CN111424213A

CN111424213A - 低碳冷轧搪瓷钢及其制备方法

Info

Publication number: CN111424213A
Application number: CN202010325408.1A
Authority: CN
Inventors: 田飞; 刘景佳; 吴剑胜; 郑庆; 李晓少; 张丽琴; 李雷; 汪兆明; 李盼峰; 章晓辉; 孙武厅; 余武; 赵丁藏; 李瑾; 李润岳; 蒋兴辰; 赵亚军; 秦红云; 陈端华
Original assignee: Hunan Valin Lianyuan Iron & Steel Co Ltd; Lysteel Co Ltd
Current assignee: Hunan Valin Lianyuan Iron & Steel Co Ltd; Lysteel Co Ltd
Priority date: 2020-04-23
Filing date: 2020-04-23
Publication date: 2020-07-17

Abstract

本发明属于搪瓷用钢工艺技术领域，具体涉及一种低碳冷轧搪瓷钢及其制备方法。该制备方法包括：提供铁水，转炉冶炼，氩站处理，精炼，连铸成板坯，板坯加热，热连轧，层流冷却，卷取，酸洗冷连轧，罩式退火，平整；其中，所述铁水中，P≤0.150％，S≤0.06％；所述转炉冶炼后的钢水中，C≤0.050％，P≤0.012％，S≤0.06％；所述精炼后的成分包括：0.03％≤C≤0.06％、Si≤0.05％、0.1％≤Mn≤0.5％、P≤0.02％、S≤0.015、0.02％≤Al≤0.06％、0.02％≤Ti≤0.05％、0.004％≤N≤0.01％；所述罩式退火中：退火温度为680～710℃，加热速率≤60℃/h，保温时间≥10h，控制冷却速率≤50℃/h，控制冷却到450℃，出炉温度＜100℃。

Description

低碳冷轧搪瓷钢及其制备方法

技术领域

本发明属于搪瓷用钢工艺技术领域，具体涉及一种低碳冷轧搪瓷钢及其制备方法。

背景技术

目前市场上常见的低碳冷轧搪瓷钢通常采用添加B元素的方法，以获得一定数量的BN析出物来实现钢板的抗鳞爆性能，但是B元素的添加对过程产品质量会产生如下不利影响：1)由于B元素的添加在连铸阶段就形成大量的BN析出物。当采用常规热炼轧工艺生产时，钢板板坯容易出现角部裂纹，需要对板坯进行角部修磨才能正常生产，不但增加了生产成本，还影响钢板生产效率，同时因为角部裂纹的存在板坯不能采用热送热装工艺，对降低能耗也是不利的；而当采用CSP连铸连轧工艺同样会出现热轧卷烂边缺陷，需要通过加宽切除的方式生产，亦影响钢材成材率和产品质量；2)对于采用罩式炉退火工艺生产加B的低碳钢，由于B的添加改变了钢板内C元素的存在形式和存在状态，冷轧成品1.5mm以上规格还会产生横折纹缺陷(每个平整钢卷的外圈200米内)，大大降低产品合格率和订单兑现率，导致生产成本升高。

因此，现有技术有待改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低碳冷轧搪瓷钢及其制备方法，旨在解决现有低碳冷轧搪瓷钢生产容易产生角裂和烂边，且难以适合罩式退火的技术问题。

为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明一方面提供一种低碳冷轧搪瓷钢的制备方法，包括：提供铁水，转炉冶炼，氩站处理，精炼，连铸成板坯，板坯加热，热连轧，层流冷却，卷取，酸洗冷连轧，罩式退火，平整；其中，

所述铁水中，P≤0.150％，S≤0.06％；

所述转炉冶炼后的钢水中，C≤0.050％，P≤0.012％，S≤0.06％；

所述精炼后的成分包括：0.03％≤C≤0.06％、Si≤0.05％、0.1％≤Mn≤0.5％、P≤0.02％、S≤0.015、0.02％≤Al≤0.06％、0.02％≤Ti≤0.05％、0.004％≤N≤0.01％；

