RU2795601C1 - Method for production of high-strength galvanized steel - Google Patents
Method for production of high-strength galvanized steel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2795601C1 RU2795601C1 RU2022115821A RU2022115821A RU2795601C1 RU 2795601 C1 RU2795601 C1 RU 2795601C1 RU 2022115821 A RU2022115821 A RU 2022115821A RU 2022115821 A RU2022115821 A RU 2022115821A RU 2795601 C1 RU2795601 C1 RU 2795601C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- rolled
- nmt
- carried out
- steel
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, конкретнее к способу получения горячекатаного оцинкованного проката, предназначенного для изготовления металлоконструкций. The invention relates to metallurgy, more specifically to a method for producing hot-rolled galvanized steel intended for the manufacture of metal structures.
Известен способ производства оцинкованных полос из малоуглеродистой горячекатаной стали, содержащей в мас.%: C не более 0,07, Si не более 0,01, Mn 0,20-0,35, Ni не более 0,06, S не более 0,025, P не более 0,02, Cr не более 0,03, Al 0,02-0,07, Cu не более 0,06, железо и неизбежные примеси – остальное, включающий горячую прокатку, охлаждение до температуры смотки, смотку полосы в рулон, нагрев полосы до температуры цинкования и нанесение цинкового покрытия, при этом охлаждение раската после черновой группы клетей проводили на скорости 0,2-0,6°С/с, температуре раската составляла 1040-1200°С, а охлаждение полос после чистовой группы клетей вели на скорости 18-32°С/с. В результате получена готовая оцинкованная полоса с пределом прочности не менее 275 МПа и пределом текучести не менее 178 МПа [Патент RU № 2260062, МПК C21D 8/04, C21D 9/48, 2005].A known method for the production of galvanized strips from low-carbon hot-rolled steel containing in wt.%: C not more than 0.07, Si not more than 0.01, Mn 0.20-0.35, Ni not more than 0.06, S not more than 0.025 , P not more than 0.02, Cr not more than 0.03, Al 0.02-0.07, Cu not more than 0.06, iron and inevitable impurities - the rest, including hot rolling, cooling to the coiling temperature, coiling the strip into coil, heating the strip to the galvanizing temperature and applying a zinc coating, while the cooling of the roll after the roughing group of stands was carried out at a speed of 0.2-0.6 ° C / s, the temperature of the roll was 1040-1200 ° C, and the cooling of the strips after the finishing group the stands were driven at a speed of 18-32°C/s. The result is a finished galvanized strip with a tensile strength of at least 275 MPa and a yield strength of at least 178 MPa [Patent RU No. 2260062, IPC C21D 8/04, C21D 9/48, 2005].
Недостатком данного способа является то, что после горячего оцинкования полоса имеет низкий комплекс механических свойств.The disadvantage of this method is that after hot-dip galvanizing the strip has a low set of mechanical properties.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ производства полос из малоуглеродистой горячекатаной стали, содержащей в мас.%: С 0,05-0,11, Si 0,05-0,17, Mn 0,35-0,65, Ni не более 0,25, S не более 0,04, P не более 0,035, Cr не более 0,1, Cu не более 0,25, включающий нагрев до температуры отжига 700-740°С, выдержку, охлаждение и оцинкование, при этом полосу при температуре отжига выдерживают в течение 24-95 с, а охлаждение ведут до температуры 460-500°С со скоростью 9,4-36°С/с. В результате получены полосы с пределом прочности не менее 480 МПа и пределом текучести не менее 340 МПа [Патент RU № 2187561, МПК C21D 8/04, C21D 9/48, C21D 1/26, 2002].The closest analogue to the claimed object is a method for the production of strips of low-carbon hot-rolled steel containing in wt.%: C 0.05-0.11, Si 0.05-0.17, Mn 0.35-0.65, Ni not more than 0.25, S not more than 0.04, P not more than 0.035, Cr not more than 0.1, Cu not more than 0.25, including heating to an annealing temperature of 700-740 ° C, holding, cooling and galvanizing, while the strip at the annealing temperature is maintained for 24-95 s, and cooling is carried out to a temperature of 460-500°C at a rate of 9.4-36°C/s. As a result, strips with a tensile strength of at least 480 MPa and a yield strength of at least 340 MPa were obtained [Patent RU No. 2187561, IPC C21D 8/04, C21D 9/48, C21D 1/26, 2002].
