CN115141918A - 一种高强度Q355B热轧600mm以下带钢的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种高强度Q355B热轧600mm以下带钢的生产方法，所述高强度Q355B热轧600mm以下带钢的生产方法包括以下步骤：步骤一：连铸坯包括以下成分：C：0.17‑0.19％，Si：0.10‑0.20％，Mn：0.9‑1.0％，P≤0.025％，S≤0.025％，其余为Fe和杂质；步骤二：粗轧采用全连轧工艺；步骤三：精轧采用全连轧工艺。本发明提供一种Q355B热轧600mm以下带钢的力学性能、氧化铁皮厚度、板形等指标优良的高强度Q355B热轧600mm以下带钢的生产方法。
Description
技术领域
本发明属于冶金技术领域，尤其涉及一种高强度Q355B热轧600mm以下带钢的生产方法。
背景技术
现有技术：
相对于热轧中宽带钢，热轧600mm以下带钢，是一种不可替代的特殊规格产品，产品具有截面形状好、加工性能优、吨钢成本低且生产工艺灵活等优势。我国的轻工、家电、建筑、机械、汽车等行业需要大量的宽度600mm 以下带钢，主要用于生产焊接钢管、冷弯型钢、冷轧带钢、光伏支架、高速护栏、家电家具配件、汽车配件等。通常热轧600mm以下带钢在轧制过程中，因粗轧、精轧机架数量较中宽带多，更便于精细调整坯料形状及组织性能，并且没有宽带裁中形成的楔形问题，没有边部剪切后飞边和毛刺问题，从而可以轧制更好尺寸精度的带钢产品，同时保证良好的力学性能和焊接性能。
高强度Q355B热轧带钢具有强度高、塑性好且易于加工等性能特点，广泛应用于汽车、桥梁、石油、化工、压力容器、建筑工程等领域。
但本申请发明人发现上述现有技术至少存在如下技术问题：
热轧带钢企业主要通过提高Si、Mn含量或者添加贵重合金来增加钢材的强度，如添加V、Nb、Ti等合金，这样一来无疑增加了生产成本，而且钢材的焊接性能也会受到影响。普通热轧600mm以下带钢生产线粗轧一般为可逆轧制，中宽带钢粗轧设计大多数含有可逆轧制，这样一来轧制时间长引起头尾降温快，而头尾温降大造成头尾与中间力学性能差别较大，造成头尾力学性能波动较大。力学性能波动大，影响用户使用。普通热轧600mm以下带钢生产线轧后无专用冷却装置，不能进行控冷，轧后由扭转导槽进入三叉区，再由蛇形振荡器拨入链板。上述工艺造成该钢种力学性能指标波动较大，屈服强度波动60MPa及以上(含头尾)，氧化铁皮厚度大的弊端，氧化铁皮厚度达到20μm及以上。
专利CN110578091B粗轧为可逆轧制，粗轧是R1和R2两架轧机，且间距大，R1往复轧制三道次，R2往复轧制五道次，常识为轧制时间较长。
解决上述技术问题的难度和意义：
因此，基于这些问题，提供一种Q355B热轧600mm以下带钢的力学性能、氧化铁皮厚度、板形等指标优良的高强度Q355B热轧600mm以下带钢的生产方法具有重要的实用价值。
发明内容
本申请目的在于为解决现有技术中技术问题而提供一种Q355B热轧 600mm以下带钢的力学性能、氧化铁皮厚度、板形等指标优良的高强度Q355B 热轧600mm以下带钢的生产方法。
本申请实施例为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：
一种高强度Q355B热轧600mm以下带钢的生产方法，所述高强度Q355B 热轧600mm以下带钢的生产方法包括以下步骤：
步骤一：连铸坯加热：
以质量百分比含量计，连铸坯包括以下成分：C：0.17-0.19％，Si： 0.10-0.20％，Mn：0.9-1.0％，P≤0.025％，S≤0.025％，其余为Fe和杂质；
连铸坯的尺寸为厚*宽*长＝165mm*(270～380)mm*(9-12)m；
连铸坯加热温度：1100～1230℃，加热的时间为90～120min；
步骤二：粗轧：
粗轧采用全连轧工艺，包括8道次连续轧制，每道次轧制1次，1立-1 平-2平-2立-3平-4平-3立-5平；
粗轧开轧温度为1060～1120℃；
粗轧终轧速度1.7-2.2m/s；
粗轧轧制时间33-38s；
粗轧平轧前三道次压下率≥30％，累积压下率：81.8-83％；
粗轧立轧累积压下量：6-50mm；
步骤三：精轧：
