CN112658602A

CN112658602A - 一种锅炉交换器用冷轧耐候钢q355gnh的生产方法

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Publication number: CN112658602A
Application number: CN202011404392.XA
Authority: CN
Inventors: 李堃; 欧阳瑜; 韦弦; 黄重; 戚新军; 厚健龙; 向华; 徐筱芗; 崔占利; 孟晓涛; 琚艳军; 成晓举; 于永业; 刘伟云; 陈丛虎; 李洪燃
Original assignee: Anyang Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Anyang Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2020-12-04
Filing date: 2020-12-04
Publication date: 2021-04-16

Abstract

本发明公开一种锅炉交换器用冷轧耐候钢Q355GNH的生产方法，厚度涉及0.5~1.45mm，该钢种的成分为C≤0.08%；Si：0.5~0.85%；Mn：0.50%~0.90%；P：0.070%~0.12%；S≤0.020%；Cu：0.25%~0.55%；Al：0.020~0.060%；Ni：0.1%~0.6%；Cr：0.6%~0.8%，Ti：0.020~0.050%，Nb：0.010~0.040%，其余为Fe和不可避免的杂质。该生产工艺包括以下流程：酸轧焊接‑酸洗‑冷轧‑连退焊接‑连续退火‑平整。通过该生产方法，成功批量生产出冷轧高耐候钢Q355GNH，优点在于表面质量好，尺寸精度高，力学性能更适宜后续加工使用。

Description

一种锅炉交换器用冷轧耐候钢Q355GNH的生产方法

技术领域

本发明涉及一种锅炉交换器用耐候钢Q355GNH的冷轧生产领域，特别是涉及一种耐候钢Q355GNH的冷轧工艺。

背景技术

钢的腐蚀是一个普遍而严重的问题，其中大气腐蚀造成的损失约占全部腐蚀损失的一半，给国民经济带来了巨大损失，据一些工业发达国家统计，每年由于钢结构腐蚀造成的经济损失约占国民经济生产总值的2％～4％。目前，全世界每年因钢结构腐蚀造成的经济损失已高达数万亿美元以上，因此，为了解决钢在大气中容易腐蚀的问题，人们研制开发了耐候钢。

随着我国“节约型社会”、“环保社会”概念的提出和实施，社会各界对于降低因大气腐蚀造成的钢材损失越来越重视，降低了大气腐蚀造成的钢材损失，就等于减少了钢材的消耗量，减少了矿石、煤炭等原材料的消耗，降低了能源的消耗，不论是经济效益还是社会效益，都有着巨大的影响，耐候钢的应用必将得到极大的发展。

然而随着耐候钢的快速发展，终端客户对于耐候钢的性能和表面质量要求越来越严格，但热轧耐候钢的性能波动大，尺寸不精确，表面质量粗糙，已经无法适应如集装箱等高端客户的质量要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种锅炉交换器用冷轧耐候钢Q355GNH的生产方法，成品厚度涉及0.5～1.45mm，宽度精度最高可达±2mm，厚度精度最高可达±0.02mm。热轧原料通过酸轧焊接-酸洗-冷轧-连退焊接-连续退火-平整得到表面质量高、尺寸精确、力学性能优良且满足实际应用的Q355GNH耐候钢。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种锅炉交换器用冷轧耐候钢Q355GNH的生产方法，该生产方法是以耐候钢Q355GNH热轧钢卷为原料，通过酸轧焊接-酸洗-冷轧-连退焊接-连退退火-平整生产耐候钢Q355GNH，具体为：

(1)所述酸轧焊接采用激光焊接工艺：激光功率10.0～12.0KW，焊接速度6～8m/min，间隙-0.5mm～-0.8mm，使用焊丝填充退火电流110～150A，填充焊丝速度1～3m/min，调整辊压力6～10KN，保证生产线的连续作业；

