CN114908288B - 一种超厚热轧酸洗板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及金属冶炼技术领域，具体公开一种超厚热轧酸洗板及其制备方法，所超厚热轧酸洗板成分重量百分比为：0.06％≤C≤0.09％、0.03％≤Si≤0.05％、1.65％≤Mn≤1.85％、0.08％≤V≤0.12％、0.01％≤Ni≤0.03％、0.002％≤Cr≤0.01％、P≤0.02％、S≤0.01％、Cu≤0.02％，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明的超厚热轧酸洗板的成分体系简单、制造成本低，且综合性能优异，表面质量较好，可广泛用于用于汽车大梁钢、工程机械大梁及结构用钢、汽车离合器压盘等领域，市场前景广阔。

Description

一种超厚热轧酸洗板及其制备方法
技术领域
本发明涉及金属冶炼技术领域，尤其涉及一种超厚热轧酸洗板及其制备方法。
背景技术
国内酸洗汽车钢发展迅猛，7.0mm及以上超厚规格钢可用于汽车大梁钢、工程机械大梁及结构用钢、汽车离合器压盘等领域。热轧酸洗板是以优质热轧薄板为原料，经酸洗机组去除氧化层、切边、精整后形成的板材，热轧酸洗板的表面质量和使用要求介于热轧板和冷轧板之间，是部分热轧板和冷轧板的理想替代产品。
与普通热轧板相比，热轧酸洗板需要去除其表面氧化铁皮，以提高钢材的表面质量，便于焊接、涂油和上漆。7.0mm及以上超厚规格热轧酸洗板的生产工艺难度大，表面质量难以控制，主要体现在：厚规格带钢焊接难度大、酸洗时表面质量较难控制，易出现过酸洗(表面呈黑、黄等颜色)，且由于超厚板高强度钢的自重大，板型难以保证，表面易擦伤，卷曲后易出现整卷塔形，溢出边等问题。因此，研发一种超厚热轧钢卷及其生产工艺对于扩大热轧酸洗板的应用领域和应用市场具有十分重要的意义。
发明内容
针对现有超厚规格热轧酸洗板生产工艺难度大以及表面质量难以控制的问题，本发明提供一种超厚热轧酸洗板及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明实施例提供的技术方案是：
一种超厚热轧酸洗板，其成分重量百分比为：0.06％≤C≤0.09％、0.03％≤Si≤0.05％、1.65％≤Mn≤1.85％、0.08％≤V≤0.12％、0.01％≤Ni≤0.03％、0.002％≤Cr≤0.01％、P≤0.02％、S≤0.01％、Cu≤0.02％，余量为Fe及不可避免的杂质。
现对于现有技术，本发明提供的超厚热轧酸洗板，通过控制其化学成分，显著提高了超厚热轧酸洗板表面的质量和力学性能；其中，通过增加C含量有助于提高热轧酸洗板金相组织中的珠光体的占比，从而有利于热轧酸洗板强度的提高，同时，优选的C含量范围还不会降低酸洗热轧板的焊接性能和延伸率；通过Mn含量的增加，促进珠光体的形成，降低铁素体开始转化温度，从而细化晶粒；加入V、Ni、Cr三种合金元素，并通过控制三种合金元素的含量，在合金化效果与后续热轧、连铸工艺之间达到较好的平衡点，以达到提高热轧酸洗板综合性能的目的，且三种元素的加入，还有利于降低加热过程中氧化铁皮的产生，经酸洗后，表面酸洗质量缺陷明显降低，从而有利于提升热轧酸洗板的表面质量。本发明各组分相互配合协同，使得制备的热轧酸洗板的综合性能优异，所得热轧酸洗板的强度高、焊接性能良好，可用于作为汽车大梁、座椅滑轨、结构件等，同时，合金化成本较低，具有广阔的应用前景。
本发明中所述超厚热轧酸洗板的微观组织为珠光体+铁素体，其中，珠光体占比为30％-40％。
