CN112126855A - 一种屈服强度310MPa以上冷轧耐候钢的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种屈服强度310MPa以上冷轧耐候钢的生产方法，通过合理的化学成分设计、炼钢冶炼、热轧工艺、酸轧工艺以及连续退火工艺控制，获得厚度为0.5mm～2.5mm的冷轧耐候钢带产品，冷轧耐候钢成品内部组织为铁素体、珠光体和渗碳体；冷轧耐候钢成品力学性能结果为屈服强度≥310MPa，抗拉强度≥450MPa，断后伸长率≥28％，力学性能稳定，钢带产品的成型及耐大气腐蚀性能优良，可应用于空气预热器、板式换热器制造等相关领域。本发明提供的该冷轧耐候钢产品，Mn、Cu、Cr、Ni等合金元素添加量较少，通过炼钢、热轧、冷轧工艺控制优化性能，从而降低了产品的生产成本。

Description

一种屈服强度310MPa以上冷轧耐候钢的生产方法
技术领域
本发明属于轧钢技术领域，具体涉及一种屈服强度310MPa以上冷轧耐候钢的生产方法。
背景技术
钢铁产品损坏的主要原因就是锈蚀，解决锈蚀问题的方法一般是加大腐蚀余量，或涂以防锈油漆。前者会造成材料的浪费，后者因为需要定期进行维护性重涂，造成维护成本提高，有时还会影响正常使用。还有一种方法是使用金属涂覆层进行保护，主要是热浸镀或喷涂锌或铝，但应用金属涂覆层也存在着成本较高、污染环境、大型构件应用困难，以及不易焊接等问题。
耐候钢又称耐大气腐蚀钢，是通过在普通钢铁产品中添加一定量的Cu、P、Cr、Ni等合金元素，从而提高钢的耐大气腐蚀的性能。耐候钢的耐候性为普碳钢的2～8倍，从而使材料具备抗蚀延寿、减薄降耗，省工节能等特点，可以涂装、裸用或进行稳定化处理。在无严重大气污染或非特别潮湿的地区，耐候钢可以不用涂装，直接裸露于大气中，一般经过年时间后，锈层逐渐稳定，腐蚀不再发展，因此没有油漆老化等问题，无需涂装维护，大大降低了维护成本，也就避免了因涂漆影响使用等造成的损失。
我国耐候钢的发展起步较晚，研制始于上世纪60代初，但随着国民经济的发展，各项基础建设开展的需要以及环保要求，对耐候钢的需求量日益增多，我国的耐候钢产品主要用于铁路车辆、集装箱、桥梁、塔架等领域。据不完全统计，目前国内耐候钢产品年消费量超400万吨。随着市场对于耐候钢产品表面质量、尺寸精度、厚度规格等的要求越来越严格，薄规格的冷轧耐候钢产品的应用领域越来越多，存在着较大的开发需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种屈服强度310MPa以上冷轧耐候钢的生产方法，钢带产品的加工成型及耐大气腐蚀性能优良，可应用于空气预热器、板式换热器制造等相关领域。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种屈服强度310MPa以上冷轧耐候钢的生产方法，所述的冷轧耐候钢的主要化学成分及其质量百分比为：C：0.060％～0.090％，Si：0.25％～0.45％，Mn：0.20％～0.40％，P：0.070％～0.090％，S：≤0.020％，Als：0.015％～0.050％，Ni：0.10％～0.25％，Cr：0.30％～0.45％，Cu：0.20％～0.35％，其余为Fe和不可避免的杂质和残余元素；生产方法具体包括以下步骤：1)KR脱硫；2)转炉冶炼；3)LF精炼；4)连铸；5)热轧；6)酸洗和冷轧；7)连续退火；8)平整分卷。
进一步地，所述冷轧耐候钢的化学成分还能够添加以下微量合金元素中的一种或几种：Nb：0.015％～0.030％，V：0.02％～0.08％，Ti：0.02％～0.06％，Mo：≤0.30％，Zr：≤0.15％。
进一步地，所述步骤1)中KR脱硫要求KR结束后S≤0.025％；扒渣率要求亮面≥80％。
进一步地，所述步骤2)中转炉冶炼转炉终点温度为1640℃～1690℃；采用滑板挡渣操作；出站温度为1570℃～1610℃。
