CN108677089A - 超低碳钢板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超低碳钢板的制备方法，属于钢铁产品生产技术领域。本发明为了解决现有技术中不同号牌超低碳钢板的性能分级控制和同牌号不同规格产品性能一致性差的技术问题，提供了一种超低碳钢板的制备方法，采用炼钢→热轧→冷却→卷取→酸轧→连续退火→平整工艺，通过对DC03和DC04超低碳钢板退火工艺及平整工艺分级控制，并按厚度规格进行退火温度和平整延伸率梯度设计，使产品性能分级更明显，同牌号产品性能一致性更好，更能适应汽车零件制造全自动高速冲压要求，推广使用前景良好。

Description

超低碳钢板的制备方法
技术领域
本发明属于钢铁产品生产技术领域，具体涉及一种超低碳钢板的制备方法。
背景技术
随着我国汽车工业的快速发展，其白车身零件制造也基本实现全自动化。特别是在冲压成型零件中，国内有许多采用全自动高速冲压成型而成。在高速冲压成型工艺中，对材料的性能提出了更高的要求，具体表现在：一是用户对材料性能精确控制提出了更高的要求；二是同牌号产品不同规格性能一致有了更高要求。
对于超低碳钢板，由于其成分中的C、N(通常要求C≤50ppm，N≤35ppm)等间隙原子难以实现分级控制，加之工艺对成品性能的影响也较大。因此，超低碳钢板性能精确控制(分级控制)和同牌号不同规格产品性能一致性较差，如表1中DC03和DC04性能标准表明，两者性能交叉明显，且同牌号性能范围很宽泛。这对用户合理选材带来了不少困难，同时也增加了企业由于用户选材不当而提出的质量异议。
表1力学性能
针对以上提出的技术难题，当前国内外文献及专利未见相关解决办法。更多的只是针对某一种强度级别超低碳钢板的成分设计及工艺选择，及退火工艺的最优选择。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种性能分级更明显的超低碳钢板制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方法是提供了一种超低碳钢板的制备方法，采用炼钢→热轧→冷却→卷取→酸轧→连续退火→平整工艺，所述超低碳钢板的化学成分按重量百分比计为：C：≤0.0035％、Si：0～0.02％、Mn：0.11～0.15％、Ti：0.050～0.070％、N：≤0.0035％、P≤0.010％、S≤0.012％、Als：0.020～0.050％，其余为Fe。
其中，上述所述的超低碳钢板的制备方法中，所述超低碳钢板的牌号为DC03和DC04。
其中，上述所述的超低碳钢板的制备方法中，制备DC03和DC04超低碳钢板时，控制热连轧工艺中终轧温度和卷取温度分别为910～950℃和720～760℃。
其中，上述所述的超低碳钢板的制备方法中，制备DC03和DC04超低碳钢板时，控制酸轧工序中冷轧压下率为60％～85％。
其中，上述所述的超低碳钢板的制备方法中，制备DC03和DC04超低碳钢板时，冷轧钢板连续退火工艺段带钢速度为80～240m/min。
其中，上述所述的超低碳钢板的制备方法中，制备DC03超低碳钢板时，冷轧钢板连续退火均热段温度为780～820℃；制备DC04超低碳钢板时，冷轧钢板连续退火均热段温度为810～850℃。
其中，上述所述的超低碳钢板的制备方法中，制备DC03超低碳钢板时，控制平整延伸率为0.5％～1.0％；制备DC04超低碳钢板时，控制平整延伸率为0.3％～0.7％。
本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种上述超低碳钢板的屈服强度波动在20MPa以内的制备方法，通过针对同牌号不同厚度规格进行退火段均热温度和平整延伸率梯度控制实现。
其中，上述所述的超低碳钢板的制备方法中，制备DC03和DC04超低碳钢板时，酸轧后带钢不同厚度规格按下表进行退火工艺温度梯度控制：
其中，上述所述的超低碳钢板的制备方法中，缓冷的冷却速度为0.6～4℃/s。