所述罩式退火中：退火温度为680～710℃，加热速率≤60℃/h，保温时间≥10h，控制冷却速率≤50℃/h，控制冷却到450℃，出炉温度＜100℃。

本发明提供的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法，成本低，生产周期短，通过对步骤中元素含量的控制，且经特有的罩式退火工艺，最终得到的低碳冷轧搪瓷钢不存在烂边和横折纹，而且力学性能可以满足DC01EK交货标准要求，抗鳞爆性能满足顾客使用要求，搪瓷密着等级1、2级，具有很好的应用前景。

本发明另一方面提供一种低碳冷轧搪瓷钢，所述低碳冷轧搪瓷钢由本发明所述的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法得到。

本发明提供的低碳冷轧搪瓷钢由由本发膜所述的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法得到，因此该低碳冷轧搪瓷钢不存在烂边和横折纹，而且力学性能可以满足DC01EK交货标准要求，抗鳞爆性能满足顾客使用要求，搪瓷密着等级1、2级，具有很好的应用前景。

附图说明

图1为本发明的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法中CSP连铸连轧流程图；

图2为本发明的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法中酸洗冷连轧流程图；

图3为本发明的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法中罩式退火和平整流程图；

图4为本发明的低碳冷轧搪瓷钢制备的热水器内胆图。

具体实施方式

为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

所述铁水中，P≤0.150％，S≤0.06％；

具体地，上述制备方法得到的低碳冷轧搪瓷钢中，有效钛[Ti]≤0.005％，该有效钛计算公式为[Ti]＝ω(Ti)-3.4ω(N)-3ω(S)。有效钛[Ti]如果大于0.005％或者在大于和小于0.005％的上下范围内大幅波动，则带钢的性能会波动非常大，导致性能不稳定，因此本发明实施例的低碳冷轧搪瓷钢有效钛[Ti]≤0.005％，可以很好地控制力学性能的稳定性，满足顾客产品要求。

低碳冷轧搪瓷钢加B后容易产生板坯角裂或烂边，对罩式炉退火工艺生产容易导致折皱缺陷，即对罩式退火具有不适宜性，因此本发明实施例设计出不易产生角裂并适合罩式炉生产工艺的低碳搪瓷钢。具体地，本发明实施例中通过采用添加微合金Ti元素、同时控制一定量的S、N含量、控制罩式退火工艺的生产方法，在保证钢板力学性能满足DC01EK标准要求的前提下，通过形成TiN、TiS、Ti4C2S2、TiC析出物提高钢板的储氢能力，从而保障钢板的冲压成型性能和搪瓷抗鳞爆性能满足使用要求；从而避免因板坯裂纹或烂边、钢板横折纹缺陷导致的生产成本升高、生产周期延长等问题。

具体地，本发明实施例的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法依次包括：提供铁水→(KR脱硫站)→转炉冶炼→氩站→精炼→连铸成板坯→板坯加热→热连轧→层流冷却→卷取→酸洗冷连轧→罩式退火→平整；最后进一步分卷、检验包装入库。

在一实施例中，为减少精炼脱硫的困难，缩短处理时间，确保生产节奏稳定，质量受控，需控制提供的铁水的磷和硫含量，具体地，铁水中：P≤0.150％，S≤0.06％。若铁水中，S＞0.060％，则可以对铁水进行KR脱硫，出站S≤003％。

在一个实施例中，所述转炉冶炼为转炉钢水BOF冶炼，转炉钢水终点成分控制：C≤0.050％、P≤0.012％、S≤0.06％。进一步地，出钢温度控制在1600～1680℃；出钢时间≥2.5min；转炉出钢1min后底吹氩气流量减至600NL/min，以此条件可以减少钢水异常增氮。

在一个实施例中，所述氩站处理中，为确保成分受控，钢包底部不结冷钢，提高钢包自开率，减少质量缺陷的产生，进一步控制如下条件：①氩站碳控制在≤0.045％；②氩站温度：≥1550℃。