本发明还提供了上述超厚热轧酸洗板的制备方法，包括如下步骤：
步骤a，将板坯置于加热炉中加热，然后进行高压水除鳞、轧制、冷却和卷曲，得热轧卷；其中，所述板坯的化学成分与所述超厚热轧酸洗板的化学成分相同；
步骤b，将所述热轧卷经开卷、焊接、破磷、酸洗、漂洗、涂油和卷曲，得所述超厚热轧酸洗板。
优选的，所述板坯是以废钢为原料，经转炉冶炼、钢包精炼和连铸工序制成。
优选的，所述板坯在加热炉中的加热温度为1150℃-1200℃，加热时间为160min-180min。
优选的加热工艺参数设置，有利于改善板坯的内部组织，便于后续轧制的进行。
优选的，所述轧制包括粗轧和精轧，粗轧的出口温度为950℃-1020℃，精轧的出口温度为820℃-850℃。
优选的，所述板坯在粗轧机经过五道轧制，在精轧机经过七道轧制，热轧带钢的厚度为7.0mm-8.0mm。
优选的，冷却工序中，所述冷却采用层流冷却，层流冷却的速度为30℃/s-35℃/s。
进一步地，层流冷却采用分散冷却模式，开启4组层流水梁，具体如下表所示：
组数 第一组 第三组 第五组 第六组
流量 45％-55％ 45％-55％ 20％-30％ 20％-30％
优选的轧制、冷却工艺参数，可有效减少带钢表面氧化铁皮的产生，提高带钢表面的质量，为后续酸洗工序提供表面质量优良的基板，减少酸洗表面质量缺陷的产生。
优选的，步骤a中，所述卷曲的温度为595℃-620℃。
优选的，酸洗工序中，带钢的运行速度为30m/min-40m/min。
优选的酸洗工序中带钢运行速度，与各工序参数相配合，可实现带钢连续酸洗，并确保带钢表面质量优良。
优选的，酸洗工艺采用三槽紊流酸洗，酸洗液为盐酸溶液，其中，1#酸槽自由酸浓度30g/L-45g/L，总酸浓度185g/L-210g/L，2#酸槽自由酸浓度120g/L-150g/L，总酸浓度185g/L-210g/L，3#酸槽自由酸浓度150g/L-180g/L，总酸浓度185g/L-210g/L；各酸槽的酸洗液温度均为75℃-80℃。
优选的酸洗液浓度和温度，可以有效去除带钢表面的铁皮和杂质，提高带钢表面清洁度，从而提高带钢表面质量。
优选的，酸洗工序中，酸洗时向酸洗液中加入咪唑啉类缓蚀剂，所述咪唑啉类缓蚀剂占酸洗液质量的0.05％-0.1％。
进一步地，所述咪唑啉类缓蚀剂为LUBRO IB45/70。
向酸洗液中加入咪唑啉类缓蚀剂，可有效抑制盐酸对带钢的腐蚀，提高带钢表面质量。
优选的，焊接工序中，焊接的激光功率为9.0KW-9.5KW，退火功率为175W-180W，填丝速度为5.5m/min-7.5m/min，焊接速度为2.0m/min-3.0m/min。
优选的焊接参数，保证了两卷钢之间的焊接熔透率、高度差和焊缝余高，可有效避免焊接功率不足，焊缝不合格等问题的出现，同时，还能极大提升焊接成功率，为产线的连续稳定生产提供了保障。
优选的，破磷工序中，破磷机的延伸率为1.0％-1.4％。
优选的破磷机延伸率可进一步除去带钢表面的氧化铁皮，并改善带钢的板型。
优选的，漂洗工序中，漂洗段分为5级分段漂洗，控制3级漂洗水的pH为5.5-7.0，各漂洗段的漂洗水温度为50℃-70℃。
优选的3级漂洗水的pH以及各漂洗水的温度能进一步去除带钢表面的酸洗液和杂质残留，提高带钢表面的洁净度。
进一步地，漂洗后烘干的温度为80℃-120℃。
优选的烘干温度可保证带钢表面干燥，去除带钢表面的残余水分。
优选的，涂油工序中，涂油量为1000mg/m2-3000mg/m2。
优选的涂油机参数可保证带钢上下表面涂油均匀。
可选的，涂油工序中，采用GFG静电涂油机。
可选的，涂油机的涂油精度为±10％。