Указанный способ не обеспечивает высоких механических свойств оцинкованных полос. Помимо этого, оцинкование горячекатаного оцинкованного проката при заданных температурах не обеспечит приемлемое качество цинкового покрытия. This method does not provide high mechanical properties of galvanized strips. In addition, galvanizing hot-rolled galvanized steel at specified temperatures will not provide an acceptable quality of zinc coating.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении потребительских свойств оцинкованного проката за счет увеличения его механических свойств по отношению к прототипу и повышение стойкости цинкового покрытия.The technical result of the invention is to improve the consumer properties of galvanized steel by increasing its mechanical properties in relation to the prototype and increasing the durability of the zinc coating.
Технический результат изобретения достигается тем, что способ производства высокопрочного оцинкованного проката включает выплавку стали, разливку заготовки, ее аустенитизацию, горячую прокатку, охлаждение, смотку проката в рулоны, травление, оцинкование и отжиг, при этом сталь содержит следующие компоненты, в мас.%: углерод 0,04-0,12, кремний 0,05-0,40, марганец 1,10-1,80, фосфор не более 0,02, сера не более 0,10, хром не более 0,30, никель не более 0,30, молибден не более 0,03, медь не более 0,30, алюминий 0,02-0,08, ниобий 0,005-0,10, титан 0,01-0,20, ванадий 0,001-0,10, азот не более 0,10, железо и неизбежные примеси – остальное. Аустенитизация заготовки осуществляется при температуре 1150-1300°C в течение не менее 2 часов, начало чистовой прокатки осуществляется при температуре 1030-1170°C и заканчивают при температуре 830-940°C, смотка проката осуществляется при температуре 500-570°C, а отжиг проката проходит при температуре 580-640°C в течение 100-144 сек при скорости движения проката 40-80 м/мин.The technical result of the invention is achieved by the fact that the method for the production of high-strength galvanized rolled products includes steel smelting, billet casting, its austenitization, hot rolling, cooling, coiling, pickling, galvanizing and annealing, while the steel contains the following components, in wt.%: carbon 0.04-0.12, silicon 0.05-0.40, manganese 1.10-1.80, phosphorus not more than 0.02, sulfur not more than 0.10, chromium not more than 0.30, nickel not more than 0.30, molybdenum not more than 0.03, copper not more than 0.30, aluminum 0.02-0.08, niobium 0.005-0.10, titanium 0.01-0.20, vanadium 0.001-0.10 , nitrogen not more than 0.10, iron and inevitable impurities - the rest. Austenitization of the billet is carried out at a temperature of 1150-1300°C for at least 2 hours, the start of finishing rolling is carried out at a temperature of 1030-1170°C and ends at a temperature of 830-940°C, the coiling of rolled products is carried out at a temperature of 500-570°C, and annealing of rolled products takes place at a temperature of 580-640°C for 100-144 seconds at a rolling speed of 40-80 m/min.
Конечная толщина получаемого проката может составлять 1,2-4,0 мм.The final thickness of the resulting rolled products can be 1.2-4.0 mm.
Получаемый прокат может иметь относительное удлинение не менее 14%.The resulting rolled products may have a relative elongation of at least 14%.
Балл неметаллических включений может составлять не более 2,5 по среднему и не более 3,5 по максимальному.The score of non-metallic inclusions can be no more than 2.5 on average and no more than 3.5 on the maximum.
Сущность предлагаемого изобретения.The essence of the invention.
Химический состав и получаемая после горячей прокатки структура, состоящая из 10% феррита, 1% перлита и 89% бейнита (смесь верхнего и гранулярного типа) позволяет обеспечить, в дальнейшем, равномерную структуру и высокие механические свойства проката. The chemical composition and the structure obtained after hot rolling, consisting of 10% ferrite, 1% pearlite and 89% bainite (a mixture of upper and granular type), further ensure a uniform structure and high mechanical properties of rolled products.
При содержании углерода менее 0,04% не достигается требуемая прочностные характеристики после горячей прокатки. При содержании углерода более 0,12% снижается относительное удлинение, что может вызвать проблемы при переработке у клиента.When the carbon content is less than 0.04%, the required strength characteristics after hot rolling are not achieved. Above 0.12% carbon, elongation is reduced, which can cause processing problems for the customer.
Кремний является раскислителем, а также способствует повышению прочностных свойств после горячей прокатки. Содержание кремния более 0,4% приводит к ухудшению качества цинкового покрытия из-за наличия на поверхности трудно восстанавливаемых оксидов цинка.Silicon is a deoxidizer, and also contributes to an increase in strength properties after hot rolling. The silicon content of more than 0.4% leads to a deterioration in the quality of the zinc coating due to the presence of hard-to-recover zinc oxides on the surface.
