CN110863137B - 一种热镀铝锌钢板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种热镀铝锌钢板的制造方法，主要解决现有技术中厚度为2.0～2.5mm的热镀铝锌钢板生产时易产生表面折痕缺陷、镀层锌花较大的技术问题。本发明提供的一种热镀铝锌钢板的制造方法，包括以下步骤，钢水进行连铸得到连铸板坯；连铸板坯经加热炉加热至1180～1240℃后进行热轧，所述的热轧为两段式轧制工艺，400～600℃时卷取得热轧钢卷；热轧钢卷重新开卷后经酸洗、冷轧、卧式连续退火炉退火、热浸镀铝锌、镀后冷却、平整，卷取得到厚度为2.0～2.5mm成品热镀铝锌钢板。本发明2.0～2.5mm热镀铝锌钢板的断后伸长率A80mm为32～38％，表面无横向折痕。本发明热镀铝锌钢板用于家电等行业。

Description

一种热镀铝锌钢板的制造方法
技术领域
本发明涉及一种热镀铝锌钢板的制造方法，具体而言，涉及厚度为2.0～2.5mm的热镀铝锌钢板的制造方法，属于铁基合金技术领域。
背景技术
热镀铝锌合金镀层钢板因其优良的耐腐蚀性、耐热抗氧化性、涂装性、加工性和经济性，广泛的应用在建筑业、家用电器业、工业仪表业和汽车工业等领域。
专利公开日为2004年11月3日，公开号为CN1542158A，名称为“热镀铝锌合金钢板及其制造方法”的专利文献，其公开的是一种常规的镀铝锌合金钢板和制造工艺，不涉及折痕质量控制、热轧工艺、冷轧工艺、镀铝锌工艺问题。
专利公开日为2010年6月16日，公开号为CN101736195A，名称为“热镀铝锌合金钢板及其生产方法”的专利文献，其公开的是一种Nb含量0.005-0.03％、Ti含量0.001-0.02％的高强度镀铝锌合金钢板，其要求的热轧工艺、镀铝锌工艺不涉及到折痕缺陷的控制。
专利公开日为2013年4月17日，公开号为CN103045981A，名称为“一种含稀土和镁的热镀铝锌合金及其制备方法”的专利文献，其公开的是一种含稀土和镁的热镀铝锌合金及其制备方法，解决了现有合金热镀板加工成形性差，镀层的耐黑变性差的问题，本发明首先提供了一种含稀土和镁的热镀铝锌合金，包括以下重量百分比含量的组分：铝54-59％，硅1.2-1.8％，稀土0.05-0.15％，镁0.3-0.7％，其余为锌和不可避免的杂质；其中稀土是指铈或镧或铈与镧的混合稀土，其核心是一种新型镀层技术。
专利公开日为2014年7月9日，公开号CN103911551A，名称为“一种热镀铝锌合金钢板及其制备方法”的专利文献，其公开了一种热镀铝锌合金钢板，该热镀铝锌合金钢板包括钢板基材和位于钢板基材表面的铝锌合金镀层，其中，以钢板基材的总重量为基准，该钢板基材含有0.01-0.039％的C，0.15-0.19％的Mn，0.015％以下的P，0.02-0.07％的Al，0.005-0.025％的Ti，0.05％以下的Si，0.015％以下的S，99.59-99.8％的Fe，余量为不可避免的杂质，还公开了由上述热镀铝锌合金钢板的制备方法，未涉及折痕缺陷的控制方法。
专利公开日为2014年8月20日，公开号CN103993149A，名称为“冷轧钢板及其制备方法和热镀铝锌合金钢板及其制备方法”的专利文献，其公开了一种成本较低、强度高且表面质量较好的热镀铝锌合金钢板及其制备方法，以及用于制备该热镀铝锌合金钢板的冷轧钢板及其制备方法。所述冷轧钢板的制备方法包括：将板坯依次经过热轧、卷取、冷轧、退火，其中，所述卷取温度为570-630℃；所述冷轧的压下率为75-85％；所述退火的条件包括：温度为630-680℃，时间为30-70s；所述板坯的组成为：C：0.01-0.08％，Si：≤0.05％，Mn：0.1-0.4％，P：≤0.025％，S：≤0.02％，Nb：0.01-0.05％，Al：0.02-0.08％，余量为Fe和不可避免杂质，未涉及折痕缺陷的控制方法。