其中，上述所述的超低碳钢板的制备方法中，快冷的冷却速度为30～100℃/s。
其中，上述所述的超低碳钢板的制备方法中，制备DC03和DC04超低碳钢板时，酸轧后带钢不同厚度规格按下表进行平整延伸率梯度控制：
本发明的有益效果是：
1、本发明方法通过对DC03和DC04超低碳钢板退火工艺及平整工艺分级控制，实现了DC03和DC04性能分级，DC03平均屈服强度、抗拉强度、A80断后伸长率、r90和n90分别为140～160MPa、295～305MPa、41～43％、2.2～2.4、0.23～0.24，DC04平均屈服强度、抗拉强度、A80断后伸长率、r90和n90分别为120～140MPa、285～295MPa、44～46％、2.6～2.9、0.25～0.26；
2、本发明方法通过对DC03和DC04超低碳钢板按厚度规格进行退火温度和平整延伸率梯度设计，实现了DC03和DC04同牌号产品性能稳定控制，DC03的屈服强度、抗拉强度、A80断后伸长率、r90和n90波动分别为20MPa、10MPa、2％、0.2、0.01，DC04的屈服强度、抗拉强度、A80断后伸长率、r90和n90波动分别为20MPa、10MPa、2％、0.3、0.01；
3、本发明方法制备的产品性能分级更明显，同牌号产品性能一致性更好，更能适应汽车零件制造全自动高速冲压要求，推广使用前景良好。
具体实施方式
本发明解决上述技术问题所采用的技术方法是提供了一种超低碳钢板的制备方法，采用炼钢→热轧→冷却→卷取→酸轧→连续退火→平整工艺，所述超低碳钢板的化学成分按重量百分比计为：C：≤0.0035％、Si：0～0.02％、Mn：0.11～0.15％、Ti：0.050～0.070％、N：≤0.0035％、P≤0.010％、S≤0.012％、Als：0.020～0.050％，其余为Fe。
本发明方法特别适用于制备牌号为DC03和DC04的超低碳钢板。制备DC03和DC04超低碳钢板时，两个号牌超低碳钢板的冷轧钢板热连轧工艺(热连轧工艺包括热轧→冷却→卷取)一致，其终轧温度和卷取温度分别为910～950℃和720～760℃；冷轧钢板酸洗工序(酸轧包括酸洗和冷轧)中冷轧工艺一致，控制酸轧工序中冷轧压下率为60％～85％。
本发明方法制备DC03和DC04超低碳钢板时，冷轧钢板连续退火工艺段带钢速度为80～240m/min。
更具体的说，热轧工序：板坯出钢温度1220～1240℃，加热时间、均热时间、在炉总时间分别为100～150min、50～80min、150～230min。经5道次粗轧，轧制成38～42mm中间坯。中间坯经7机架热连轧成3.25～6.0mm，其终轧温度为910～950℃，采用层流冷却至720～760℃后成卷。
酸轧工序：经过热轧轧制的薄板钢带在酸轧机组头部经焊接后组成连续钢带，经过矫直、酸洗、碱洗、干燥、切边后进行连续轧制，冷轧机组可采用可以采用各种常规的冷连轧机组，如4-5机架冷连轧机组，钢板经酸轧后厚度降低至退火机组原料厚度，控制冷轧压下率为60％～85％。所述酸轧步骤可以采用本领域技术人员公知的方法和技术。
连续退火和平整工序：经过酸轧后的薄板钢带在连退机组入口经焊接后组成连续钢带，经过表面连续清洗、干燥后进行连续退火，清洗工序为本领域技术人员公知的方法。退火工序为连续退火方式，钢带经退火机组进行预热、再结晶退火及均热、一次冷却、快速冷却、过时效处理、终冷后进行平整、分卷。连续退火和平整工序中关键退火工艺及平整工艺参数按本发明方法提供的参数要求进行控制；控制均热阶段的时间为55～165s，带钢越薄，运行速度越快，所用时间越短，缓冷的冷却速度为0.6～4℃/s，快冷的冷却速度为30～100℃/s，过时效阶段的时间为240～720s。
为了实现DC03和DC04性能分级更明显，制备DC03超低碳钢板时，冷轧钢板连续退火均热段温度为780～820℃，控制平整延伸率为0.5％～1.0％；制备DC04超低碳钢板时，冷轧钢板连续退火均热段温度为810～850℃，控制平整延伸率为0.3％～0.7％。