优选的，步骤b中，卷曲机的张力为180KN-200KN，出口卷曲速度为40m/min-60m/min。
优选的卷曲参数，可有效降低超厚规格酸洗板易出现的层错缺陷的出现，改善成品卷的卷形。
本发明提供了一种超厚热轧酸洗板，合金成分体系简单，通过合理的成分设计以及制备工艺条件的控制，使得制备的超厚热轧酸洗板的综合性能优异，且酸洗后表面质量良好，表面不出现质量缺陷，热轧酸洗板的屈服强度为715-742MPa，抗拉强度为772-795MPa，延伸率为15-17％，表面质量FB级，可广泛用于汽车大梁钢、工程机械大梁及结构用钢、汽车离合器压盘等领域，市场前景广阔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
为了更好的说明本发明，下面通过实施例做进一步的举例说明。
实施例1
本发明实施例提供一种超厚热轧酸洗板，其化学成分为：
C 0.07％、Si 0.03％、Mn 1.65％、V 0.08％、Ni 0.01％、Cr 0.004％、P0.014％、S0.006％、Cu 0.001％，余量为Fe及不可避免的杂质。
上述超厚热轧酸洗板的制备步骤如下：
以废钢为原料，经转炉冶炼、钢包精炼、连铸工序制成与上述超厚热轧酸洗板化学组分相同的板坯；将板坯置于加热炉中加热，然后进行高压水除鳞、轧制、冷却和卷曲，得热轧卷；将所述热轧卷经开卷、焊接、破磷、酸洗、漂洗、涂油和卷曲，得所述超厚热轧酸洗板。
其中，板坯在加热炉中的加热温度为1180℃，加热时间为165min；
板坯在粗轧机经过五道轧制，在精轧机经过七道轧制，粗轧的出口温度为980℃，精轧的出口温度为835℃；
冷却工序中，所述冷却采用层流冷却，层流冷却模式为分散冷却模式，冷却速度为30℃/s，如下表所示：
组数 第一组 第三组 第五组 第六组
流量 50％ 50％ 25％ 25％
热轧冷却后卷曲的温度为600℃；
焊接工序中，焊接的激光功率为9.3KW，退火功率为180W，填丝速度为5.8m/min，焊接速度为3.0m/min；
破磷工序中，破磷机的延伸率为1.0％；
酸洗工艺采用三槽紊流酸洗，酸洗液为盐酸溶液，其中，1#酸槽自由酸浓度40g/L，总酸浓度200g/L，2#酸槽自由酸浓度135g/L，总酸浓度195g/L，3#酸槽自由酸浓度170g/L，总酸浓度205g/L；各酸槽的酸洗液温度均为78℃，酸洗时向酸洗液中加入咪唑啉类缓蚀剂，所述咪唑啉类缓蚀剂占酸洗液质量的0.08％；酸洗时，带钢的运行速度为40m/min；
漂洗工序中，漂洗段分为5级分段漂洗，控制3级漂洗水的pH为6.2，各漂洗段的漂洗水温度为65℃；
涂油工序中，采用GFG涂油机，涂油量为1000mg/m2(单面)；
酸洗涂油后，卷曲的张力为185KN，出口卷曲速度为60m/min。
实施例2
本发明实施例提供一种超厚热轧酸洗板，其化学成分为：
C 0.09％、Si 0.038％、Mn 1.68％、V 0.12％、Ni 0.018％、Cr 0.01％、P0.013％、S 0.005％、Cu 0.012％，余量为Fe及不可避免的杂质。
上述超厚热轧酸洗板的制备步骤如下：
以废钢为原料，经转炉冶炼、钢包精炼、连铸工序制成与上述超厚热轧酸洗板化学组分相同的板坯；将板坯置于加热炉中加热，然后进行高压水除鳞、轧制、冷却和卷曲，得热轧卷；将所述热轧卷经开卷、焊接、破磷、酸洗、漂洗、涂油和卷曲，得所述超厚热轧酸洗板。
其中，板坯在加热炉中的加热温度为1160℃，加热时间为170min；
板坯在粗轧机经过五道轧制，在精轧机经过七道轧制，粗轧的出口温度为1000℃，精轧的出口温度为850℃；