专利公开日为2014年9月24日，公开号CN104060165A，名称为“热镀铝锌合金钢板及其制备方法”的专利文献，其公开了一种热镀铝锌合金钢板，该热镀铝锌合金钢板包括钢板基材和位于钢板基材表面的铝锌合金镀层，其中，以钢板基材的总重量为基准，该钢板基材含有0.04-0.12％的C，0.2-0.6％的Mn，0.02-0.1％的P，0.01-0.05％的Ti，0.02-0.07％的Al，0.05％以下的Si，0.015％以下的S，98.99-99.71％的Fe，余量为不可避免的杂质，本发明还公开了上述热镀铝锌合金钢板的制备方法。
专利公开日为2018年4月13日，公开号CN107904490A，名称为“结构用薄规格热镀铝锌合金钢板及其制备方法”的专利文献，其公开了一种薄规格结构用热镀铝锌合金钢板及其制备方法。针对现有技术生产的热镀铝锌合金钢板强度差、镀层质量差、成本高等问题，本发明提供一种热镀铝锌合金钢板，其基材组成为：按重量百分比计，C≤0.05％～0.12％，Si≤0.05％，Mn≤0.2％～0.5％，P≤0.04％～0.08％，S≤0.015％，Ti≤0.02～0.04％，Al 0.010～0.080％，余量为Fe和不可避免杂质。其仅涉及到0.4～2.0mm厚度屈服强度大于350MPa热镀铝锌钢板的制备方法。
现有工艺采用的冷轧基板制造热镀铝锌钢板，2.0mm以上厚度的热镀铝锌钢板生产时容易产生表面横向折痕缺陷、镀层锌花较大的技术问题，目前行业内缺乏有效的解决措施。
发明内容
本发明的目的是提供一种热镀铝锌钢板的制造方法，主要解决现有技术中厚度为2.0～2.5mm的热镀铝锌钢板生产时易产生表面横向折痕缺陷、镀层锌花较大的技术问题，本发明方法提高了2.0～2.5mm厚度的热镀铝锌钢板的产品质量，降低了2.0～2.5mm厚度的热镀铝锌钢板的生产成本。
现有技术中，厚度≥2.0～2.5mm的热镀铝锌钢板均采用普通热轧钢板生产，生产时容易产生表面横向折痕缺陷、镀层锌花较大。申请人通过多年研究发现，热镀铝锌钢板本身存在屈服平台，经过转向辊或张力辊的转向过程时产生塑形变形，宏观上表现为表面折痕缺陷。消除这种钢板的屈服平台所生产工艺措施包括：1、热轧工艺改进，热轧工艺改进的目的是细化热轧板晶粒，减少C、N析出，提高屈服强度；2、冷轧和退火工艺改进，改进的目的是防止产生晶粒异常长大导致屈服强度降低；3、镀铝锌及镀后冷却工艺改进，改进的目的是实现快速冷却，细化锌花，提高镀层和基板的力学性能。
本发明方法的技术思路是通过科学设计热镀铝锌钢板成分、热轧工艺、冷轧、退火、热浸镀工艺、镀后冷却和平整工艺的合理匹配，消除因屈服平台导致表面折痕缺陷的技术问题，达到解决热镀铝锌钢板表面折痕缺陷的目的，并获得细小锌花、镀层美观、基体材料性能稳定的2.0～2.5mm厚度的热镀铝锌钢板；生产的热镀铝锌钢板的镀层锌花细小、镀层美观。
本发明采用的技术方案是，一种热镀铝锌钢板的制造方法，所述的方法包括以下步骤：
钢水进行连铸得到连铸板坯，其中所述钢水化学成分的重量百分比为：C：0.02～0.10％，Si≤0.045％，Mn：0.10-0.40％，P≤0.025％，S≤0.025％，Alt：0.010-0.060％，其余为铁和不可避免夹杂；
