CN110284070A

CN110284070A - 一种260MPa级别热轧酸洗搪瓷钢及其生产方法

Info

Publication number: CN110284070A
Application number: CN201910697103.0A
Authority: CN
Inventors: 李进; 王占业; 杨平; 汪建威; 贾幼庆; 吴浩; 俞波; 汤亨强; 何峰
Original assignee: Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Maanshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2019-09-27
Anticipated expiration: 2039-07-30
Also published as: CN110284070B

Abstract

本发明公开了一种260MPa级别热轧酸洗搪瓷钢及其生产方法，所述生产方法包括以下步骤：铁水预处理、转炉冶炼、合金微调、RH炉精炼、连铸连轧、卷取、酸洗。通过合理的化学成分设计，配合炼钢、薄板坯连铸连轧(CSP工艺)、酸洗工艺生产出的热轧酸洗搪瓷钢屈服强度≥260MPa、抗拉强度≥360MPa、延伸率A₅₀≥30％，涂搪性能优良且经济性较高，能够满足热水器内胆的生产要求。

Description

一种260MPa级别热轧酸洗搪瓷钢及其生产方法

技术领域

本发明属于热轧酸洗搪瓷钢技术领域，具体涉及一种260MPa级别热轧酸洗搪瓷钢及其生产方法。

背景技术

随着国内钢厂生产水平提高以及下游用户削减成本压力加大，“以热带冷” 越来越受家电行业重视。以热水器为例，内胆专用搪瓷钢种热轧酸洗板的比例正逐步提高。

目前国内钢厂生产的搪瓷钢多采用传统板坯连铸工艺下热轧生产方式，传统连铸连轧的基本过程是将钢水连铸成200-250mm厚的板坯冷却至室温或到 600℃左右热送热装，再重新加热到奥氏体高温区，然后进入由粗轧机和精轧机组成的连轧机组轧成宽带钢，钢材在此工艺过程中经历的相变为γ→α→γ→α，且板坯在轧制前，需要在加热炉长时间加热，消耗能源大，成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种260MPa级别热轧酸洗搪瓷钢及其生产方法，通过合理的化学成分设计，配合涉及钢板(带)的炼钢、薄板坯连铸连轧(CSP 工艺)、酸洗工艺生产出的热轧酸洗板(带)屈服强度≥260MPa、抗拉强度 ≥360MPa、延伸率A₅₀≥30％，涂搪性能优良且经济性较高，能够满足热水器内胆的生产要求。

本发明采取的技术方案为：

一种260MPa级热轧酸洗搪瓷钢的生产方法，所述生产方法包括以下步骤：铁水预处理、转炉冶炼、合金微调、RH炉精炼、连铸连轧、卷取、酸洗；连铸连轧工艺中，轧制前钢坯厚度控制在65mm-90mm，为保证省略粗轧机架直接进入精轧机组的铸坯临界厚度，薄板坯的厚度比常规板坯要薄很多。

进一步地，铁水预处理步骤中：对进入转炉冶炼之前的铁水做去除杂质元素的处理，包括铁水脱硅、脱硫、脱磷，提高铁水的纯净度。

转炉冶炼步骤中：吹入氧气并且高温的铁水发生氧化反应，除去杂质。

合金微调站步骤中：对钢包进行底吹氩，加速钢水介质运动，促使钢水成分和温度均匀分布，并通过化学反应来减少钢水的杂质，清洁钢液。

RH炉精炼步骤中：RH处理的钢水优点明显:合金基本不与炉渣反应，合金直接加入钢水之中，收得率高；钢水能快速均匀混合；合金成分可控制在狭窄的范围之内；气体含量低，夹杂物少，钢水纯净度高；还可以用顶枪进行化学升温的温度调整，为连铸机提供流动性好、纯净度高、符合浇铸温度的钢水，以利于连铸生产的多炉连浇。

所述连铸连轧步骤中，轧制前钢板加热温度控制在1100℃～1300℃，轧制时，钢板温度如果低于1100℃,热轧卷内部组织出现混晶；而温度如果高于1300℃，钢卷表面内部组织异常粗大且表面氧化铁皮缺陷严重；终轧温度控制在 850℃～910℃，终轧温度需高于Ar₃，避免钢卷出现混晶组织；但是终轧温度不能高于910℃，否则晶粒聚集长大的倾向性就愈强，所得到的钢卷晶粒也就愈粗大。