(2)所述酸洗：拉矫机延伸率：0.3～0.6％；将钢板通过三个酸洗槽对耐候钢Q355GNH表面进行清洗，酸洗速度：30～60mpm，酸洗温度：70～80℃；

(3)冷轧：采用五机架串列式六辊冷连轧机冷轧工艺，冷轧总压下率控制在60％～80％；所述五机架串列式六辊冷连轧机前4个机架完成变形过程，第5个机架仅作为平整机使用，从而获得较好板形；

(4)连退焊接，采用窄搭接焊机焊接工艺，焊接参数为：电压15～17KA，速度13～16m/min，压力11～13KN，搭接量0.6～1.0mm，保证生产线的连续作业；

(5)连退退火，采用立式连退炉退火工艺：加热段温度800～830℃，均热段温度800～830℃，缓冷段温度650～680℃，一冷段温度370～410℃，过时效段温度390～410℃，二冷段温度190～210℃；

(6)平整，平整延伸率为0.2～0.6％。

进一步，所述耐候钢Q355GNH的组分及重量百分比含量为：C≤0.08％；Si：0.5～0.85％；Mn：0.50％～0.90％；P：0.070％～0.12％；S≤0.020％；Cu：0.25％～0.55％；Al：0.020～0.060％；Ni：0.1％～0.6％；Cr：0.6％～0.8％，Ti：0.020％～0.050％，Nb：0.010％～0.040％，其余为Fe和不可避免的杂质。

进一步，所述步骤(2)酸洗槽中酸液浓度：1#酸洗槽游离酸浓度为30-50g/L，2#酸洗槽游离酸浓度为80-100g/L，3#酸洗槽游离酸浓度为140-160g/L；酸洗后用水进行漂洗，漂洗温度为40～65℃。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、相对于热轧耐候钢厚度更薄、尺寸更加精确，成品厚度涉及0.5～1.45mm，宽度精度达最高可达±2mm，厚度精度最高可达±0.02mm。

2、相对于热轧耐候钢，其表面无氧化铁皮，表面更加光洁。

附图说明

图1为实施例1耐候钢Q355GNH的金相组织图；

图2为耐候钢Q355GNH热轧后示意图；

图3为实施例1耐候钢Q355GNH冷轧后示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案及效果做进一步描述，但本发明的保护范围并不限于此。表1为本发明实施例和对比例的耐候钢Q355GNH的组分取值列表。本发明实施例的耐候钢Q355GNH的生产工艺为：

(1)酸轧焊接，该步骤酸轧焊接采用激光焊接，主要用途是将前行带钢尾部与后行带钢的头部焊接起来，保证生产线的连续生产作业，提高生产效率。由于耐候钢Q355GNH的成分较为复杂，含有相对较多的Cu、Cr、Ni等化学元素，对于酸轧焊机焊接质量有直接影响，基于此，本发明采用的焊接工艺和焊接参数为：焊接参数为激光功率12.0KW，焊接速度6.7m/min，间隙-0.5mm，焊丝填充速度2m/min，退火电流145A，调整辊压力8KN。

焊缝检验：焊接后，焊缝经碾压，表面应光滑，无裂缝；焊缝区无夹杂，没有焊透、错边等缺陷，焊缝附近无来料缺陷；每卷都做杯突试验，确保焊缝质量合格。经杯突试验，无因脆断而产生的沿焊缝长度方向的裂缝；焊缝的拉伸强度应不低于母材的强度；在焊接和碾平后，焊缝的超厚相对于厚的材料为0％。

(2)酸洗，拉矫机延伸率0.3～0.6％，酸洗速度为30～60mpm，生产中根据来料状况和酸洗状态控制酸洗速度，出现酸洗不良时应适当减速。

酸洗温度为70～80℃，酸洗时经过三个酸洗槽，分别为1#酸洗槽，2#酸洗槽，3#酸洗槽，1#酸洗槽游离酸浓度为30～50g/L，2#酸洗槽游离酸浓度为80～100g/L，3#酸洗槽游离酸浓度为140～160g/L。1#酸洗槽、2#酸洗槽、3#酸洗槽游离酸浓度没有达到控制要求，酸洗段应停产调整或限速生产，操作工视酸洗后带钢上、下表面实际情况控制酸洗速度；酸洗后用水漂洗，漂洗温度为40～65℃。