连铸板坯经加热炉加热至1180～1240℃后进行热轧，所述的热轧为两段式轧制工艺，粗轧为6道次轧制，在奥氏体再结晶温度以上轧制，粗轧结束温度为1030～1080℃，控制粗轧后中间坯厚度为38-42mm，精轧为7道次连轧，在奥氏体单相区轧制，精轧结束温度为880℃～920℃，精轧后钢板厚度为4.0～6.0mm，层流冷却采用前段冷却，卷取温度为400～600℃时卷取得热轧钢卷；
热轧钢卷重新开卷后经酸洗、冷轧、卧式连续退火炉退火、热浸镀铝锌、镀后冷却、平整，卷取得到厚度为2.0～2.5mm成品热镀铝锌钢板，所述冷轧压下率为45-66％，冷轧后的轧硬状态带钢在卧式连续退火炉退火的均热段温度为750-800℃，带钢在均热段的退火时间为45～85s，带钢进入锌锅时的温度为550-630℃，锌锅内铝锌液的温度为580～610℃，带钢通过锌锅的速度为50～100m/min；所述的镀后冷却包括强制空冷和气雾冷却，强制空冷为在气刀正上方距气刀垂直距离为600～800mm处，用温度为7-10℃的低温空气对带钢进行冷却，冷却速度≥15℃/s，强制空冷时间为1～3s，该方法可快速促进镀层形核、结晶，获得细小、均匀锌花、美观的镀层形貌，改善镀层综合性能；当带钢温度≤460℃时，对带钢进行气雾冷却，冷却速度≥30℃/s，冷却时间≥2s，该冷却速度可改善钢板机械性能；当带钢温度≤350℃，对带钢停止气雾冷却；平整延伸率为0.6-1.2％。
进一步，热轧卷取温度为500-550℃，效果佳。
进一步，带钢入锌锅带钢温度为580-590℃，效果佳。
进一步，锌锅内铝锌液的温度为600-610℃，效果佳。
本发明方法生产的热镀铝锌钢板金相组织为铁素体+游离渗碳体+微量粒状珠光体，组织晶粒度级别为I 7～9级，2.0～2.5mm厚热镀铝锌钢板的屈服强度RP0.2为230～300MPa，抗拉强度Rm为320～360Mpa，断后伸长率A80mm为30～38％，钢板无表面折痕缺陷，镀层锌花细小、均匀、美观。
本发明方法生产的热镀铝锌钢板主要用于家电、电力、建筑等行业。
本发明采取的生产工艺的理由如下：
1、连铸板坯加热温度的设定
为了保证精轧终轧温度，使热轧轧制过程在奥氏体区间进行，连铸板坯出加热炉的温度不能太低；并且较低的出炉温度可使钛化物等第二相粒子不能溶解，在后续工序中不能生成弥散的细小析出物，从而起不到析出强化的作用；如果板坯加热温度过高，板坯表面会生成较厚的氧化铁皮，在随后的热轧粗轧、精轧过程中容易压入带钢表面，影响成品表面质量。本发明设计板坯加热温度设定为1180℃～1240℃。
2、精轧结束温度设定
本发明的精轧过程需在奥氏体单相区轧制，如果精轧温度过低，精轧过程在铁素体+奥氏体两相区轧制，会恶化产品的组织性能；如果精轧结束温度设定过高，不仅产线难以达到，而且钢板表面氧化铁皮严重，酸洗时不易去除，影响表面质量；本发明精轧结束温度设定为880℃～920℃。
3、热轧卷取温度的设定
如果热轧卷取温度过高，在后续冷轧退火时，其再结晶晶粒容易长大，屈服强度降低；如热轧卷取温度过低，不仅影响钢卷整卷的性能稳定性，而且较小尺寸的第二相粒子会对后续冷轧退火不利；本发明设定的卷取温度为400-600℃，优选的卷取温度为500-550℃。
4、精轧后层流冷却方式的设定
当精轧结束后，如钢板冷却速度较慢即采用后段冷却，则铁素体晶粒较粗大，会降低屈服强度。因此本发明设定精轧后层流冷却方式采取前段冷却。
5、冷轧压下率设定
由于冷轧变形量的增加，能够促进后续退火的再结晶，得到细小的晶粒组织，从而提高钢板的强度；如变形量过高，轧机的负荷过大，影响带钢的板形和生产稳定性；本发明设定冷轧压下率为45-66％。
6、退火温度和退火时间的设定
