CN116121657A - 一种优良组织均匀性50优碳钢带及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于冶金领域，涉及一种优良组织均匀性50优碳钢带及其生产方法，通过合理设计C、Si、Mn、P、S元素含量；结合产线实际能力，在保证成分稳定前提下，通过保证出炉温度、轧制温度及轧制速度等匹配，合理设定层流冷却工艺，在现有装备能力下实现稳定生产，确保钢工艺控制命中率好，精度高，同时性能符合、外形尺寸满足用户要求，尤其是优良的组织均匀性，使优碳钢带50具有良好的热处理性能，满足用户的期望，切实成为公司辐射周边市场的拳头产品。

Description

一种优良组织均匀性50优碳钢带及其生产方法
技术领域
本发明属于冶金领域，涉及一种优良组织均匀性50优碳钢带及其生产方法。
背景技术
优质碳素结构钢是含碳小于0.8％的碳素钢，这种钢中所含的硫、磷及非金属夹杂物比碳素结构钢少，机械性能较为优良，优质碳素结构钢按含碳量不同可分为三类：低碳钢(C≤0.25％)、中碳钢(C为0.25-0.6％)和高碳钢(C>0.6％)优质碳素结构钢按含锰量不同分为正常含锰量(含锰0.25％-0.8％)和较高含锰量(含锰0.70％-1.20％)两组，后者具有较好的力学性能和加工性能。现在应用范围广泛的中碳优质钢包括：45、50、55、60、40Mn、50Mn，它们具有较低的生产和使用成本，性价比高。产品热处理性能优良，成品出口全国乃至东南亚及中亚地区，市场前景较好。
优质碳素钢产品主要是通过冷轧、热处理等工艺深加工成各种规格、用途的金属制品，这就要求优碳钢具有较好的组织均匀性。目前，国内很多生产厂家通常是通过连铸机电磁搅拌辊工艺来改善板坯组织，进而提高优碳钢成品组织性能。对于轧钢工艺方面没有过多的考虑和设计，优碳钢的标准型生产工艺：出炉温度1220-1240℃，终轧温度860-880℃，卷取温度在630-650℃，层流冷却模式前段2组水，冷却速度为15～25℃/s。
上述工艺生产成本较高，轧制工艺无具体的加热工艺制度，板坯温度均匀性不能保证，同时因终轧和卷取温度差异较大，轧制速度较快，不同位置的温度及速度不同的影响，组织相变不一致，容易出现卷取温度命中率低，同时中心与边部形成的晶粒度、组织形态差异较大，以及内应力差异较大，从而使得热轧态带钢组织不均匀，影响用户后续使用加工。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种优良组织均匀性50优碳钢带及其生产方法，在保证成分稳定前提下，实现稳定生产，确保钢工艺控制命中率好，精度高。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种优良组织均匀性50优碳钢带，化学成分的含量按重量百分如下:C:0.48％～0.55％；Si：0.18％～0.35％；Mn:0.6％～0.75％；ALs:0.02％～0.045％；As≤0.07％，N：≤0.008％，其余为Fe以及不可避免的杂质，确保热轧拉伸试验达标，同时晶粒度最大最小值差异≤2级，满足用户使用要求。
一种优良组织均匀性50优碳钢带的生产方法，包括以下步骤：高炉铁水经铁水预处理，后进入转炉冶炼，冶炼后的钢水经炉外双精炼工艺后进入连铸工序、加热工艺，加热温度1240～1270℃，规定加热炉总时间及炉内各段的时间，终轧温度880℃～910℃，最后进入进入轧制工艺，轧制工艺完成后经层冷工艺后卷取、打包，卷取温度目标值范围在650～680℃，层冷模式出水集管全部关闭，轧后空冷速度10～20℃/s；轧制工艺包括高压除鳞、带立辊粗轧轧制、精轧高压除鳞与精轧7机架连轧步骤；炉外双精炼工艺包括LF脱硫处理、RH真空脱气处理。