精轧采用全连轧工艺，包括11道次连续轧制，每道次轧制1次，1立-1 平-2平-2立-3平-4平-5平-6平-7平-8平-9平；
精轧开轧温度为920～970℃；
精轧终轧速度8.0-12.0m/s；
精轧轧制时间6-15s；
精轧平轧累积压下率：82-92％；
精轧立轧累积压下量：3-20mm；
精轧终轧温度为820～870℃。
本申请实施例还可以采用以下技术方案：
在上述高强度Q355B热轧600mm以下带钢的生产方法中，进一步的，所述步骤三之后设有以下步骤：
步骤四：扭转：通过扭转导槽，带钢由水平扭转成竖直；
步骤五：快速冷却：在带钢两侧喷水冷却，采用减少水压力和增大水流量的冷却方法，避免大水压对管道冲击损坏，喷嘴射流方向与带钢的角度40° -65°，冷却水压力0.20-0.55MPa，流量450-1000m3/h，冷却速度130-260℃/s，出口温度630-670℃；
步骤六：平板链运输：带钢成立状蛇形在平板链上自然冷却。
步骤七：卷取：卷取温度控制在480-600℃。
一种高强度Q355B热轧600mm以下带钢，所述高强度Q355B热轧 600mm以下带钢采用上述任一项所述的高强度Q355B热轧600mm以下带钢的生产方法。
在上述高强度Q355B热轧600mm以下带钢中，进一步的，所述带钢的宽度≤600mm，厚度为2.5mm-5.0mm。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下有益效果：
1、本发明化学成分优选了C、Si、Mn含量，不添加贵重合金，通过全流程细化晶粒的工艺思路，实现低成本Q355B的生产。全流程细化晶粒的工艺思路是加热温度优化为低温短时间加热，防止铸态组织过度长大，同时为降低粗轧、精轧温度做好准备。粗轧优化为相对较低轧制温度和较短轧制时间。其中轧制时间通过控制路径和各架轧机连轧速度，较常规可逆轧制(1/2 或3/4轧制)节省轧制时间15-60s，防止钢在轧制间歇时间造成奥氏体再结晶过度长大。精轧同样优化为低温轧制和缩短轧制时间，减少晶粒长大。轧后通过减少水压力和增大水流量的方式快速冷却到相变温度，发生组织转变。不进行驰豫等待，不提高铁素体软项的比例。
2、本发明粗轧采用全连轧工艺，代替了粗轧可逆轧制(1/2或3/4轧制)，五道次连轧，轧机间隔较短，各道次紧密衔接，避免可逆往复轧制时间长，工作效率低，坯料热损失大和头尾降温大的弊端。通过合理控制连轧速度(粗轧终轧速度1.7-2.2m/s；)和减少轧制时间(粗轧轧制时间33-38s)，达到减少轧制过程温降大的瓶颈，尤其是头、尾部的温降，提高了中间坯温度的均匀性，从而提高最终力学性能的稳定性。
3、本发明粗轧时间短，同一坯形全连轧较可逆轧制减少轧制时间15s以上，还具有轧制效率高，机时产量高的特点。
4、本发明增加粗轧和精轧中平轧累积压下率(粗轧中平轧累积压下率为 81.8-83％，精轧中平轧累积压下率为82-92％)，常规轧制粗轧累积压下率小于80％，本发明通过增加前三道次的压下率，单道次压下率≥30％，使累积压下率达到80％以上，促进铸坯心部变形、碎化铸态组织，进一步细化奥氏体晶粒。增加粗轧和精轧中立轧累积压下量，细化边部组织，减少平轧裂边的几率。
5、本发明快速冷却采用减少水压力和增大水流量的冷却方法，避免大水压对管道冲击损坏，同样达到快速冷却的效果。
6、本发明在该工艺参数耦合的条件下，出口温度窄范围控制(出口温度控制在630-670℃)，提高控制精度才能保证力学性能合格，若出口温度高于 670℃，铁素体晶粒度级别小于11级，晶粒粗大，容易造成屈服强度不合格。若出口温度低于630℃，极易产生贝氏体等过冷组织，造成伸长不合格或者冷弯开裂。同时温度过低残余应力过大，对板形造成极大的影响，如产生各种浪形，产品不能直接进行使用。
具体实施方式
本发明提供了一种高强度Q355B热轧600mm以下带钢的生产方法，包括以下步骤：优选Q355B化学成分及连铸坯→连铸坯加热→粗轧→精轧→扭转→快速冷却→平板链运输→卷取。
为了更好的理解上述技术方案，下面将具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
实施例1
Q355B热轧600mm以下带钢用连铸坯化学成分，以质量百分比含量计，包括以下化学成分：C：0.17-0.19％，Si：0.10-0.20％，Mn：0.9-1.0％，P≤0.025％， S≤0.025％，其余为Fe和杂质。