在一个实施例中，精炼为LF钢水精炼处理，精炼后的成分包括：0.03％≤C≤0.06％、Si≤0.05％、0.1％≤Mn≤0.5％、P≤0.02％、S≤0.015、0.02％≤Al≤0.06％、0.02％≤Ti≤0.05％、0.004％≤N≤0.01％。进一步地，LF钢水精炼处理条件为：①LF炉精炼软吹时间≥6min，镇静时间≥12min；②连浇出站温度1565℃～1590℃，开浇出站温度1575℃～1590℃；③Ca含量控制在0.0015％～0.0035％；④精炼成分：0.03％≤C≤0.06％、Si≤0.05％、0.1％≤Mn≤0.5％、P≤0.02％、S≤0.015、0.02％≤Al≤0.06％、0.02％≤Ti≤0.05％、0.004％≤N≤0.01％。

CSP连铸连轧过程如图1所示：钢水在经过前期粗炼(转炉)、精炼处理后，由薄板坯连铸机固定宽度规格后，热坯直接进入隧道炉保温加热，出炉后进行板坯除磷，再进入精轧机组，出轧机后进行层流冷却，然后卷取成钢卷。

在一个实施例中，连铸成板坯中，①连浇中包温度为1545～1570℃；②铸坯拉速为≥3.6m/min，开浇稳定拉速后减少变动，防止高拉速变化造成的卷渣等缺陷。

在一个实施例中，板坯加热中，板坯入炉温度：≥950℃。

热连轧的主要目的是将较厚的中间坯轧制成较薄的钢卷，从而符合冷轧原料所需要的厚度。由于热轧压下量非常大，正常的冷状态下轧制无法实现，因此需要在一定的温度下使中间坯变软以减小轧制力从而便于轧制。其加热温度设定主要取决于加热炉到终轧温度点的温降，保证终轧温度按设定温度轧制；终轧温度的设定主要是要保证其不能低于奥氏体转变温度；卷取温度的设定主要取决于对材料力学性能的利弊。在一个实施例中，热连轧中，FET(精轧入口温度)温度为1050～1150℃；FDT(精轧出口温度，即终轧温度)温度为880～920℃；除磷水压力：前段≥200bar，后段≥300bar。

在一个实施例中，层流冷却前段集中冷却。

在一个实施例中，卷取温度：590℃～630℃。

酸洗冷连轧过程如图2所示，热轧钢卷上开卷机开卷，开卷后进入闪光焊机与前一卷钢进行焊接实现连轧，经活套(活套的作用衔接前后的不同生产节奏)后进入拉矫机进行破鳞破碎热轧带钢表面的氧化铁皮，破鳞后的钢板进入酸洗机组去除钢板表面氧化铁皮，再进入圆盘剪对钢板进行剪边并进入活套，出活套后钢板进入轧机轧制到订单厚度后进入卷取机后进行卷取。酸洗冷连轧的主要目的是在去除钢板表面氧化铁皮的同时，使较厚的热轧板轧制成较薄的冷轧板。其压下率，一是考虑轧机能，二是考虑压下率，不同的钢种最优的压下率不同。

在一个实施例中，酸洗冷连轧对冷轧相对压下率≥50％。对于冷轧低碳钢板，冷轧压下率一般75％时，其成型性能最优。但任何机组对入口基板的厚度都有限制，且不能超出轧机负荷。

退火的主要目的是消除酸洗冷连轧工序产生的加工硬化，使钢板充分再结晶。其中最关键的参数是退火温度和保温时间，其参数设定主要根据退火材料性能是否达到交货标准要求为准。而出炉温度主要是避免高温出炉钢板发生氧化。在一个实施例中，罩式退火在罩式炉中进行，退火温度为680～710℃，加热速率≤60℃/h，保温时间≥10h，控制冷却速率≤50℃/h，控制冷却到450℃，出炉温度＜100℃。经该退火工艺，钢板可以完全再结晶，性能满足交货要求，出炉后钢板表面无氧化色不良缺陷。