除了实现DC03和DC04间的性能分级，还需要实现同牌号产品性能一致性，因此本发明还对同牌号不同厚度规格进行了退火段均热温度和平整延伸率梯度控制，从而使超低碳钢板的屈服强度波动在20MPa以内的制备方法。
在上述所述的超低碳钢板的制备方法的基础上，制备DC03和DC04超低碳钢板时，对同牌号不同厚度规格的进行进一步的控制。
其中，酸轧后带钢不同厚度规格按表2进行退火工艺温度梯度控制：
表2退火工艺温度梯度
酸轧后带钢不同厚度规格按表3进行平整延伸率梯度控制：
表3平整延伸率梯度
本发明方法通过对DC03和DC04超低碳钢板退火工艺及平整工艺分级控制，实现了DC03和DC04性能分级，DC03平均屈服强度、抗拉强度、A80断后伸长率、r90和n90分别为140～160MPa、295～305MPa、41～43％、2.2～2.4、0.23～0.24，DC04平均屈服强度、抗拉强度、A80断后伸长率、r90和n90分别为120～140MPa、285～295MPa、44～46％、2.6～2.9、0.25～0.26；进一步对DC03和DC04超低碳钢板按厚度规格进行退火均热温度和平整延伸率梯度设计，实现了DC03和DC04同牌号产品性能稳定控制，DC03的屈服强度、抗拉强度、A80断后伸长率、r90和n90波动分别为20MPa、10MPa、2％、0.2、0.01，DC03的屈服强度、抗拉强度、A80断后伸长率、r90和n90波动分别为20MPa、10MPa、2％、0.3、0.01；与常规连退工艺生产的同级别冷轧超低碳钢板相比，本技术产品性能分级更明显，同牌号产品性能一致性更好，更能适应汽车零件制造全自动高速冲压要求，推广使用前景良好。
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明保护范围限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
a、炼钢成分(质量百分比，％)：C：0.0020、Si：0.01、Mn：0.13、Ti：0.062、N：0.0018、P：0.008、S：0.005、Als：0.032，其余为Fe。
b、热轧：板坯加热时间、均热时间、在炉总时间分别为120min、60min、180min，出钢温度1227℃；经5道次粗轧，轧制成39mm中间坯。中间坯经7机架热连轧成3.75mm，其终轧温度为932℃，采用层流冷却至745℃后成卷。
c、酸轧：按常规工艺酸洗，采用5机架冷连轧，冷轧压下率为81.3％，轧后厚度为0.7mm。
d、连续退火：带钢经常规碱洗、刷洗、电解清洗、漂洗、挤干后，进入连续退火炉，炉内带钢运行速度为200m/min，加热到786℃后均热66s，以3.6℃/s冷却到668℃(缓冷终点温度)后，经80℃/s快速冷却到434(快冷终点温度)℃，再411℃过时效处理244s后水淬到室温。经挤干后进入平整机，平整采用延伸率控制模式，平均平整延伸率控制在0.55％，最后成卷、包装入库。
获得的DC03成品力学性能见表4所示。
实施例2
制备方法与实施例1相同，不同的是转炉冶炼得到的钢水成分为C：0.0032、Si：0.01、Mn：0.11、Ti：0.068、N：0.0022、P：0.010、S：0.006、Als：0.035，其余为Fe，(Wt,％)。并用前述钢水生产的热轧钢板，板坯出炉温度1220℃，终轧温度为927℃，卷取温度为725℃，热轧厚度4.50mm，酸轧厚度1.0mm；带钢炉内运行速度为180m/min，退火均热温度为792℃，均热时间为73s，缓冷终点为674℃，过时效段温度408℃，平整延伸率0.78％。
获得的DC03成品力学性能见表4所示。
实施例3
制备方法与实施例1相同，不同的是转炉冶炼得到的钢水成分为C：0.0017、Si：0.02、Mn：0.14、Ti：0.062、N：0.0025、P：0.007、S：0.004、Als：0.041，其余为Fe，(Wt,％)。并用前述钢水生产的热轧钢板，板坯出炉温度1231℃，终轧温度为936℃，卷取温度为746℃，热轧厚度5.50mm，酸轧厚度1.5mm；带钢炉内运行速度为120m/min，退火均热温度为805℃，均热时间为110s，缓冷终点为678℃，过时效段温度416℃，平整延伸率0.84％。