Q355B化学成分打破该钢种的化学成分体系，不添加贵重合金，以五大元素为基础，优选C、Si、Mn含量。减少合金使用可提高钢材的焊接性能，达到降低生产成本，节约资源的目的。通过精确控制轧制速度、轧制时间、轧制温度、冷却速度等参数控制铁素体晶粒度，从而保证产品的力学性能合格。
连铸坯的尺寸为厚*宽*长＝165mm*(270～380)mm*(9-12)m。
加热温度：1100～1230℃，所述加热的时间为90～120min。
考虑到加热温度对奥氏体晶粒大小的影响，细化奥氏体晶粒，防止混晶组织，加热温度选择较常规钢种低的温度范围。
粗轧采用全连轧工艺，包括8道次连续轧制，每道次轧制1次，1立-1 平-2平-2立-3平-4平-3立-5平；
粗轧开轧温度为1060～1120℃；
粗轧终轧速度1.7-2.2m/s；
粗轧轧制时间33-38s；
粗轧平轧前三道次压下率≥30％，累积压下率：81.8-83％，使再结晶阶段充分细化奥氏体晶粒；
粗轧立轧累积压下量：6-50mm。
精轧采用全连轧工艺，包括11道次连续轧制，每道次轧制1次1立-1 平-2平-2立-3平-4平-5平-6平-7平-8平-9平；
精轧开轧温度为920～970℃；
精轧终轧速度8.0-12.0m/s；
精轧轧制时间6-15s；
精轧平轧累积压下率：82-92％；
精轧立轧累积压下量：3-20mm；
精轧终轧温度为820～870℃。
扭转：通过扭转导槽，带钢由水平扭转成竖直。
快速冷却：在带钢两侧喷水冷却，采用减少水压力和增大水流量的冷却方法，避免大水压对管道冲击损坏，喷嘴射流方向与带钢的角度40°-65°，冷却水压力0.20-0.55MPa，流量450-1000m3/h，冷却速度130-260℃/s，出口温度630-670℃。
平板链运输：带钢成立状蛇形在平板链上自然冷却。
卷取：卷取温度控制在480-600℃。
所述Q355B热轧600mm以下带钢，带钢的宽度≤600mm，厚度为 2.5mm-5.0mm。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
本实施例采用该工艺制备的Q355B热轧600mm以下带钢，具有以下关键指标：力学性能：屈服强度≥355MPa，屈服强度偏差(含头尾部)≤30MPa，抗拉强度500～600MPa，断后伸长率≥20％。冷弯性能：冷弯(180°弯曲) 合格率100％。铁素体晶粒度(含边部)：大于11级。氧化铁皮厚度≤11μ m。金相组织：铁素体+珠光体。板形合格率：100％。边部裂纹率：0。完全满足高强度Q355B热轧带钢的质量要求。
本实施例得到屈服强度偏差(含头尾部)小，铁素体晶粒度级别高，晶粒细小，氧化铁皮薄，边部无裂纹。
实施例2
1、连铸坯：连铸坯的尺寸为厚*宽*长＝165mm*330mm*10m。优选Q355B 用连铸坯化学成分，以质量百分比含量计，包括以下化学成分：如表2所示。
表2化学成分单位：(％)
| C | Si | Mn | P | S | Fe |
| 0.17 | 0.12 | 0.94 | 0.020 | 0.017 | 余量 |
2、加热温度：1100～1230℃，加热时间为90～120min。
3、粗轧：
粗轧采用全连轧工艺，包括8道次连续轧制，每道次轧制1次。1立-1 平-2平-2立-3平-4平-3立-5平；
粗轧开轧温度为1060～1120℃；
粗轧终轧速度2.2m/s；
粗轧轧制时间33s；
粗轧平轧前三道次压下率≥30％，累积压下率：81.8-83％；
粗轧立轧累积压下量：6-50mm。
4、精轧：
精轧采用全连轧工艺，包括11道次连续轧制，每道次轧制1次，1立-1 平-2平-2立-3平-4平-5平-6平-7平-8平-9平；
精轧的开轧温度为920～970℃；
精轧终轧速度8.0-12.0m/s；
精轧轧制时间6-15s；
精轧平轧累积压下率：82-92％；
精轧立轧累积压下量：3-20mm；
精轧的终轧温度为830～860℃。
5、扭转：通过扭转导槽，带钢水平扭转成竖直。
6、快速冷却：在带钢两侧喷水冷却，喷嘴射流方向与带钢的角度40°-65°，冷却水压力0.20-0.55MPa，流量450-1000m3/h，冷却速度130-260℃/s，出口温度630-660℃。