在一个实施例中，平整的延伸率设定为1.2～1.6％。平整工艺的主要作用是消除屈服平台(有屈服平台的钢板在冲压汽车零件时会出现拉伸应变痕缺陷)。其工艺参数的设定主要以消除屈服平台为基准，在此基础上可适当增减用以微调屈服强度控制范围。

退火和平整过程如图3所示，酸轧后的钢板强度很高、塑性很低，将酸轧后的钢卷转入退火炉进行退火，消除钢板酸轧后的加工硬化，使钢板组织发生回复和再结晶，使钢板具备加工成型性能。退火后的钢板需进行平整处理，平整处理的主要目的是消除钢板的屈服平台，避免顾客在冲压过程出现拉伸应变痕缺陷。然后再进入重卷线进行涂油和分卷，将大钢卷分切成小钢卷。

综上，如果采用加B的低碳钢在CSP连铸连轧生产线生产热轧钢卷烂边比例达到40％左右，而本发明实施例采用加Ti元素的冷轧低碳钢烂边比例0％；如果采用加B的低碳钢用罩式退火工艺生产，按大卷统计产品产生横折纹的比例达35％以上，而本发明实施例采用加Ti的冷轧低碳钢横折纹比例0％。最终得到的低碳冷轧搪瓷钢，力学性能实际为：Rp0.2：220～280MPa，Rm：350～400MPa，A≥40％，可以满足DC01EK交货标准要求(标准要求：Rp0.2≤280MPa，Rm：270～410MPa，A≥30％)；抗鳞爆性能满足顾客使用要求，搪瓷密着等级1、2级，满足要求。

另一方面，本发明实施例还提供了一种低碳冷轧搪瓷钢，所述低碳冷轧搪瓷钢由本发明实施例所述的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法得到。

本发明实施例提供的低碳冷轧搪瓷钢由由本发膜所述的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法得到，因此该低碳冷轧搪瓷钢不存在烂边和横折纹，而且力学性能可以满足DC01EK交货标准要求，抗鳞爆性能满足顾客使用要求，搪瓷密着等级1、2级，具有很好的应用前景。

具体地，以所述低碳冷轧搪瓷钢的化学成分质量百分比为100％计，所述低碳冷轧搪瓷钢包括的化学成份重量百分比:C：0.03～0.06Wt％；Si：0～0.05Wt％；Mn:0.10～0.50Wt％；P:0～0.02Wt％；S：0.000～0.015Wt％；Al:0.020～0.060Wt％；Ti:0.02～0.05Wt％；N:0.004～0.010Wt％；其余为铁和不可避免的微量元素。

本发明先后进行过多次试验，现举一部分试验结果作为参考对发明进行进一步详细描述，下面结合具体实施例进行详细说明。

实施例1

本实施例的设备或装置或构件见表1：

表1

本实施例的低碳冷轧搪瓷钢产品在各工序的代码对应如表2所示。

表2

工艺参数

(1)转炉钢水冶炼：出钢C控制在0.047％/0.0359％，氩站碳控制在0.0388％/0.0352％；出钢温度控制在1624/1634℃；

(2)LF精炼处理：出站温度分别为1575/1578℃、软吹时间均为10min，氮含量分别为0.0052％/0.0047％；

(3)板坯连铸：中包温度为1550/1560℃，拉速3.8m/min，采用低碳钢保护渣；

(4)常规热连轧：见表3：

表3

卷号	FDT	CT
			9490091300	903	611
9490091000	902	610
			9490091200	904	610
9490090900	904	609
			9490091500	903	612
9490091400	903	612
			9490091600	902	610
9490091800	905	612

(5)酸洗冷连轧：见表4：

表4

酸轧卷号	酸轧压下率
		A902577900	61.16％
A902577600	61.18％
		A902577800	61.17％
A902577500	61.18％
		A902578100	61.16％
A902578000	61.16％
		A902578200	61.16％
A902746900	61.18％