所述连铸连轧步骤中，采用层流冷却方式进行冷却，冷却水紧贴在带钢表面按一定方向做宏观运动，冷却水不断更新，带走大量的热量来达到冷却目的，冷却效果好。

所述卷取步骤中，卷取温度控制在600℃～700℃，卷取温度可控制热轧带钢晶粒直径、析出物的量和形态。

所述酸洗步骤中，酸洗液中游离酸浓度90～150g/L，浓度过低，钢板欠酸洗，表面有残留氧化铁皮；浓度过高，钢板表面易过酸洗；酸液温度70～90℃，温度过低，钢板欠酸洗；温度过高，盐酸挥发过快，污染生产环境。

进一步地，轧制前钢板加热温度优选控制在1132℃～1212℃；终轧温度优选控制在881℃～890℃；卷取温度优选控制在687℃～696℃。

酸洗液中游离酸浓度优选105～119g/L；酸液温度优选71.4～74℃.

本发明还提供了了一种如所述的生产方法制备得到的260MPa级热轧酸洗搪瓷钢，所述260MPa级热轧酸洗搪瓷钢包括以下重量百分比的化学成分：C： 0.030～0.060％、Si≤0.030％、Mn：0.30％～0.60％、P≤0.020％、S≤0.010％、Als： ≤0.060％、B：0.0015～0.0040％、N：0.0040～0.0100％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

进一步地，所述260MPa级热轧酸洗搪瓷钢优选为包括以下重量百分比的化学成分：C：0.032～0.040％、Si≤0.009％、Mn：0.30％～0.42％、P≤0.015％、S≤0.010％、 Als：0.035～0.051％、B：0.0017～0.0022％、N：0.0069～0.0088％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

本发明中的合金元素的作用主要基于以下原理：

C：C是提高强度最经济且最有效的固溶强化元素，C含量增加，形成的珠光体增加，强度增加，但钢的塑性和成形性降低，且C含量过高，在搪烧过程中，易出现针孔缺陷，本发明中C百分含量控制范围为0.030～0.060％，优选为 0.032～0.040％。

Si：Si含量过高，钢板表面氧化铁皮不易去除，本发明中Si百分含量控制范围为≤0.030％，优选为≤0.009％。

Mn：Mn是焊缝强韧化的有效元素，在焊缝中有利于脱氧，但Mn含量过高，铸坯在连铸过程中Mn偏析程度增大，且对塑性、焊接性能、疲劳性能都不利。本发明中Mn百分含量控制范围为0.30～0.60％，优选为0.30％～0.42％。

P：P增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变差。本发明中P百分含量控制在0.020％以下，优选为≤0.015％。

S：形成大尺寸的硫化锰，钢中硫化物也会影响焊缝金属低温冲击韧性和涂搪附着性能。本发明中S百分含量控制在0.010％以下。

Al：Al作为主要脱氧剂，能够抑制其他氧化物的生成，但氧化铝的塑形差，大量的氧化铝夹杂会损害钢板的加工性。本发明中Al百分含量控制在0.060％以下，优选为0.035～0.051％。

B：BN在晶界和相界处可明显增加搪瓷钢中的氢陷阱的数量，提高钢板搪瓷性能。B元素资源丰富，价格便宜。B元素虽然在钢中起着有益的作用，但是 B含量过高时在连铸过程中铸坯上容易产生裂纹。本发明中B百分含量控制范围为0.0015～0.0040％，优选为0.0017～0.0022％。

N：N是固溶元素，化合物BN对于提高钢的抗鳞爆性能有益。如果N含量过高形成的氮化物的量也高，会严重损害钢的塑性。本发明中N百分含量控制范围为0.0040-0.0100％，优选为0.0069～0.0088％。

所述260MPa级热轧酸洗搪瓷钢的金相组织为铁素体+珠光体+贝氏体，晶粒度等级为9.5级。

所述260MPa级热轧酸洗搪瓷钢的屈服强度≥260MPa，抗拉强度≥360MPa，延伸率A₅₀≥30％，钢板经单面一次湿法涂搪后，表面不产生鱼鳞爆。

与现有技术相比，本发明通过合理的成分设计，且在成分中避免了添加昂贵的合金成分，降低了生产成本，并控制薄板坯连铸连轧、酸洗工序中的参数，得到的260MPa级的适用于热水器内胆用的热轧酸洗搪瓷钢，具有较高的经济性。