获得的DC03成品力学性能见表4所示。
实施例4
制备方法与实施例1相同，不同的是转炉冶炼得到的钢水成分为C：0.0032、Si：0.01、Mn：0.11、Ti：0.067、N：0.0016、P：0.007、S：0.004、Als：0.043，其余为Fe，(Wt,％)。并用前述钢水生产的热轧钢板，板坯出炉温度1237℃，终轧温度为941℃，卷取温度为752℃，热轧厚度6.0mm，酸轧厚度2.0mm；带钢炉内运行速度为90m/min，退火均热温度为814℃，均热时间为147s，缓冷终点为680℃，过时效段温度409℃，平整延伸率0.92％。
获得的DC03成品力学性能见表4所示。
实施例5
制备方法与实施例1基本相同，不同的是酸轧厚度0.7mm，退火均热温度为823℃，平整延伸率为0.38％。获得的DC04成品力学性能见表4所示。
实施例6
制备方法与实施例2基本相同，不同的是酸轧厚度1.0mm，退火均热温度为820℃，平整延伸率为0.53％。获得的DC04成品力学性能见表4所示。
实施例7
制备方法与实施例3基本相同，不同的是酸轧厚度1.5mm，退火均热温度为837℃，平整延伸率为0.55％。获得的DC04成品力学性能见表4所示。
实施例8
制备方法与实施例4相同，不同的是酸轧厚度2.0mm，退火均热温度为844℃，平整延伸率为0.63％。获得的DC04成品力学性能见表4所示。
表4实施例1～8成品性能
由实施例1～8可知，本发明方法制备得到的DC03和DC04超低碳钢板产品性能分级更明显，同牌号产品性能一致性更好，更能适应汽车零件制造全自动高速冲压要求，推广使用前景良好。

Claims (10)

1.超低碳钢板的制备方法，采用炼钢→热轧→冷却→卷取→酸轧→连续退火→平整工艺，其特征在于：所述超低碳钢板的化学成分按重量百分比计为：C：≤0.0035％、Si：0～0.02％、Mn：0.11～0.15％、Ti：0.050～0.070％、N：≤0.0035％、P≤0.010％、S≤0.012％、Als：0.020～0.050％，其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的超低碳钢板的制备方法，其特征在于：所述超低碳钢板的牌号为DC03和DC04。
3.根据权利要求2所述的超低碳钢板的制备方法，其特征在于：制备DC03和DC04超低碳钢板时，控制热连轧工艺中终轧温度和卷取温度分别为910～950℃和720～760℃。
4.根据权利要求2所述的超低碳钢板的制备方法，其特征在于：制备DC03和DC04超低碳钢板时，控制酸轧工序中冷轧压下率为60％～85％。
5.根据权利要求2所述的超低碳钢板的制备方法，其特征在于：制备DC03和DC04超低碳钢板时，冷轧钢板连续退火工艺段带钢速度为80～240m/min。
6.根据权利要求2所述的超低碳钢板的制备方法，其特征在于：制备DC03超低碳钢板时，冷轧钢板连续退火均热段温度为780～820℃；制备DC04超低碳钢板时，冷轧钢板连续退火均热段温度为810～850℃。
7.根据权利要求2所述的超低碳钢板的制备方法，其特征在于：制备DC03超低碳钢板时，控制平整延伸率为0.5％～1.0％；制备DC04超低碳钢板时，控制平整延伸率为0.3％～0.7％。
8.根据权利要求6所述的超低碳钢板的制备方法，其特征在于：制备DC03和DC04超低碳钢板时，酸轧后带钢不同厚度规格按下表进行退火工艺温度梯度控制：
9.根据权利要求8所述的超低碳钢板的制备方法，其特征在于：缓冷的冷却速度为0.6～4℃/s；快冷的冷却速度为30～100℃/s。
10.根据权利要求7所述的超低碳钢板的制备方法，其特征在于：制备DC03和DC04超低碳钢板时，酸轧后带钢不同厚度规格按下表进行平整延伸率梯度控制：
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