7、平板链运输：钢带呈竖直状在平板链运输，自然冷却。
8、卷取：卷取温度480-580℃。
9、带钢成品规格为：宽度355mm，厚度为2.5mm。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
本实施例制备的Q355B热轧600mm以下带钢，关键指标为：力学性能：屈服强度400-425MPa，屈服强度偏差(含头尾部)25MPa，抗拉强度 520-540MPa，断后伸长率25-26％。冷弯性能：冷弯(180°弯曲)合格率100％。铁素体晶粒度：12级。氧化铁皮厚度9.43μm。金相组织：铁素体+珠光体。板形合格率：100％。边部裂纹率：0。
化学成分、成品厚度、精轧终轧温度、快速冷却出口温度、卷取温度等不同。本实施例得到屈服强度偏差(含头尾部)小，铁素体晶粒度级别高，晶粒细小，氧化铁皮薄，边部无裂纹。
实施例3
1、连铸坯：连铸坯的尺寸为厚*宽*长＝165mm*380mm*12.0m。优选 Q355B用连铸坯化学成分，以质量百分比含量计，包括以下化学成分：如表 3所示。
表3化学成分单位：(％)
| C | Si | Mn | P | S | Fe |
| 0.18 | 0.15 | 1.0 | 0.023 | 0.010 | 余量 |
2、加热温度：1100～1230℃，所述加热的时间为90～120min。
3、粗轧：
粗轧采用全连轧工艺，包括8道次连续轧制，每道次轧制1次，1立-1 平-2平-2立-3平-4平-3立-5平；
粗轧的开轧温度为1060～1120℃；
粗轧终轧速度1.9m/s；
粗轧轧制时间36s；
粗轧平轧前三道次压下率≥30％，累积压下率：81.8-83％；
粗轧立轧累积压下量：6-50mm；
4、精轧：
精轧采用全连轧工艺，包括11道次连续轧制，每道次轧制1次，1立-1 平-2平-2立-3平-4平-5平-6平-7平-8平-9平；
精轧的开轧温度为920～970℃；
精轧终轧速度8.0-12.0m/s；
精轧轧制时间6-15s；
精轧平轧累积压下率：82-92％；
精轧立轧累积压下量：3-20mm；
精轧的终轧温度为840～870℃。
5、扭转：通过扭转导槽，带钢水平扭转成竖直。
6、快速冷却：在带钢两侧喷水冷却，喷嘴射流方向与带钢的角度40°-65°，冷却水压力0.20-0.55MPa，流量450-1000m3/h，冷却速度130-260℃/s，出口温度640-670℃。
7、平板链运输：钢带呈竖直状在平板链运输，自然冷却。
8、卷取：卷取温度500-600℃。
9、本发明带钢成品规格为：宽度438mm，厚度为3.25m。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
本实施例制备的Q355B热轧600mm以下带钢，关键指标为：力学性能：屈服强度395-410MPa，屈服强度偏差(含头尾部)15MPa，抗拉强度 520-530MPa，断后伸长率27-29％。冷弯性能：冷弯(180°弯曲)合格率100％。铁素体晶粒度：11.5级。氧化铁皮厚度8.65μm。金相组织：铁素体+珠光体。板形合格率：100％。边部裂纹率：0。
本实施例得到屈服强度偏差(含头尾部)小，铁素体晶粒度级别高，晶粒细小，氧化铁皮薄，边部无裂纹。
实施例4
1、连铸坯：连铸坯的尺寸为厚*宽*长＝165mm*270*10m。优选Q355B 用连铸坯化学成分，以质量百分比含量计，包括以下化学成分：如表1所示。
表1化学成分单位：(％)
| C | Si | Mn | P | S | Fe |
| 0.19 | 0.16 | 0.91 | 0.016 | 0.020 | 余量 |
2、加热温度：1100～1230℃，所述加热的时间为90～120min。
3、粗轧：
粗轧采用全连轧工艺，包括8道次连续轧制，每道次轧制1次，1立-1 平-2平-2立-3平-4平-3立-5平；
粗轧的开轧温度为1060～1120℃；
粗轧终轧速度1.8m/s；
粗轧轧制时间37s；
粗轧平轧前三道次压下率≥30％，累积压下率：81.8-83％；
粗轧立轧累积压下量：6-50mm。
4、精轧：