附图说明

图1是实施例1中的热轧搪瓷钢釉层表面；

图2是比较例3中热轧搪瓷钢釉层表面；

图3为实施例1中的热轧搪瓷钢的100倍金相组织图；

图4为实施例1中的热轧搪瓷钢的500倍金相组织图。

具体实施方式

根据本发明中搪瓷钢的化学成分、薄板坯连铸连轧、酸洗工艺要求，通过实例具体说明本专利。

本发明的实施例和比较例的化学成分(质量百分数)见表1，其余为Fe和不可避免的杂质元素：实施例1/2/3/4采用CSP工艺，成分符合本发明设计值；比较例采用CSP工艺，比较例1/2炼钢中C、Mn含量偏低，比较例3/4炼钢中没有进行吹N工艺且未加B元素。

表1实施例化学成分，wt％

实施例和比较例生产过程中的重要工艺参数控制见表2

表2生产工艺参数

本发明中实施例和比较例的力学性能见表3：实施例1/2/3/4和比较例3/4 的力学性能均符合要求；比较例1/2力学性能偏低，不符合要求。

表3产品力学性能

采用湿法单面一次涂搪工艺，860℃保温10min后自然冷却，放置24h，结果见表4：实施例1/2/3/4和比较例1/2釉层表面无鳞爆，比较例3/4釉层表面局部鳞爆。

4涂搪烧成工艺及性能评价

从上述实例可以看出，本发明所生产的钢板(带)力学性能的屈服强度 ≥260MPa，抗拉强度≥360MPa，延伸率A₅₀≥30％，能够满足热水器内胆对钢板强度和成形性能的要求，单面湿法一次涂搪后，涂搪性能优良且经济性较高。

上述参照实施例对一种260MPa级别热轧酸洗搪瓷钢及其生产方法进行的详细描述，是说明性的而不是限定性的，可按照所限定范围列举出若干个实施例，因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改，应属本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种260MPa级热轧酸洗搪瓷钢的生产方法，其特征在于，所述生产方法包括以下步骤：铁水预处理、转炉冶炼、合金微调、RH炉精炼、连铸连轧、卷取、酸洗；连铸连轧工艺中，轧制前钢坯厚度控制在65mm-90mm。

2.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述连铸连轧步骤中，轧制前钢板加热温度控制在1100℃～1300℃；终轧温度控制在850℃～910℃。

3.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述连铸连轧步骤中，采用层流冷却方式进行冷却。

4.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述卷取步骤中，卷取温度控制在600℃～700℃。

5.根据权利要求1所述的生产方法，其特征在于，所述酸洗步骤中，酸洗液中游离酸浓度90～150g/L；酸液温度70～90℃。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的生产方法，其特征在于，轧制前钢板加热温度控制在1132℃～1212℃；终轧温度控制在881℃～890℃；卷取温度控制在687℃～696℃。

7.根据权利要求1-5任意一项所述的生产方法，其特征在于，酸洗液中游离酸浓度105～119g/L；酸液温度71.4～74℃。

8.一种如权利要求1-7任意一项所述的生产方法制备得到的260MPa级热轧酸洗搪瓷钢，其特征在于，所述260MPa级热轧酸洗搪瓷钢包括以下重量百分比的化学成分：C：0.030～0.060％、Si≤0.030％、Mn：0.30％～0.60％、P≤0.020％、S≤0.010％、Als：≤0.060％、B：0.0015～0.0040％、N：0.0040～0.0100％，其余为Fe和不可避免的杂质元素。

9.根据权利要求8所述的260MPa级热轧酸洗搪瓷钢，其特征在于，所述260MPa 级热轧酸洗搪瓷钢的金相组织为铁素体+珠光体+贝氏体，晶粒度等级为9.5级。

10.根据权利要求8所述的260MPa级热轧酸洗搪瓷钢，其特征在于，所述260MPa级热轧酸洗搪瓷钢的屈服强度≥260MPa，抗拉强度≥360MPa，延伸率A₅₀≥30％，钢板经单面一次湿法涂搪后，表面不产生鱼鳞爆。