CN118086776A - 一种热轧钢板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种热轧钢板及其制备方法，属于冶金技术领域。钢板的化学成分包括：C:0.005质量％‑0.04质量％，Si:≤0.05质量％，Mn：0.05质量％‑0.4质量％，P:≤0.015质量％，S:≤0.002质量％，Al:0.02质量％‑0.05质量％，Fe；金相组织为铁素体和极少量的珠光体。本申请所述的带钢在多模式薄板坯连铸连轧产线生产，通过对带钢的化学成分、终轧温度、卷取温度以及酸洗工艺等的控制，在层流冷却辊道上使用在线保温罩设备，制备出的热轧钢板具有薄规格、低强度、高延伸率的特点，厚度为0.8‑1.2mm，屈服强度为170‑240MPa，抗拉强度为280‑340MPa，延伸率为46％‑55％，能够替代部分冷轧产品，实现低碳绿色可持续发展目标，促进钢铁行业和汽车行业绿色转型。
Description
技术领域
本申请涉及冶金技术领域，尤其涉及一种热轧钢板及其制备方法。
背景技术
钢铁行业和汽车行业迎来了新的转型，钢铁是国民经济的重要基础产业，同时也是能源消耗大户，二氧化碳排放大户，是实现绿色低碳发展的重要领域。
据统计表明，乘用汽车的钢材消耗中冷轧板约占70％以上，冷轧板的生产流程包括：冶炼﹑连铸﹑热轧﹑酸洗﹑冷轧和退火等，生产流程长，带来的是成本高、能耗高和排放高。因此，为了实现低碳绿色可持续发展目标，促进钢铁行业和汽车行业绿色转型，迫切需要开发出一种能够替代部分冷轧产品的热轧钢板。
发明内容
本申请提供了一种热轧钢板及其制备方法，以解决现有冷轧技术生产汽车用钢成本高、能耗高、排放高，不利于低碳绿色可持续发展目标的技术问题。
第一方面，本申请提供了一种热轧钢板，所述钢板的化学成分包括：
C:0.005质量％-0.04质量％，Si:≤0.05质量％，Mn：0.05质量％-0.4质量％，P:≤0.015质量％，S:≤0.002质量％，Al:0.02质量％-0.05质量％，Fe。
可选的，所述钢板的金相组织为铁素体和珠光体。
可选的，所述铁素体的晶粒的平均直径为9μm-12μm。
第二方面，本申请提供了一种热轧钢板的制备方法，用于第一方面任意一项所述的热轧钢板的制备，所述方法包括:
在设定拉坯速度和设定铸坯厚度条件下，对含有所述化学成分的钢水进行连铸，得到铸坯；
在设定均热温度条件下，对所述铸坯进行加热；
在设定粗轧入口温度、设定中间坯的厚度和设定粗轧出口温度条件下，对加热后的所述铸坯进行粗轧；
在设定精轧入口温度和终轧温度条件下，对粗轧后的所述铸坯进行精轧，得到带钢；
在设定卷取温度条件下，对所述带钢进行卷取，后堆冷得到热轧钢卷；
在高强酸洗产线对所述热轧钢卷去除表面氧化铁皮，且破鳞拉矫机采用恒延伸率模式。
可选的，所述设定拉坯速度的取值为4.8m/min-5.8m/min，所述设定铸坯厚度的取值为110mm-123mm。
可选的，所述设定均热温度的取值为1150℃-1200℃。
可选的，所述粗轧入口温度的取值≥1150℃，所述设定中间坯的厚度的取值为8mm-12mm，所述设定粗轧出口温度的取值为930℃-1000℃。
可选的，所述精轧入口温度的取值为1000℃-1050℃，所述终轧温度的取值为≥840℃。
可选的，所述设定卷取温度的取值为710℃-750℃。
可选的，所述破鳞拉矫机的延伸率取值为0.3％-0.6％。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
本申请实施例提供的该方法，通过在钢基体化学成分中添加适量的C元素和Mn元素，获得强度较低、延伸率较高的钢板，通过本申请得到的热轧钢板，厚度为0.8-1.2mm，屈服强度为170-240MPa，抗拉强度为280-340MPa，延伸率为46％-55％，具有薄规格、低强度、高延伸率的特点，能够替代部分冷轧产品，实现低碳绿色可持续发展目标，促进钢铁行业和汽车行业绿色转型。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例1提供的钢的金相组织图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有特别说明，本申请中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请的各种实施例可以以一个范围的形式存在；应当理解，以一范围形式的描述仅仅是因为方便及简洁，不应理解为对本申请范围的硬性限制；因此，应当认为所述的范围描述已经具体公开所有可能的子范围以及该范围内的单一数值。例如，应当认为从1到6的范围描述已经具体公开子范围，例如从1到3，从1到4，从1到5，从2到4，从2到6，从3到6等，以及所述范围内的单一数字，例如1、2、3、4、5及6，此不管范围为何皆适用。另外，每当在本文中指出数值范围，是指包括所指范围内的任何引用的数字(分数或整数)。