冷却工序中，所述冷却采用层流冷却，层流冷却模式为分散冷却模式，冷却速度为34℃/s，如下表所示：
组数 第一组 第三组 第五组 第六组
流量 55％ 55％ 20％ 20％
热轧冷却后卷曲的温度为595℃；
焊接工序中，焊接的激光功率为9.5KW，退火功率为175W，填丝速度为5.5m/min，焊接速度为2.0m/min；
破磷工序中，破磷机的延伸率为1.3％；
酸洗工艺采用三槽紊流酸洗，酸洗液为盐酸溶液，其中，1#酸槽自由酸浓度30g/L，总酸浓度185g/L，2#酸槽自由酸浓度120g/L，总酸浓度185g/L，3#酸槽自由酸浓度150g/L，总酸浓度185g/L；各酸槽的酸洗液温度均为75℃，酸洗时向酸洗液中加入咪唑啉类缓蚀剂，所述咪唑啉类缓蚀剂占酸洗液质量的0.07％；酸洗时，带钢的运行速度为35m/min；
漂洗工序中，漂洗段分为5级分段漂洗，控制3级漂洗水的pH为5.8，各漂洗段的漂洗水温度为60℃；
涂油工序中，采用GFG涂油机，涂油量为1500mg/m2(单面)；
酸洗涂油后，卷曲的张力为190KN，出口卷曲速度为50m/min。
实施例3
本发明实施例提供一种超厚热轧酸洗板，其化学成分为：
C 0.06％、Si 0.05％、Mn 1.70％、V 0.095％、Ni 0.012％、Cr 0.002％、P0.01％、S 0.003％、Cu 0.015％，余量为Fe及不可避免的杂质。
上述超厚热轧酸洗板的制备步骤如下：
以废钢为原料，经转炉冶炼、钢包精炼、连铸工序制成与上述超厚热轧酸洗板化学组分相同的板坯；将板坯置于加热炉中加热，然后进行高压水除鳞、轧制、冷却和卷曲，得热轧卷；将所述热轧卷经开卷、焊接、破磷、酸洗、漂洗、涂油和卷曲，得所述超厚热轧酸洗板。
其中，板坯在加热炉中的加热温度为1150℃，加热时间为180min；
板坯在粗轧机经过五道轧制，在精轧机经过七道轧制，粗轧的出口温度为950℃，精轧的出口温度为820℃；
冷却工序中，所述冷却采用层流冷却，层流冷却模式为分散冷却模式，冷却速度为35℃/s，如下表所示：
组数 第一组 第三组 第五组 第六组
流量 55％ 50％ 25％ 20％
热轧冷却后卷曲的温度为610℃；
焊接工序中，焊接的激光功率为9.0KW，退火功率为178W，填丝速度为7.5m/min，焊接速度为2.3m/min；
破磷工序中，破磷机的延伸率为1.2％；
酸洗工艺采用三槽紊流酸洗，酸洗液为盐酸溶液，其中，1#酸槽自由酸浓度40g/L，总酸浓度205g/L，2#酸槽自由酸浓度150g/L，总酸浓度210g/L，3#酸槽自由酸浓度165g/L，总酸浓度195g/L；各酸槽的酸洗液温度均为76℃，酸洗时向酸洗液中加入咪唑啉类缓蚀剂，所述咪唑啉类缓蚀剂占酸洗液质量的0.05％；酸洗时，带钢的运行速度为30m/min；
漂洗工序中，漂洗段分为5级分段漂洗，控制3级漂洗水的pH为6.0，各漂洗段的漂洗水温度为55℃；
涂油工序中，采用GFG涂油机，涂油量为1200mg/m2(单面)；
酸洗涂油后，卷曲的张力为195KN，出口卷曲速度为45m/min。
实施例4
本发明实施例提供一种超厚热轧酸洗板，其化学成分为：
C 0.075％、Si 0.036％、Mn 1.85％、V 0.09％、Ni 0.03％、Cr 0.005％、P0.009％、S 0.003％、Cu 0.014％，余量为Fe及不可避免的杂质。
上述超厚热轧酸洗板的制备步骤如下：
以废钢为原料，经转炉冶炼、钢包精炼、连铸工序制成与上述超厚热轧酸洗板化学组分相同的板坯；将板坯置于加热炉中加热，然后进行高压水除鳞、轧制、冷却和卷曲，得热轧卷；将所述热轧卷经开卷、焊接、破磷、酸洗、漂洗、涂油和卷曲，得所述超厚热轧酸洗板。