为保证冷轧后的钢卷可以有效再结晶退火，获得固溶碳的析出，增加游离渗碳体含量，根据卧式退火炉均热段短的特点，要求退火均热温度设定的足够高，本发明设定带钢在卧式连续退火炉均热段的温度(退火温度)为750-800℃，带钢在卧式连续退火炉均热段的退火时间为45-85s。
7、热浸镀铝锌工艺参数的设定
带钢进入锌锅时的温度，由于厚规格钢板吸热、放热远高于薄钢板，连续大批量生产时，对热镀锌锅温度影响很大，这是该类产品生产的技术难点；为保证镀铝锌时的镀层质量，入锌锅带钢温度控制为550-630℃，保证带钢与镀液可产生有效化学反应的足够温度，带钢进入锌锅时，优选的温度控制为580-590℃。
通过动态控制锌锅加热功率，保证铝锌液温度稳定，从而防止镀层质量异常，减少带钢表面缺陷发生量，本发明设定铝锌液温度为580℃～610℃，优选的铝锌液温度为600-610℃。
为减少钢板在锌锅中停留时间，防止镀层质量异常，在条件允许的情况下，尽可能提高带钢通过锌锅的速度，本发明设定带钢通过锌锅的速度为50～100m/min。
8、镀后冷却
热镀铝锌的镀后冷却包括强制空冷和气雾冷却，强制空冷为在气刀正上方距气刀垂直距离为600～800mm处，用温度为7-10℃的低温空气对带钢进行冷却，冷却速度≥15℃/s，强制空冷时间为1～3s，该方法可快速促进镀层形核、结晶，获得细小、均匀锌花、美观的镀层形貌，改善镀层综合性能；当带钢温度≤460℃时，对带钢进行气雾冷却，冷却速度≥30℃/s，冷却时间≥2s，该冷却速度可改善钢板机械性能；当带钢温度≤350℃，停止气雾冷却；本发明方法通过对镀后冷却工艺的科学设计，实现带钢表面无折痕缺陷。
9、平整延伸率的设定
平整不仅能保证带钢良好的板形，而且通过适量平整率也可相应提高材料的屈服强度，本发明其平整延伸率为0.6-1.2％。
本发明方法生产的热镀铝锌钢板的金相组织为铁素体+游离渗碳体+微量粒状珠光体，组织晶粒度级别为I 7～9级，2.0～2.5mm厚热镀铝锌钢板的屈服强度RP0.2为230～300MPa，抗拉强度Rm为320～360Mpa，断后伸长率A80mm为30～38％，钢板无表面折痕缺陷。
本发明相比现有技术具有如下积极效果：1、使用传统的SPHC牌号的热轧低碳铝镇静钢为基材，通过关键的热轧、卧式炉连退、热镀工艺组合控制，获得厚度2.0～2.5mm热镀铝锌钢板，成品无表面折痕缺陷，锌花细小，镀层美观。2、本发明提供了一种以卧式退火炉连续退火，通过锌锅时最低速度50m/min的条件下生产厚度2.0～2.5mm热镀铝锌钢板，钢板显微组织为铁素体+游离渗碳体+微量粒状珠光体、铁素体晶粒度级别为I 7～9级。
具体实施方式
下面结合实施例例1～4对本发明作进一步说明，如表1-4所示。表1为本发明实施例热镀铝锌钢板的基板的化学成分(按重量百分比计)，其余为Fe及不可避免杂质。
表1本发明实施例热镀锌钢板的基板的化学成分，单位：重量百分比。
Figure BDA0001778178220000051
Figure BDA0001778178220000061
按照本发明材料成分设计的要求，通过采用转炉熔炼得到符合要求化学成分的钢水，钢水经RH炉真空脱碳、脱气处理，钢水在RH炉纯脱气时间大于8分钟，钢水经全程吹Ar保护连续浇铸得到连铸板坯，连铸板坯厚度为210～230mm，宽度为900～1600mm，长度为8500～11000mm。
炼钢生产的定尺板坯送至加热炉再加热，出炉除鳞后送至热连轧机组轧制。通过粗轧和精轧连轧机组控制轧制，经层流冷却后进行卷取，层流采用前段冷却，产出合格热轧钢卷，热轧钢板的厚度为4.0～6.0mm。热轧工艺控制参数见表2。
表2本发明实施例热轧工艺控制参数
Figure BDA0001778178220000062