可选的，加热工艺中，为确保加热质量，50钢板坯采用热送直装，设计最低装炉温度600℃，进入加热段板坯计算温度≥1100℃，加热段和均热段加热累计时间≥80min，在加热炉的总时间190-220min，板坯出炉温度设计为1240-1270℃。
可选的，轧制工艺中，粗轧五道次投用热卷箱，精轧七机架连轧，全液压卷取机卷取。
可选的，除鳞方面包括设置有粗除鳞箱2组，保证喷水压力19～21MPa，粗轧机除鳞2、4道次开启，保证喷水压力20～22MPa，粗除鳞和粗轧机除鳞水不能同时使用，精轧除鳞箱2组，喷水压力18～20MPa。
可选的，冷却水方面包括：
粗轧冷却水：立辊冷却水流量阀降低50％；
精轧冷却水：精轧机组间冷却水每组固定流量，阀门开口度统一调整为70％，冷却水流量总和为1500-2000m3；
层流冷却水：设定空冷模式，保留精轧出口、卷取入口气吹扫。
可选的，轧制方面，因终轧温度降低，精轧冷却水固定，需要速度调整来控制温度，轧制速度不宜过快，穿带速度具体为：F10.76,F2 1.26,F3 2.03,F4 3.01,F5 4.08,F64.96,F7
5.77[mps]。
本发明的有益效果在于：本发明一种优良组织均匀性50优碳钢带及其生产方法，通过合理设计C、Si、Mn、P、S元素含量；结合产线实际能力，在保证成分稳定前提下，通过保证出炉温度、轧制温度及轧制速度等匹配，合理设定层流冷却工艺，在现有装备能力下实现稳定生产，确保钢工艺控制命中率好，精度高，同时性能符合、外形尺寸满足用户要求，尤其是优良的组织均匀性，使优碳钢带50具有良好的热处理性能，满足用户的期望，切实成为公司辐射周边市场的拳头产品。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
一种优良组织均匀性50优碳钢带，化学成分的含量按重量百分如下:C:0.48％～0.55％；Si：0.18％～0.35％；Mn:0.6％～0.75％；ALs:0.02％～0.045％；As≤0.07％，N：≤0.008％，其余为Fe以及不可避免的杂质，确保热轧拉伸试验达标，同时晶粒度最大最小值差异≤2级，满足用户使用要求。
一种优良组织均匀性50优碳钢带的生产方法，包括以下步骤：高炉铁水经铁水预处理，后进入转炉冶炼，冶炼后的钢水经炉外双精炼工艺后进入连铸工序、加热工艺，加热温度1240～1270℃，规定加热炉总时间及炉内各段的时间，终轧温度880℃～910℃，最后进入进入轧制工艺，轧制工艺完成后经层冷工艺后卷取、打包，卷取温度目标值范围在650～680℃，层冷模式出水集管全部关闭，轧后空冷速度10～20℃/s；轧制工艺包括高压除鳞、带立辊粗轧轧制、精轧高压除鳞与精轧7机架连轧步骤；炉外双精炼工艺包括LF脱硫处理、RH真空脱气处理。
在本实施例中，加热工艺中，为确保加热质量，50钢板坯采用热送直装，设计最低装炉温度600℃，进入加热段板坯计算温度≥1100℃，加热段和均热段加热累计时间≥80min，在加热炉的总时间190-220min，板坯出炉温度设计为1240-1270℃。
在本实施例中，轧制工艺中，粗轧五道次投用热卷箱，精轧七机架连轧，全液压卷取机卷取。
在本实施例中，除鳞方面包括设置有粗除鳞箱2组，保证喷水压力19～21MPa，粗轧机除鳞2、4道次开启(除鳞水预冲水流量阀60％)，保证喷水压力20～22MPa，粗除鳞和粗轧机除鳞水不能同时使用，精轧除鳞箱2组，喷水压力18～20MPa。
在本实施例中，冷却水方面包括：
粗轧冷却水：立辊冷却水流量阀降低50％；
精轧冷却水：精轧机组间冷却水每组固定流量，阀门开口度统一调整为70％，冷却水流量总和为1500-2000m3；
层流冷却水：设定空冷模式，保留精轧出口、卷取入口气吹扫。
在本实施例中，轧制方面，因终轧温度降低，精轧冷却水固定，需要速度调整来控制温度，轧制速度不宜过快，穿带速度具体为：F10.76,F2 1.26,F3 2.03,F4 3.01,F54.08,F6 4.96,F75.77[mps]。