酸洗结束后进行表面检查：带钢表面不带酸、不带水、无停车斑、无外物污染、无机械损伤；带钢表面无欠酸洗、无过酸洗、无条状黑斑等情况。

(3)冷轧，冷轧过程中累计压下率为60％～80％，冷轧时采用五机架串列式六辊，利用前4个机架完成变形过程，第5个机架仅作为平整机使用，从而获得较好板形。

(4)连退焊接，连退焊接采用连退焊机，可以利用窄搭接焊机，主要用途是将前行带钢尾部与后行带钢的头部焊接起来，保证生产线的连续生产作业，提高生产效率。由于耐候钢Q355GNH的成分较为复杂，含有相对较多的Cu、Cr、Ni等化学元素，对于连退焊机焊接质量有直接影响，基于此，本发明采用的焊接工艺和焊接参数为：焊接电压15.0～17.0KA，速度13.0～16.0m/min，压力11.0～13.0KN，搭接量0.6～1.0mm；根据原料厚度、板形等因素，随时在以上范围内调整参数，保证生产线的连续作业。

焊缝检验频次：每卷都做杯突试验，确保焊缝质量合格。杯凸试验裂纹与焊缝方向平行且不在焊缝上，可以放行；杯凸试验裂纹与焊缝交叉贯穿焊缝，可以放行；杯凸试验裂纹沿焊缝分布，不能放行。

焊接后进行清洗：带钢通过清洗设备以去除带钢表面的轧制油和铁粉，要求带钢表面不带水、无油污、无外物污染、无机械损伤。

(5)连退退火，冷轧后的耐候钢Q355GNH产品主要采用再结晶退火工艺退火，在退火过程中完成晶粒再结晶及晶粒长大和发展再结晶织构，主要是消除冷轧变形后的加工硬化，改善冷变形后的组织，消除内应力，降低硬度，提高塑性，得到合适的力学性能。

连续退火炉为立式炉，主要包括预热段(PHF)、加热段(HF)、均热段(SF)、缓冷段(SCF)、一号冷却段(1C)、过时效段(OA-1、OA-2)、二号冷却段(2C)。连续退火采用的参数为：加热段温度800～830℃，均热段温度800～830℃，缓冷段温度650～680℃，一号冷段温度370～410℃，过时效段温度390～410℃，二号冷段温度190～210℃。

(6)平整，平整延伸率为0.2～0.6％。

对比例为热轧工艺制备耐候钢。

表1本发明实施例和对比例的耐候钢Q355GNH的组分

实施例	C/％	Si/％	Mn/％	P/％	S/％	Al/％	Cr/％	Cu/％	Ti/％	Ni/％	Nb/％
												实施例1	0.07	0.85	0.53	0.074	0.002	0.036	0.78	0.29	0.049	0.22	0.019
实施例2	0.07	0.75	0.68	0.080	0.002	0.025	0.74	0.29	0.046	0.23	0.023
												实施例3	0.06	0.55	0.72	0.092	0.002	0.026	0.76	0.30	0.039	0.26	0.015
实施例4	0.07	0.58	0.78	0.084	0.002	0.037	0.72	0.29	0.045	0.15	0.032
												实施例5	0.06	0.62	0.84	0.100	0.002	0.042	0.68	0.31	0.029	0.17	0.021
实施例6	0.08	0.83	0.56	0.104	0.002	0.051	0.62	0.29	0.034	0.14	0.018
												实施例7	0.05	0.51	0.87	0.107	0.002	0.038	0.65	0.29	0.021	0.29	0.023
实施例8	0.07	0.67	0.65	0.096	0.002	0.046	0.68	0.35	0.030	0.18	0.025
												对比例	0.06	0.52	0.83	0.100	0.002	0.042	0.68	0.29	0.029	0.17	0.026