将上述热轧钢卷重新开卷后经酸洗、冷轧、卧式连续退火炉退火、热浸镀铝锌、镀后冷却、平整，卷取得到厚度为2.0～2.5mm成品热镀铝锌钢板。所述退火工艺为：冷轧后的轧硬状态带钢在卧式连续退火炉退火的均热段温度为750-800℃，带钢在均热段的退火时间为45-85s，平整延伸率为0.6～1.2％。冷轧、退火、平整工艺控制参数见表3。
表3本发明实施例冷轧、退火、平整工艺控制参数
Figure BDA0001778178220000063
利用上述方法得到的热镀铝锌钢板，热镀铝锌钢板的金相组织为铁素体+游离渗碳体+微量粒状珠光体，组织晶粒度级别为I 7～9级，2.0～2.5mm厚热镀铝锌钢板的屈服强度RP0.2为230～300MPa，抗拉强度Rm为320～360Mpa，断后伸长率A80mm为30～38％，钢板无表面折痕缺陷，镀层锌花细小、均匀、美观。
将本发明得到的热镀锌钢板按照《GB/T228.1-2010金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法》进行拉伸试验，热铝镀锌钢板的力学性能见表4。
表4本发明实施例热镀铝锌钢板的力学性能
Figure BDA0001778178220000071
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种热镀铝锌钢板的制造方法，其特征是，所述的方法包括以下步骤：
钢水进行连铸得到连铸板坯，其中所述钢水化学成分的重量百分比为：C：0.02～0.10％，Si≤0.045％，Mn：0.10-0.40％，P≤0.025％，S≤0.025％，Alt：0.010-0.060％，其余为铁和不可避免夹杂；
连铸板坯经加热炉加热至1180～1240℃后进行热轧，所述的热轧为两段式轧制工艺，粗轧为6道次轧制，在奥氏体再结晶温度以上轧制，粗轧结束温度为1030～1080℃，控制粗轧后中间坯厚度为38-42mm，精轧为7道次连轧，在奥氏体单相区轧制，精轧结束温度为880℃～920℃，精轧后层流冷却采用前段冷却，卷取温度为400～600℃时卷取得热轧钢卷；
热轧钢卷重新开卷后经酸洗、冷轧、卧式连续退火炉退火、热浸镀铝锌、镀后冷却、平整，卷取得到厚度为2.0～2.5mm成品热镀铝锌钢板，所述冷轧压下率为45-66％，冷轧后的轧硬状态带钢在卧式连续退火炉退火的均热段温度为750-800℃，带钢在均热段的退火时间为45～85s，带钢进入锌锅时的温度为550-630℃，锌锅内铝锌液的温度为580～610℃，带钢通过锌锅的速度为50～100m/min；所述的镀后冷却包括强制空冷和气雾冷却，强制空冷为在气刀正上方距气刀垂直距离为600～800mm处，用温度为7-10℃的低温空气对带钢进行冷却，冷却速度≥15℃/s，强制空冷时间为1～3s；当带钢温度≤460℃时，对带钢进行气雾冷却，冷却速度≥30℃/s，冷却时间≥2s；当带钢温度≤350℃，对带钢停止气雾冷却；平整延伸率为0.6-1.2％。
2.如权利要求1所述的热镀铝锌钢板的制造方法，其特征是，热轧精轧后，控制热轧钢板的厚度为4.0～6.0mm。
3.如权利要求1所述的热镀铝锌钢板的制造方法，其特征是，热轧精轧后，热轧卷取温度为500-550℃。
4.如权利要求1所述的热镀铝锌钢板的制造方法，其特征是，带钢入锌锅带钢温度为580-590℃。
5.如权利要求1所述的热镀铝锌钢板的制造方法，其特征是，锌锅内铝锌液的温度为600-610℃。
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