Марганец выступает в качестве раскислителя, элемента, связывающего серу. Также марганец повышает прочностные характеристики стали после горячей прокатки за счет снижения температуры начала фазового превращения и получения более неравновесных структурных составляющих. При содержании марганца менее 1,10% значительно снижается возможность получения требуемых прочностных свойств для данного проката. Содержание марганца более 1,8% приводит к снижению пластических свойств и затрудняет возможность переработки у клиента.Manganese acts as a deoxidizer, an element that binds sulfur. Also, manganese increases the strength characteristics of steel after hot rolling by lowering the temperature of the beginning of the phase transformation and obtaining more non-equilibrium structural components. When the manganese content is less than 1.10%, the possibility of obtaining the required strength properties for this rolled product is significantly reduced. A manganese content of more than 1.8% leads to a decrease in plastic properties and makes it difficult for the customer to process.
Сера и фосфор являются вредными примесями, ухудшающими качество стали, поэтому содержание данных химических элементов следует ограничивать значением менее 0,1% и 0,02 % соответственно.Sulfur and phosphorus are harmful impurities that degrade the quality of steel, so the content of these chemical elements should be limited to less than 0.1% and 0.02%, respectively.
Титан и ниобий в заявленных диапазонах способствуют измельчению зерна за счет выделения соответствующих карбонитридов, что способствует повышению прочностных характеристик. При их содержании ниже указанных диапазонов воздействие на зерно проявляется слабо, при повышении содержания элементов значительно не увеличиваются механические свойства, но повышается стоимость конечного продукта, что является нецелесообразным.Titanium and niobium in the stated ranges contribute to grain refinement due to the release of the corresponding carbonitrides, which improves the strength characteristics. When their content is below the specified ranges, the impact on the grain is weak, with an increase in the content of elements, the mechanical properties do not increase significantly, but the cost of the final product increases, which is inappropriate.
Ванадий образует с азотом нитриды, которые располагаются по границам зерен, тормозят движение дислокаций и тем самым упрочняют сталь. Увеличение концентрации ванадия более 0,10% вызывает дисперсионное твердение проката и приводит к его выделению на границах зерен в виде интерметаллических соединений. Это ухудшает свойства и снижает выход годного проката.Vanadium forms nitrides with nitrogen, which are located along the grain boundaries, inhibit the movement of dislocations and thereby strengthen the steel. An increase in the concentration of vanadium over 0.10% causes precipitation hardening of rolled products and leads to its precipitation at the grain boundaries in the form of intermetallic compounds. This worsens the properties and reduces the yield of suitable rolled products.
Азот является карбонитридообразующим элементом, упрочняющим сталь. Однако повышение концентрации азота сверх 0,10% приводит к снижению вязкостных и пластических свойств стали, что недопустимо. Nitrogen is a carbonitride-forming element that hardens steel. However, an increase in the nitrogen concentration in excess of 0.10% leads to a decrease in the viscous and plastic properties of steel, which is unacceptable.
Перед горячей прокаткой производят нагрев заготовки не менее 2 часов при температуре 1150-1300°C. Это необходимо с целью аустенитизации и полного растворения соответствующих частиц второй фазы: карбидов, нитридов и карбонитридов ниобия и титана. Before hot rolling, the billet is heated for at least 2 hours at a temperature of 1150-1300°C. This is necessary in order to austenitize and completely dissolve the corresponding particles of the second phase: carbides, nitrides and carbonitrides of niobium and titanium.
Начало чистовой прокатки осуществляют при температуре 1030 - 1170°C с целью получения высокой температуры перед концом прокатки и недопущения перегрузов клети, а также максимального выделения частиц второй фазы. The start of finishing rolling is carried out at a temperature of 1030 - 1170°C in order to obtain a high temperature before the end of rolling and to prevent overloading of the stand, as well as to maximize the separation of particles of the second phase.
Чистовую прокатку заканчивают при температуре 830-940°C с целью недопущения перегрузов клети стана, а также получения наилучшей планшетности профиля проката.Finish rolling is completed at a temperature of 830-940°C in order to prevent overloading of the mill stand, as well as to obtain the best flatness of the rolled profile.