在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”具体为附图中的图面方向。另外，在本申请说明书的描述中，术语“包括”“包括”等是指“包括但不限于”。
在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中，“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况。其中A，B可以是单数或者复数。在本文中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“至少一种”、“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，“a、b、或c中的至少一项(个)”，或，“a、b、和c中的至少一项(个)”，均可以表示：a、b、c、a-b(即a和b)、a-c、b-c、或a-b-c，其中a、b、c分别可以是单个，也可以是多个。
为解决上述技术问题，本申请提供的技术方案的思路如下：
第一方面，本申请提供了一种热轧钢板，所述钢板的化学成分包括：
C:0.005质量％-0.04质量％，Si:≤0.05质量％，Mn：0.05质量％-0.4质量％，P:≤0.015质量％，S:≤0.002质量％，Al:0.02质量％-0.05质量％，Fe。
在本实施例中，C具有很强的固溶强化作用，但是本申请为了获得较低的强度以及较高的延伸率，因此，将碳含量控制在0.005质量％～0.04质量％为宜。Si元素主要影响热轧带钢和酸洗后钢板的表面质量，为保证带钢的表面质量，Si含量控制≤0.05质量％。Mn在钢中起到固溶强化和提高淬透性的作用，同时Mn在钢中容易偏析，形成MnS夹杂，为了降低所述钢板强度，提高延伸率，Mn含量控制在0.05质量％～0.2质量％为宜。P和S会影响钢的耐蚀性和加工性能，必须严格控制，故在本专利中P含量控制≤0.015质量％，S含量控制≤0.002质量％。Al是钢中必须的脱氧元素，但Al含量过高将损害钢的韧性，为了保证脱氧效果，在本申请中Al的含量控制在0.02质量％～0.05质量％。
在一些实施例中，所述钢板的金相组织为铁素体和珠光体。
铁素体为软相，能够使钢板强度降低并具有较高的断后伸长率，良好的可塑性，珠光体的含量是极少量的。
在一些实施例中，所述铁素体的晶粒的平均直径为9μm-12μm。
在本实施例中，所述的铁素体晶粒尺寸大小均匀，能够提高钢板的成形性能，在下游用户冲压成形使用过程中减少开裂风险。
第二方面，本申请提供了一种热轧钢板的制备方法，用于第一方面任意一项所述的热轧钢板的制备，所述方法包括:
在设定拉坯速度和设定铸坯厚度条件下，对含有所述化学成分的钢水进行连铸，得到铸坯；
在设定均热温度条件下，对所述铸坯进行加热；
在设定粗轧入口温度、设定中间坯的厚度和设定粗轧出口温度条件下，对加热后的所述铸坯进行粗轧；
在设定精轧入口温度和终轧温度条件下，对粗轧后的所述铸坯进行精轧，得到带钢；
在设定卷取温度条件下，对所述带钢进行卷取，后堆冷得到热轧钢卷；
在设定平整延伸率条件下，对所述热轧钢卷进行平整处理，得到热轧钢板。
在本实施例中，按照设计的化学成分进行备料，将原料在高炉内进行冶炼，并将铁水经过KR脱硫、常规转炉冶炼、VD炉和LF炉精炼处理后，进行连铸。粗轧前进行除鳞，除鳞压力不小于30MPa，粗轧采用不可逆3道次轧制。为控制精轧入口温度，采用电磁感应加热设备对中间坯进行加热，加热器出口温度控制在1100℃-1200℃，电磁感应加热设备使用5-9组，每组由两个感应加热器构成，分别位于带钢的上下两侧，感应加热器边部距离带钢边部120-200mm。精轧采用5道次轧制，精轧累计变形量在70％～90％，精轧结束后，带钢进入在线保温罩设备，降低在层流冷却辊道上的温降，保证带钢具有较高的卷取温度。热轧钢卷下线后，采用堆冷的方式冷至室温，能够改善组织均匀性，控制晶粒尺寸大小，降低带钢强度，提高延伸率。随后钢卷在连续式高强酸洗产线进行酸洗，除去表面氧化铁皮，使用恒延伸率模式破鳞拉矫机对钢卷进行平整处理。
在一些实施例中，所述设定拉坯速度的取值为4.8m/min-5.8m/min，所述设定铸坯厚度的取值为110mm-123mm。
在本实施例中，较高的拉坯速度能够减少带钢在轧制过程中的温降，减少感应加热温度，降低能耗，节约能源，并且能够使带钢在奥氏体区进行轧制，保障了组织的均匀性；所设定的铸坯厚度能够保证板坯中存储更多的热能，减少了轧制过程中的温降，并且较厚的铸坯能够保障足够的压缩比，使带钢组织在厚度方向上更加均匀，有利于提高钢板的成形性能。
在一些实施例中，所述设定均热温度的取值为1150℃-1200℃。
在本实施例中，较高的均热温度能够使铸坯温度分布更加均匀，使带钢板宽方向奥氏体晶粒大小均匀，避免出现局部高点，保证生产的稳定性。