(6)罩式炉退火：见表5：

表5

加热速率	退火温度	保温时间	冷却速率	控制冷却温度	出炉温度
						40℃/h	700	12h	50℃/h	450℃	70℃

(7)平整：延伸率1.6％。

经过上述工艺参数，最终得到的低碳冷轧搪瓷钢化学成分：

炉号9114375：C：0.0523Wt％；Si：0.0225Wt％；Mn：0.244Wt％；P：0.0106Wt％；S：0.0043Wt％；Al：0.0313Wt％；Ti：0.0295Wt％；N：0.0045Wt％；其余为铁和不可避免的微量元素。

炉号9114376：C：0.0425Wt％；Si：0.0304Wt％；Mn：0.230Wt％；P：0.0098Wt％；S：0.0042Wt％；Al：0.0265Wt％；Ti：0.0345Wt％；N：0.0047Wt％；其余为铁和不可避免的微量元素。

实施例2

将上述1.5mm以上厚度的低碳冷轧搪瓷钢应用于热水器内胆行业，主要应用于热水器内胆的桶身、封头部件。

应用方式：热水器内胆的桶身制造主要经过剪板、冲孔和焊接工艺完成；热水器内胆的风头制造主要经过落料、冲压成型、工艺制造；然后再将桶身部件和封头部件进行焊接，之后进行喷砂、搪瓷加工，从而完成热水器内胆的制造。

下表6为该产品在热水器内胆上应用事例，冲压工艺流程：下料→拉延(卷圆)→焊接→喷砂→搪瓷。得到的热水器内胆如图4所示。

表6

材料牌号	零件名称	材料尺寸
			DC01EK	封头	1.8*408(圆片)
DC01EK	桶身	1.81062521

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种低碳冷轧搪瓷钢的制备方法，其特征在于，包括：提供铁水，转炉冶炼，氩站处理，精炼，连铸成板坯，板坯加热，热连轧，层流冷却，卷取，酸洗冷连轧，罩式退火，平整；其中，

所述铁水中，P≤0.150％，S≤0.06％；

2.如权利要求1所述的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法，其特征在于，若提供的所述铁水中S＞0.060％，则经KR脱硫处理，使S≤003％。

3.如权利要求1所述的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法，其特征在于，所述转炉冶炼中，出钢温度为1600～1680℃，出钢时间≥2.5min，出钢1min后底吹氩气流量减至600NL/min。

4.如权利要求1所述的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法，其特征在于，所述氩站处理中，碳控制在≤0.045％，出氩站温度≥1550℃。

5.如权利要求1所述的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法，其特征在于，所述精炼中，软吹时间≥6min，镇静时间≥12min；连浇出站温度1565℃～1590℃，开浇出站温度1575℃～1590℃；和/或，

Ca含量控制在0.0015％～0.0035％。

6.如权利要求1所述的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法，其特征在于，所述连铸成板坯中，连浇中包温度为1545～1570℃；铸坯拉速为≥3.6m/min，拉速波动范围为±0.1m/min。

7.如权利要求1所述的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法，其特征在于，所述热连轧中，FET温度为1050～1150℃；FDT温度为880～920℃；和/或，

除磷水压力：前段≥200bar，后段≥300bar。

8.如权利要求1所述的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法，其特征在于，所述酸洗冷连轧中，冷轧相对压下率≥50％。

9.一种低碳冷轧搪瓷钢，其特征在于，所述低碳冷轧搪瓷钢由权利要求1-8任一项所述的低碳冷轧搪瓷钢的制备方法得到。

10.如权利要求9所述的低碳冷轧搪瓷钢，其特征在于，以所述低碳冷轧搪瓷钢的化学成分质量百分比为100％计，所述低碳冷轧搪瓷钢包括：C：0.03～0.06Wt％；Si：0～0.05Wt％；Mn：0.10～0.50Wt％；P：0～0.02Wt％；S：0.000～0.015Wt％；Al：0.020～0.060Wt％；Ti：0.02～0.05Wt％；N：0.004～0.010Wt％；其余为铁和不可避免的杂质。