进一步地，所述步骤3)中LF精炼LF处理结束后进行钙处理；软吹时间≥10min。
进一步地，所述步骤4)连铸拉速≥0.9m/min，恒拉速浇注；头、尾坯扒皮处理；得到厚度为230mm的连铸板坯，检查板坯质量。
进一步地，所述步骤5)热轧为“1+5+7”三段式轧制工艺，具体为粗轧R1轧机为1道次轧制；粗轧R2轧机为5道次往返可逆轧制；精轧机组为7机架连轧；板坯加热温度为1240℃～1280℃；精轧终轧温度为860℃～900℃；卷取温度为600℃～640℃；层流冷却采用前段冷却工艺，U型卷取模式，热头、热尾增加40℃长度各50m；热轧钢卷开卷后通过激光焊机进行焊接，采用耐候钢同钢种前后卷头尾对焊的方式。
进一步地，所述步骤6)酸洗和冷轧中酸液温度70℃～90℃；末酸洗槽酸液浓度≥140g/L；末道漂洗水电导率≤30us/cm；采用五机架轧机进行冷连轧；乳化液皂化值≥160mgKOH/g；冷轧总压下率为55％～75％，各机架压下率模型自动计算。
进一步地，所述步骤7)连续退火酸轧钢卷开卷后通过窄搭焊机进行焊接，采用耐候钢同钢种前后卷头尾对焊的方式；退火炉均热温度为760℃～780℃；过时效出口温度为345℃～375℃。
进一步地，所述步骤8)平整分卷平整延伸率为0.5％～0.9％。
本发明具有以下有益效果：本发明通过合理的化学成分设计、炼钢冶炼、热轧工艺、酸轧工艺以及连续退火工艺控制，获得厚度为0.5mm～2.5mm的冷轧耐候钢带产品，冷轧耐候钢成品内部组织为铁素体、珠光体和渗碳体，晶粒度等级为9～11级；冷轧耐候钢成品力学性能结果为屈服强度≥310MPa，抗拉强度≥450MPa，断后伸长率≥28％，力学性能稳定，钢带产品的成型及耐大气腐蚀性能优良，可应用于空气预热器、板式换热器制造等相关领域。本发明提供的该冷轧耐候钢产品，Mn、Cu、Cr、Ni等合金元素添加量较少，通过炼钢、热轧、冷轧工艺控制优化性能，从而降低了产品的生产成本。
附图说明
图1为实施例1中的冷轧耐候钢成品的金相组织图。
图2为实施例2中的冷轧耐候钢成品的金相组织图。
图3为实施例3中的冷轧耐候钢成品的金相组织图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
各实施例通过KR脱硫、转炉熔炼和LF精炼后得到符合要求化学成分的一炉钢水，钢水经连铸产出板坯，板坯厚度为230mm，各实施例具体成分如表1所示。
表1实施例1-3中钢水主要化学成分表
Figure BDA0002676638850000031
各实施例中连铸板坯送至热轧加热炉进行加热，板坯出炉后通过粗轧双机架R1+R2轧机和精轧七机架连轧机组进行“1+5+7”道次轧制，道次压下率由模型自动计算，最后经层流前段冷却进入卷取机，产出热轧卷，各实施例具体热轧温度参数如表2所示。
表2实施例1-3中热轧温度参数
温度参数/℃ 加热温度 终轧温度 卷取温度
本发明 1240～1280 860～900 600～640
实施例1 1270 878 630
实施例2 1265 886 615
实施例3 1268 880 623
各实施例中热轧卷自然冷却，重新开卷经过酸轧产线激光焊机，前后卷头尾焊接连接后进入酸洗槽，酸洗后在五机架六辊冷连轧机进行连续冷轧，各机架压下率由模型自动计算，产出冷硬卷，各实施例具体酸轧工艺参数如表3所示。
表3实施例1-3中酸轧工艺参数
Figure BDA0002676638850000032
Figure BDA0002676638850000041
各实施例中冷硬卷重新开卷经过连退产线窄搭焊机，前后卷头尾焊接连接后进行清洗、退火、平整和分卷，最终产出冷轧成品卷，各实施例具体连退工艺参数如表4所示。
表4实施例1-3中连退工艺参数
工艺参数 均热温度/℃ 过时效温度/℃ 平整延伸率/％
本发明 760～780 345～375 0.5～0.9
实施例1 770 363 0.5