其中，板坯在加热炉中的加热温度为1200℃，加热时间为160min；
板坯在粗轧机经过五道轧制，在精轧机经过七道轧制，粗轧的出口温度为1020℃，精轧的出口温度为845℃；
冷却工序中，所述冷却采用层流冷却，层流冷却模式为分散冷却模式，冷却速度为35℃/s，如下表所示：
组数 第一组 第三组 第五组 第六组
流量 50％ 50％ 30％ 20％
热轧冷却后卷曲的温度为620℃；
焊接工序中，焊接的激光功率为9.2KW，退火功率为180W，填丝速度为7.0m/min，焊接速度为2.5m/min；
破磷工序中，破磷机的延伸率为1.4％；
酸洗工艺采用三槽紊流酸洗，酸洗液为盐酸溶液，其中，1#酸槽自由酸浓度45g/L，总酸浓度210g/L，2#酸槽自由酸浓度135g/L，总酸浓度200g/L，3#酸槽自由酸浓度180g/L，总酸浓度210g/L；各酸槽的酸洗液温度均为80℃，酸洗时向酸洗液中加入咪唑啉类缓蚀剂，所述咪唑啉类缓蚀剂占酸洗液质量的0.1％；酸洗时，带钢的运行速度为30m/min；
漂洗工序中，漂洗段分为5级分段漂洗，控制3级漂洗水的pH为6.2，各漂洗段的漂洗水温度为68℃；
涂油工序中，采用GFG涂油机，涂油量为2000mg/m2(单面)；
酸洗涂油后，卷曲的张力为200KN，出口卷曲速度为50m/min。
实施例1-4制备的超厚热轧酸洗板的组织主要为铁素体+珠光体，其中，珠光体的占比为30％-40％。
对比例1
本对比例提供一种超厚热轧酸洗板，其化学成分以及制备工艺均与实施例1相同，不同的仅是化学成分中Mn的含量为1.44％，具体化学成分如下所示：
C 0.07％、Si 0.03％、Mn 1.44％、V 0.08％、Ni 0.01％、Cr 0.004％、P0.014％、S0.006％、Cu 0.001％，余量为Fe及不可避免的杂质。
制备工艺的参数与实施例1完全相同。
对比例2
本对比例提供一种超厚热轧酸洗板，其化学成分以及制备工艺均与实施例1相同，不同的仅是化学成分中V的含量为0.07％，具体化学成分如下所示：
C 0.07％、Si 0.03％、Mn 1.65％、V 0.07％、Ni 0.01％、Cr 0.004％、P0.014％、S0.006％、Cu 0.001％，余量为Fe及不可避免的杂质。
制备工艺的参数与实施例1完全相同。
对比例3
本对比例提供一种超厚热轧酸洗板，其化学成分以及制备工艺均与实施例1相同，不同的仅是板坯在加热炉的加热温度为1135℃，其余工艺参数均与实施例1相同。
对比例4
本对比例提供一种超厚热轧酸洗板，其化学成分以及制备工艺均与实施例1相同，不同的仅是粗轧温度为1050℃，其余工艺参数均与实施例1相同。
对比例5
本对比例提供一种超厚热轧酸洗板，其化学成分以及制备工艺均与实施例1相同，不同的仅是精轧温度为870℃，其余工艺参数均与实施例1相同。
对比例6
本对比例提供一种超厚热轧酸洗板，其化学成分以及制备工艺均与实施例1相同，不同的仅是热轧冷却后的卷曲温度为630℃，其余工艺参数均与实施例1相同。
按照GB/T 2518-2019标准要求从实施例1-4以及对比例1-6制备的超厚热轧酸洗板中任意取样分析其屈服强度、抗拉强度、延伸率，其统计分析结果如表1所示，其中，采取随机取样方式。
表1
实施例号 厚度(mm) 宽度(mm) 屈服强度(MPa) 抗拉强度(MPa) 延伸率(％)
实施例1 7.0 1250 742 795 16
实施例2 7.0 1250 726 784 17