本发明在化学成分设计稳定前提下，结合现有生产条件，优化生产工艺，过程执行可控,组织均匀性，使优碳钢带50具有良好的热处理性能；该产品成功开发，具有良好的机械加工能力。
本发明生产的优良组织均匀性优碳钢50热轧态各项性能全部满足国家标准GB/T711-2017的要求，符合用户使用，产品组织均匀，具备优良的热处理性能，综合机械加工性能较好。
附表一为3批钢带熔炼成分实例。
Figure BDA0003963735390000041
附表二为3批钢带工艺控制情况实例。
Figure BDA0003963735390000042
附表三为3批钢带力学性能、晶粒度实例。
试验钢卷 厚度/mm Re/MPa Rm/MPa A/％ 晶粒度级差
A 3.2 468 698 24 2级
B 2.75 475 701 29 1.5级
C 2.5 498 718 32 2级
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种优良组织均匀性50优碳钢带，其特征在于：化学成分的含量按重量百分如下:C:0.48％～0.55％；Si：0.18％～0.35％；Mn:0.6％～0.75％；ALs:0.02％～0.045％；As≤0.07％，N：≤0.008％，其余为Fe以及不可避免的杂质，确保热轧拉伸试验达标，同时晶粒度最大最小值差异≤2级，满足用户使用要求。
2.一种优良组织均匀性50优碳钢带的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：高炉铁水经铁水预处理，后进入转炉冶炼，冶炼后的钢水经炉外双精炼工艺后进入连铸工序、加热工艺，加热温度1240～1270℃，规定加热炉总时间及炉内各段的时间，终轧温度880℃～910℃，最后进入进入轧制工艺，轧制工艺完成后经层冷工艺后卷取、打包，卷取温度目标值范围在650～680℃，层冷模式出水集管全部关闭，轧后空冷速度10～20℃/s；轧制工艺包括高压除鳞、带立辊粗轧轧制、精轧高压除鳞与精轧7机架连轧步骤；炉外双精炼工艺包括LF脱硫处理、RH真空脱气处理。
3.根据权利要求2所述的一种优良组织均匀性50优碳钢带的生产方法，其特征在于：加热工艺中，为确保加热质量，50钢板坯采用热送直装，设计最低装炉温度600℃，进入加热段板坯计算温度≥1100℃，加热段和均热段加热累计时间≥80min，在加热炉的总时间190-220min，板坯出炉温度设计为1240-1270℃。
4.根据权利要求2所述的一种优良组织均匀性50优碳钢带的生产方法，其特征在于：轧制工艺中，粗轧五道次投用热卷箱，精轧七机架连轧，全液压卷取机卷取。
5.根据权利要求4所述的一种优良组织均匀性50优碳钢带的生产方法，其特征在于：除鳞方面包括设置有粗除鳞箱2组，保证喷水压力19～21MPa，粗轧机除鳞2、4道次开启，保证喷水压力20～22MPa，粗除鳞和粗轧机除鳞水不能同时使用，精轧除鳞箱2组，喷水压力18～20MPa。
6.根据权利要求4所述的一种优良组织均匀性50优碳钢带的生产方法，其特征在于：冷却水方面包括：
粗轧冷却水：立辊冷却水流量阀降低50％；
精轧冷却水：精轧机组间冷却水每组固定流量，阀门开口度统一调整为70％，冷却水流量总和为1500-2000m3；
层流冷却水：设定空冷模式，保留精轧出口、卷取入口气吹扫。
7.根据权利要求4所述的一种优良组织均匀性50优碳钢带的生产方法，其特征在于：轧制方面，因终轧温度降低，精轧冷却水固定，需要速度调整来控制温度，轧制速度不宜过快，穿带速度具体为：F10.76,F2 1.26,F3 2.03,F4 3.01,F5 4.08,F6 4.96,F7 5.77[mps]。
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