表2本发明实施例的耐候钢Q355GNH的主要生产工艺参数

连轧之后，耐候钢组织为长条状，产生加工硬化现象。经800～830℃退火处理，厚度越大，再结晶所需热量越多，所以温度比薄规格要高。退火过程中，晶粒经过再结晶及晶粒长大和发展再结晶织构，消除了冷轧变形后的加工硬化，改善冷变形后的组织，消除内应力，降低硬度，提高塑性，得到合适的力学性能，更有利于用户加工变形。

表3本发明实施例和对比例的耐候钢Q355GNH的性能

实施例	厚度/mm	屈服强度/MPa	抗拉强度/MPa
				实施例1	0.5	466	536
实施例2	0.7	460	528
				实施例3	0.8	453	515
实施例4	1.0	420	512
				实施例5	1.2	415	487
实施例6	1.3	406	489
				实施例7	1.4	405	488
实施例8	1.45	403	489
				对比例	2.0	430	510

通过退火后，耐候钢的屈服强度≥400MPa，抗拉强度≥480MPa，延伸率≥31％，相对比热轧耐候钢，可采用1.0mm以下的冷轧耐候钢替代。不仅节约成本，而且基本可达到热轧耐候钢性能。本发明实施例1制备的耐候钢的金相组织图和表面示意图如图1和图2所示，与对比例图3相比，具有光滑、高的表观质量。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种锅炉交换器用冷轧耐候钢Q355GNH的生产方法，其特征在于，该生产方法是以耐候钢Q355GNH热轧钢卷为原料，通过酸轧焊接-酸洗-冷轧-连退焊接-连退退火-平整生产耐候钢Q355GNH，具体为：

（1）所述酸轧焊接采用激光焊接工艺：激光功率10.0~12.0KW，焊接速度6~8m/min，间隙-0.5mm~-0.8mm，使用焊丝填充退火电流110~150A，填充焊丝速度1~3m/min，调整辊压力6~10KN，保证生产线的连续作业；

（2）所述酸洗：拉矫机延伸率：0.3~0.6%；将钢板通过三个酸洗槽对耐候钢Q355GNH表面进行清洗，酸洗速度：30~60mpm，酸洗温度：70~80℃；

（3）冷轧：采用五机架串列式六辊冷连轧机冷轧工艺，冷轧总压下率控制在60%~80%；所述五机架串列式六辊冷连轧机前4个机架完成变形过程，第5个机架仅作为平整机使用，从而获得较好板形；

（4）连退焊接，采用窄搭接焊机焊接工艺，焊接参数为：电压15~17KA，速度13~16m/min，压力11~13KN，搭接量0.6~1.0mm，保证生产线的连续作业；

（5）连退退火，采用立式连退炉退火工艺：加热段温度800~830℃，均热段温度800~830℃，缓冷段温度650~680℃，一冷段温度370~410℃，过时效段温度390~410℃，二冷段温度190~210℃；

（6）平整，平整延伸率为0.2~0.6%。

2.根据权利要求1所述的锅炉交换器用冷轧耐候钢Q355GNH的生产方法，其特征在于，所述耐候钢Q355GNH的组分及重量百分比含量为：C≤0.08%；Si：0.5~0.85%；Mn：0.50%~0.90%；P：0.070%~0.12%；S≤0.020%；Cu：0.25%~0.55%；Al：0.020~0.060%；Ni：0.1%~0.6%；Cr：0.6%~0.8%，Ti：0.020~0.050%，Nb：0.010~0.040%，其余为Fe和不可避免的杂质。

3.根据权利要求1所述的锅炉交换器用冷轧耐候钢Q355GNH的生产方法，其特征在于，所述步骤（2）三个酸洗槽分别为1#酸洗槽、2#酸洗槽、3#酸洗槽，酸洗槽中酸液浓度：1#酸洗槽游离酸浓度为30-50g/L，2#酸洗槽游离酸浓度为80-100g/L，3#酸洗槽游离酸浓度为140-160g/L；酸洗后用水进行漂洗，漂洗温度为40~65℃。