实施例3 8.0 1250 715 772 15
实施例4 8.0 1250 722 780 16
对比例1 7.0 1250 545 625 15
对比例2 7.0 1250 685 741 13
对比例3 7.0 1250 669 720 14
对比例4 7.0 1250 681 780 16
对比例5 7.0 1250 674 772 18
对比例6 7.0 1250 690 785 15
按照按照GB/T 2518-2019标准要求从实施例1-4制备的超厚热轧酸洗板中任意取样分析其表面质量等级，实施例1-4制备的超厚热轧酸洗板的表面质量为FB级。
上述实施例1-4以及对比例1-6中酸洗液中所加的咪唑啉类缓蚀剂为LUBRO IB45/70。
综上所述，本发明的超厚热轧酸洗板的成分体系简单、制造成本低，且综合性能优异，表面质量较好，可广泛用于用于汽车大梁钢、工程机械大梁及结构用钢、汽车离合器压盘等领域，市场前景广阔。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种超厚热轧酸洗板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a，将板坯置于加热炉中加热，然后进行高压水除鳞、轧制、冷却和卷曲，得热轧卷；其中，所述板坯的化学成分与所述超厚热轧酸洗板的化学成分相同；
步骤b，将所述热轧卷经开卷、焊接、破磷、酸洗、漂洗、涂油和卷曲，得所述超厚热轧酸洗板；
其中，所述轧制包括粗轧和精轧，粗轧的出口温度为950℃-1020℃，精轧的出口温度为820℃-850℃；所述板坯在粗轧机经过五道轧制，在精轧机经过七道轧制，热轧带钢的厚度为7.0mm-8.0mm；步骤a中，所述卷曲的温度为595℃-620℃；
所述超厚热轧酸洗板由如下重量百分比的成分组成：0.06%≤C≤0.09%、0.03%≤Si≤0.05%、1.65%≤Mn≤1.85%、0.08%≤V≤0.12%、0.01%≤Ni≤0.03%、0.002%≤Cr≤0.01%、P≤0.02%、S≤0.01%、Cu≤0.02%，余量为Fe及不可避免的杂质；所述板坯在加热炉中的加热温度为1150℃-1200℃，加热时间为160min-180min；冷却工序中，所述冷却采用层流冷却，层流冷却的速度为30℃/s-35℃/s；酸洗工序中，带钢的运行速度为30m/min-40m/min；酸洗工艺采用三槽紊流酸洗，酸洗液为盐酸溶液，其中，1#酸槽自由酸浓度30g/L-45g/L，总酸浓度185g/L-210g/L，2#酸槽自由酸浓度120g/L-150g/L，总酸浓度185g/L-210g/L，3#酸槽自由酸浓度150g/L-180g/L，总酸浓度185g/L-210g/L；各酸槽的酸洗液温度均为75℃-80℃；酸洗工序中，酸洗时向酸洗液中加入咪唑啉类缓蚀剂，所述咪唑啉类缓蚀剂占酸洗液质量的0.05%-0.1%；焊接工序中，焊接的激光功率为9.0KW-9.5KW，退火功率为175W-180W，填丝速度为5.5m/min-7.5m/min，焊接速度为2.0m/min-3.0m/min；破磷工序中，破磷机的延伸率为1.0%-1.4%；漂洗工序中，漂洗段分为5级分段漂洗，控制3级漂洗水的pH为5.5-7.0，各漂洗段的漂洗水温度为50℃-70℃；涂油工序中，涂油量为1000mg/m2-3000mg/m2；步骤b卷曲工序中，卷曲机的张力为180KN-200KN，出口卷曲速度为40m/min-60m/min。
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