Смотку проката осуществляют при температуре 500-570°C с целью получения необходимого объема бейнита для достижения требуемого уровня прочностных свойств. Rolled coiling is carried out at a temperature of 500-570°C in order to obtain the required volume of bainite to achieve the required level of strength properties.
Скоростной нагрев под оцинкование в диапазоне температур 580-640°C и последующая выдержка в течение 100-144 сек при скорости движения проката 40-80 м/мин позволяет полностью сохранить уровень свойств горячекатаного рулона. При увеличении температуры отжига и увеличении времени выдержки возможна потеря прочностных свойств из-за распада неравновесных структурных составляющих. При уменьшении температуры нагрева и уменьшении времени выдержки возможно получение неудовлетворительной адгезии цинкового покрытия в следствие неполного удаления окислов с поверхности проката.High-speed heating for galvanizing in the temperature range of 580-640°C and subsequent holding for 100-144 seconds at a rolling speed of 40-80 m/min allows you to fully maintain the level of hot-rolled coil properties. With an increase in the annealing temperature and an increase in the holding time, a loss of strength properties is possible due to the decomposition of nonequilibrium structural components. With a decrease in the heating temperature and a decrease in the holding time, it is possible to obtain unsatisfactory adhesion of the zinc coating due to incomplete removal of oxides from the surface of the rolled product.
Неметаллические включения оказывают негативное влияние на механические свойства стали. При балле неметаллических включений больше 2,5 по среднему и больше 3,5 по максимальному снижаются прочность и пластичность проката. Non-metallic inclusions have a negative impact on the mechanical properties of steel. When the score of non-metallic inclusions is more than 2.5 on the average and more than 3.5 on the maximum, the strength and ductility of rolled products decrease.
Пример осуществления способа:An example of the implementation of the method:
Сталь выплавляли в конвертере, проводили внепечную обработку и производили разливку в слябы. Затем слябы передавались в ЛПЦ-2, где их нагревали до температуры 1150-1300°C в течении не менее 2 часов. На стане 2000 прокатывали слябы до конечной толщины 1,2-4,0 мм при температуре начала чистовой прокатки 1030-1170°C и заканчивали чистовую прокатку при температуре 830-940°C. Затем прокат сматывали в рулон при температуре 500-570°C. После чего прокат подвергался травлению, оцинкованию и отжигу при температуре 580-640°C.Steel was smelted in a converter, out-of-furnace treatment was carried out and poured into slabs. Then the slabs were transferred to the rolling mill-2, where they were heated to a temperature of 1150-1300°C for at least 2 hours. On mill 2000, slabs were rolled to a final thickness of 1.2-4.0 mm at a finish rolling start temperature of 1030-1170°C and finish rolling was completed at a temperature of 830-940°C. Then the rental was wound into a roll at a temperature of 500-570°C. After that, the rolled metal was subjected to pickling, galvanizing and annealing at a temperature of 580-640°C.
В таблице 1 приведены химические составы выплавленных слябов с различным содержанием элементов. В таблице 2 приведены технологические параметры и механические свойства получаемого высокопрочного оцинкованного проката.Table 1 shows the chemical compositions of smelted slabs with different content of elements. Table 2 shows the technological parameters and mechanical properties of the resulting high-strength galvanized steel.
Согласно представленным данным в таблицах 1 и 2 при несоблюдении некоторых указанных диапазонов химического состава и некоторых технологических параметров (пример №1, 2) снижается комплекс механических свойств и не достигается приемлемое качество цинкового покрытия в следствие высокого содержания кремния, в результате которого на поверхности образовались трудно восстанавливаемые оксиды цинка. В примере №3 механические свойства соответствуют заявленным, но при этом не достигнута удовлетворительная адгезия цинкового покрытия в виду неполного удаления окислов с поверхности проката во время отжига. При соблюдении указанных диапазонов химического состава и технологических параметров (примеры №4-8) достигается относительное удлинение более 14%, а также обеспечивается удовлетворительная адгезия цинкового покрытия. According to the data presented in tables 1 and 2, if some of the specified ranges of the chemical composition and some technological parameters are not observed (example No. 1, 2), the complex of mechanical properties decreases and the acceptable quality of the zinc coating is not achieved due to the high silicon content, as a result of which difficult recoverable zinc oxides. In example No. 3, the mechanical properties correspond to the declared ones, but satisfactory adhesion of the zinc coating is not achieved due to the incomplete removal of oxides from the surface of the rolled product during annealing. If the specified ranges of chemical composition and technological parameters (examples No. 4-8) are observed, a relative elongation of more than 14% is achieved, and satisfactory adhesion of the zinc coating is also ensured.
