A50≥7.5％，屈强比≤0.60。