精轧采用全连轧工艺，包括11道次连续轧制，每道次轧制1次，1立-1 平-2平-2立-3平-4平-5平-6平-7平-8平-9平；
精轧的开轧温度为920～970℃；
精轧终轧速度8.0-12.0m/s；
精轧轧制时间6-15s；
精轧平轧累积压下率：82-92％；
精轧立轧累积压下量：3-20mm；
精轧的终轧温度为830～860℃。
5、扭转：通过扭转导槽，带钢水平扭转成竖直。
6、快速冷却：在带钢两侧喷水冷却，喷嘴射流方向与带钢的角度40°-65°，冷却水压力0.20-0.55MPa，流量450-1000m3/h，冷却速度130-260℃/s，出口温度630-660℃。
7、平板链运输：钢带呈竖直状在平板链运输，自然冷却。
8、卷取：卷取温度480-580℃。
9、本发明带钢成品规格为：宽度300mm，厚度为4.75mm。
上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：
本实施例制备的Q355B热轧600mm以下带钢，关键指标为：力学性能：屈服强度420-430MPa，屈服强度偏差(含头尾部)10MPa，抗拉强度 540-550MPa，断后伸长率26-28％。冷弯性能：冷弯(180°弯曲)合格率100％。铁素体晶粒度：11.5级。氧化铁皮厚度10.05μm。金相组织：铁素体+珠光体。板形合格率：100％。边部裂纹率：0。
本实施例得到屈服强度偏差(含头尾部)小，铁素体晶粒度级别高，晶粒细小，氧化铁皮薄，边部无裂纹。
综上所述，本发明提供一种Q355B热轧600mm以下带钢的力学性能、氧化铁皮厚度、板形等指标优良的高强度Q355B热轧600mm以下带钢的生产方法。
以上实施例对本发明进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (4)
1.一种高强度Q355B热轧600mm以下带钢的生产方法，其特征在于：所述高强度Q355B热轧600mm以下带钢的生产方法包括以下步骤：
步骤一：连铸坯加热：
以质量百分比含量计，连铸坯包括以下成分：C：0.17-0.19％，Si：0.10-0.20％，Mn：0.9-1.0％，P≤0.025％，S≤0.025％，其余为Fe和杂质；
连铸坯的尺寸为厚*宽*长＝165mm*(270～380)mm*(9-12)m；
连铸坯加热温度：1100～1230℃，加热的时间为90～120min；
步骤二：粗轧：
粗轧采用全连轧工艺，包括8道次连续轧制，每道次轧制1次，1立-1平-2平-2立-3平-4平-3立-5平；
粗轧开轧温度为1060～1120℃；
粗轧终轧速度1.7-2.2m/s；
粗轧轧制时间33-38s；
粗轧平轧前三道次压下率≥30％，累积压下率：81.8-83％；
粗轧立轧累积压下量：6-50mm；
步骤三：精轧：
精轧采用全连轧工艺，包括11道次连续轧制，每道次轧制1次，1立-1平-2平-2立-3平-4平-5平-6平-7平-8平-9平；
精轧开轧温度为920～970℃；
精轧终轧速度8.0-12.0m/s；
精轧轧制时间6-15s；
精轧平轧累积压下率：82-92％；
精轧立轧累积压下量：3-20mm；
精轧终轧温度为820～870℃。
2.根据权利要求1所述的高强度Q355B热轧600mm以下带钢的生产方法，其特征在于：所述步骤三之后设有以下步骤：
步骤四：扭转：通过扭转导槽，带钢由水平扭转成竖直；
步骤五：快速冷却：在带钢两侧喷水冷却，采用减少水压力和增大水流量的冷却方法，避免大水压对管道冲击损坏，喷嘴射流方向与带钢的角度40°-65°，冷却水压力0.20-0.55MPa，流量450-1000m3/h，冷却速度130-260℃/s，出口温度630-670℃；
步骤六：平板链运输：带钢成立状蛇形在平板链上自然冷却。
步骤七：卷取：卷取温度控制在480-600℃。
3.一种高强度Q355B热轧600mm以下带钢，其特征在于：所述高强度Q355B热轧600mm以下带钢采用权利要求1-2任一项所述的高强度Q355B热轧600mm以下带钢的生产方法。
4.根据权利要求3所述的高强度Q355B热轧600mm以下带钢的生产方法，其特征在于：所述带钢的宽度≤600mm，厚度为2.5mm-5.0mm。
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