Ряд испытаний показал, что использование предложенного способа производства высокопрочного оцинкованного проката с соблюдением указанных параметров позволит обеспечить высокие механические свойства проката и приемлемое качество цинкового покрытия. A number of tests have shown that the use of the proposed method for the production of high-strength galvanized rolled products in compliance with the specified parameters will ensure high mechanical properties of rolled products and an acceptable quality of zinc coating.
Таблица 1Table 1
Химические составы сталиChemical compositions of steel
Таблица 2table 2
Контролируемые параметры и получаемые механические свойстваControlled parameters and obtained mechanical properties
неметаллических включенийscore
non-metallic inclusions
Claims (6)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2795601C1 true RU2795601C1 (en) | 2023-05-05 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2187561C2 (en) * | 2000-09-28 | 2002-08-20 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Method for manufacture of strips from low-carbon hot-rolled steel |
| RU2693226C1 (en) * | 2015-10-02 | 2019-07-01 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се (Кобе Стил, Лтд.) | Galvanized steel plate for hot pressing and method for production of hot-pressed molded article |
| EP3613868A1 (en) * | 2017-04-21 | 2020-02-26 | Nippon Steel Corporation | High strength hot-dip galvanized steel sheet and production method therefor |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2187561C2 (en) * | 2000-09-28 | 2002-08-20 | Открытое акционерное общество "Северсталь" | Method for manufacture of strips from low-carbon hot-rolled steel |
| RU2693226C1 (en) * | 2015-10-02 | 2019-07-01 | Кабусики Кайся Кобе Сейко Се (Кобе Стил, Лтд.) | Galvanized steel plate for hot pressing and method for production of hot-pressed molded article |
| EP3613868A1 (en) * | 2017-04-21 | 2020-02-26 | Nippon Steel Corporation | High strength hot-dip galvanized steel sheet and production method therefor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6992070B2 (en) | A tempered coated steel sheet with very good formability and a method for manufacturing this steel sheet. | |
| JP7118972B2 (en) | Tempered coated steel sheet with very good formability and method for producing this steel sheet | |
| DK2924140T3 (en) | Process for producing a flat high-strength steel product | |
| KR100958019B1 (en) | Dual phase steel sheet and method for manufacturing the same | |
| KR101607041B1 (en) | Method for producing high-strength cold-rolled steel sheet having excellent anti-aging property and bake hardening property | |
| US20180002771A1 (en) | High-strength cold rolled steel sheet with low material non-uniformity and excellent formability, hot dipped galvanized steel sheet, and manufacturing method therefor | |
| JP2010508434A (en) | Process for producing flat steel products from steel forming a martensitic microstructure | |
| WO2016143298A1 (en) | High strength steel sheet and manufacturing method therefor | |
| KR20210096595A (en) | Method for manufacturing high-strength steel strip with excellent deep drawability and high-strength steel produced thereby | |
| JP5350255B2 (en) | Process for producing flat steel products from silicon alloyed multiphase steels | |
| WO2016152148A1 (en) | High-strength steel sheet and method for manufacturing same | |
| KR20200112929A (en) | Cold rolled steel sheet and its manufacturing method | |
| RU2795601C1 (en) | Method for production of high-strength galvanized steel | |
| KR20210068808A (en) | High strength multiphase steel sheet with excellent durability and manufacturing method thereof | |
| US11220731B2 (en) | Hot-rolled coated steel sheet with excellent workability and manufacturing method therefor | |
| JP3716639B2 (en) | Manufacturing method of bainite-based high-tensile hot-rolled steel strip | |
| WO2013084477A1 (en) | High-strength cold-rolled steel sheet having excellent aging resistance and bake hardenability | |
| JP4273646B2 (en) | High-strength thin steel sheet with excellent workability and manufacturing method thereof | |
| JPH0582458B2 (en) | ||
| RU2379361C1 (en) | Method of cold-rolled sheet products manufacturing for enameling | |
| RU2799195C1 (en) | Method for the production of hot-rolled pickled steel | |
| RU2773478C1 (en) | Method for producing hot rolled rolls from low alloy steel | |
| RU2821001C1 (en) | Method of producing hot-rolled sheets from low-alloy steel | |
| RU2796666C1 (en) | Method for production of hot-rolled steel strips | |
| JP5682356B2 (en) | Hot-dip galvanized steel sheet and manufacturing method thereof |