在一些实施例中，所述粗轧入口温度的取值≥1150℃，所述设定中间坯的厚度的取值为8mm-12mm，所述设定粗轧出口温度的取值为930℃-1000℃。
在本实施例中，较高的粗轧温度能够减少粗轧机的轧制负荷，较薄的中间坯厚度能够减小精轧的压下率，保证厚度尺寸精度，同时较高的粗轧出口温度能够在保障精轧入口温度的同时减少感应加热温度，节约能源，减少碳排放。
在一些实施例中，所述精轧入口温度的取值为1000℃-1050℃，所述终轧温度的取值为≥840℃。
在本实施例中，较高的精轧入口温度和终轧温度能够保证精轧过程的生产顺稳，减小精轧机的负荷，同时避免带钢在两相区轧制，保证带钢组织的均匀性。
在一些实施例中，所述设定卷取温度的取值为710℃-750℃，所述破鳞拉矫机的延伸率取值为0.3％-0.6％。
在本实施例中，较高的卷取温度能够进一步改善带钢的组织晶粒大小，层流冷却阶段全程不开冷却水，能够改善带钢的温度均匀性，提高钢板的成形性能。破鳞拉矫机的延伸率为0.3％-0.6％，既能有效去除表面氧化铁皮，矫正带钢板形，又能使钢板具有较高的延伸率，若破鳞拉矫机使用过大的延伸率，则会降低钢板延伸率，影响材料的使用性能。
下面结合具体的实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定。若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、常规条件、或按照制造厂商所建议的条件进行。
表1为本申请实施例1-7和对比例1-3的钢的化学成分，表2为本申请实施例1-7和对比例1-3的制备工艺的相关参数，表3为本申请实施例1-7和对比例1-3的钢板的力学性能。
表1化学成分质量百分比(其余为Fe和不可避免的杂质)
表2本申请实施例的制造工艺参数
表3本申请实施例钢板的力学性能
本发明基于薄板坯连铸连轧生产线和连续式高强酸洗生产线，通过对带钢的化学成分、终轧温度、卷取温度以及酸洗工艺等的控制，并在层流冷却辊道上使用在线保温罩设备，制备出了薄规格低强度高延伸率的钢板，生产得到薄规格低强度高延伸率的钢板厚度为0.8-1.2mm，屈服强度为170-240MPa，抗拉强度为280-340MPa，延伸率为46％-55％，解决了前期钢板强度偏高、延伸率偏低的问题，能够替代部分冷轧钢板，从而减少生产工序，降低碳排放，节约能源。
以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种热轧钢板，其特征在于，所述钢板的化学成分包括：
C:0.005质量％-0.04质量％，Si:≤0.05质量％，Mn：0.05质量％-0.4质量％，P:≤0.015质量％，S:≤0.002质量％，Al:0.02质量％-0.05质量％，Fe。
2.根据权利要求1所述的热轧钢板，其特征在于，所述钢板的金相组织为铁素体和珠光体。
3.根据权利要求1所述的热轧钢板，其特征在于，所述铁素体的晶粒的平均直径为9μm-12μm。
4.一种热轧钢板的制备方法，其特征在于，所述方法包括:
在设定拉坯速度和设定铸坯厚度条件下，对含有所述化学成分的钢水进行连铸，得到铸坯；
在设定均热温度条件下，对所述铸坯进行加热；
在设定粗轧入口温度、设定中间坯的厚度和设定粗轧出口温度条件下，对加热后的所述铸坯进行粗轧；
在设定精轧入口温度和终轧温度条件下，对粗轧后的所述铸坯进行精轧，得到带钢；
在设定卷取温度条件下，对所述带钢进行卷取，后堆冷得到热轧钢卷；
在高强酸洗产线对所述热轧钢卷去除表面氧化铁皮，且破鳞拉矫机采用恒延伸率模式。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述设定拉坯速度的取值为4.8m/min-5.8m/min，所述设定铸坯厚度的取值为110mm-123mm。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述设定均热温度的取值为1150℃-1200℃。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述粗轧入口温度的取值≥1150℃，所述设定中间坯的厚度的取值为8mm-12mm，所述设定粗轧出口温度的取值为930℃-1000℃。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述精轧入口温度的取值为1000℃-1050℃，所述终轧温度的取值为≥840℃。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述设定卷取温度的取值为710℃-750℃。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述破鳞拉矫机的延伸率取值为0.3％-0.6％。
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