实施例2 768 361 0.8
实施例3 775 358 0.7
各实施例得到的冷轧耐候钢产品，其最终力学性能情况如表5所示。实施例1-3的冷轧耐候钢成品的金相组织分别如图1-3所示。
表5实施例1-3中钢带成品性能情况
性能类别 屈服强度/MPa 抗拉强度/MPa 延伸率/％
本发明 ≥310 ≥450 ≥28
实施例1 369 494 34.0
实施例2 384 500 31.5
实施例3 354 474 33.5
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (10)

1.一种屈服强度310MPa以上冷轧耐候钢的生产方法，其特征在于，所述的冷轧耐候钢的主要化学成分及其质量百分比为：C：0.060％～0.090％，Si：0.25％～0.45％，Mn：0.20％～0.40％，P：0.070％～0.090％，S：≤0.020％，Als：0.015％～0.050％，Ni：0.10％～0.25％，Cr：0.30％～0.45％，Cu：0.20％～0.35％，其余为Fe和不可避免的杂质和残余元素；
生产方法具体包括以下步骤：
1)KR脱硫；2)转炉冶炼；3)LF精炼；4)连铸；5)热轧；6)酸洗和冷轧；7)连续退火；8)平整分卷。
2.如权利要求1所述的屈服强度310MPa以上冷轧耐候钢的生产方法，其特征在于，所述冷轧耐候钢的化学成分还能够添加以下微量合金元素中的一种或几种：Nb：0.015％～0.030％，V：0.02％～0.08％，Ti：0.02％～0.06％，Mo：≤0.30％，Zr：≤0.15％。
3.如权利要求1所述的屈服强度310MPa以上冷轧耐候钢的生产方法，其特征在于，所述步骤1)中KR脱硫要求KR结束后S≤0.025％；扒渣率要求亮面≥80％。
4.如权利要求1所述的屈服强度310MPa以上冷轧耐候钢的生产方法，其特征在于，所述步骤2)中转炉冶炼转炉终点温度为1640℃～1690℃；采用滑板挡渣操作；出站温度为1570℃～1610℃。
5.如权利要求1所述的屈服强度310MPa以上冷轧耐候钢的生产方法，其特征在于，所述步骤3)中LF精炼LF处理结束后进行钙处理；软吹时间≥10min。
6.如权利要求1所述的屈服强度310MPa以上冷轧耐候钢的生产方法，其特征在于，所述步骤4)连铸拉速≥0.9m/min，恒拉速浇注；头、尾坯扒皮处理；得到厚度为230mm的连铸板坯，检查板坯质量。
7.如权利要求1所述的屈服强度310MPa以上冷轧耐候钢的生产方法，其特征在于，所述步骤5)热轧为“1+5+7”三段式轧制工艺，具体为粗轧R1轧机为1道次轧制；粗轧R2轧机为5道次往返可逆轧制；精轧机组为7机架连轧；板坯加热温度为1240℃～1280℃；精轧终轧温度为860℃～900℃；卷取温度为600℃～640℃；层流冷却采用前段冷却工艺，U型卷取模式，热头、热尾增加40℃长度各50m；热轧钢卷开卷后通过激光焊机进行焊接，采用耐候钢同钢种前后卷头尾对焊的方式。
8.如权利要求1所述的屈服强度310MPa以上冷轧耐候钢的生产方法，其特征在于，所述步骤6)酸洗和冷轧中酸液温度70℃～90℃；末酸洗槽酸液浓度≥140g/L；末道漂洗水电导率≤30us/cm；采用五机架轧机进行冷连轧；乳化液皂化值≥160mgKOH/g；冷轧总压下率为55％～75％，各机架压下率模型自动计算。
9.如权利要求1所述的屈服强度310MPa以上冷轧耐候钢的生产方法，其特征在于，所述步骤7)连续退火酸轧钢卷开卷后通过窄搭焊机进行焊接，采用耐候钢同钢种前后卷头尾对焊的方式；退火炉均热温度为760℃～780℃；过时效出口温度为345℃～375℃。
10.如权利要求1所述的屈服强度310MPa以上冷轧耐候钢的生产方法，其特征在于，所述步骤8)平整分卷平整延伸率为0.5％～0.9％。
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