一種340MPa級冷軋低合金高強鋼及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種340MPa級冷軋低合金高強鋼，該鋼種化學成份重量百分比為[C]:0.030～0.060Wt%；[Si]:≤0.20Wt%；[Mn]:0.075～0.095Wt%；[P]:≤0.015Wt%；[S]:≤0.015Wt%；[Als]:0.015～0.045Wt%；[Ti、Nb]:≤0.10Wt%；余量為Fe和不可避免的微量元素。工藝流程為：高爐鐵水冶煉→鐵水脫硫預處理→轉(zhuǎn)爐鋼水冶煉→LF鋼水精煉處理→CSP薄板坯連鑄連軋→酸洗冷連軋→罩式爐退火→平整→檢驗包裝入庫。本發(fā)明的產(chǎn)品化學成分和機械性能穩(wěn)定，具有高強度，良好的塑韌性和成型性。
【專利說明】一種340MPa級冷軋低合金高強鋼及其制造方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于鋼鐵冶煉領域，涉及340MPa冷軋低合金高強鋼的生產(chǎn)制造。

【背景技術】
[0002]冷軋低合金高強鋼是在低碳鋼中添加少量的鈮和/或鈦等合金元素，使其與碳、氮等元素形成碳化物、氮化物并在鐵素體基體上析出從而提高鋼的強度。這種鋼具有良好的成形性能和較高的強度，主要用于汽車行業(yè)或與汽車行業(yè)配套的機械加工行業(yè)，如汽車座椅、車門鉸鏈加強板、車門防撞梁、橫梁等結構件等內(nèi)部結構件。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車對節(jié)能環(huán)保、碰撞安全性方面要求越來越高，車體必須同時具備輕量化、強度化。高強度鋼在車身的應用比例已達到50%-80%。
[0003]目前該級別冷軋低合金高強鋼其生產(chǎn)方法一般為:高爐鐵水一轉(zhuǎn)爐煉鋼一常規(guī)連鑄一常規(guī)熱軋一酸洗冷連軋一連續(xù)退火一商品。該方法適用于常規(guī)熱連軋機組與連續(xù)退火爐機組。
[0004]本發(fā)明對汽車用冷軋低合金高強鋼板的使用要求、性能特點、生產(chǎn)技術進行研究，通過鋼種成分設計，生產(chǎn)工藝過程控制，首次形成了 CSP薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線和罩氏退火爐為核心工藝的冶煉、熱軋、冷軋、退火的工藝生產(chǎn)方案和核心生產(chǎn)技術。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供新的特別適合汽車產(chǎn)業(yè)應用的一種340MPa冷軋低合金高強鋼及其制造方法，產(chǎn)品屈服強度為340?460MPa，抗拉強度為440?520MPa，延伸率彡25%。
[0006]采用的技術方案:一種340MPa級冷軋低合金高強鋼，該鋼種化學成份重量百分比為 C:0.030 ?0.060fft%,0 < Si 彡 0.20fft%, Μη:0.075 ?0.095fft%,0 < P 彡 0.015fft%,0< S 彡 0.015fft%,Als:0.015 ?0.045fft%, 0 < Ti + Nb 彡 0.10fft% ;余量為 Fe 和不可避免的微量元素。
[0007]一種340MPa級冷軋低合金高強鋼的制造方法，其工藝路線為:高爐鐵水冶煉一鐵水脫硫預處理一轉(zhuǎn)爐鋼水冶煉一LF鋼水精煉處理一CSP薄板坯連鑄連軋一酸洗冷連軋一罩式爐退火一平整一檢驗包裝入庫；所述轉(zhuǎn)爐鋼水冶煉中:鐵水控制P < 0.015fft%,S^0.030fft%, Si ( 0.020fft%, Si不做下限要求；冶煉過程采用全程底吹氬氣，底吹供氣強度為0.02?0.05m3/ (t*min)即每噸鋼每分供氬氣0.02?0.05立方；終點鋼水溶解[0]控制在450?650ppm ；
所述LF鋼水精煉處理中:鋼水在LF爐進行鋁脫氧、(Nb，Ti)復合微合金化和鈣處理工藝，喂線速度為3?3.5m/s，鈣處理后弱吹時間8?lOmin ；
所述的CSP薄板坯連鑄連軋中:采用2流立彎形CSP薄板坯連鑄，要求鋼包下渣檢測控制，聯(lián)澆中包溫度為1540?1565°C，中包使用無碳覆蓋劑，使用低碳鋼保護渣，鑄坯拉速為4?4.7m/min?？刂畦T坯加熱溫度為1180±20°C，保證鑄坯在爐內(nèi)保溫時間內(nèi)，使微合金化元素固溶并控制奧氏體晶粒度；采用六機架TMCP熱連軋機，終軋溫度控制在900±20°C，卷取溫度700±20°C。
[0008]所述的酸洗冷連軋中:冷軋相對壓下率> 50%。
[0009]所述的罩式爐退火中:退火溫度為650?690°C，加熱速率彡65°C /h，保溫時間彡7h，控制冷卻速率20°C /h，控制冷卻到580°C，出爐溫度< 100°C。
[0010]所述的平整中:延伸率設定為1.2?1.8%。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
1、本發(fā)明采用低碳、(Nb，Ti)復合微合金化的成份設計思路，通過合理的合金成分設計、熱軋、冷軋和退火工藝，獲得化學成分和機械性能穩(wěn)定，具有高強度，良好的塑韌性和成型性，滿足汽車用冷軋低合金高強鋼的要求。2、本發(fā)明采用CSP薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)熱軋料。較其它常規(guī)生產(chǎn)方法具備生產(chǎn)周期短、生產(chǎn)成本低、質(zhì)量穩(wěn)定性強、產(chǎn)品屈服強度相對較高的工藝優(yōu)點。3、本發(fā)明采用罩氏退火爐進行冷軋后的退火處理。退火處理時間長，性能波動范圍小，塑韌性及成型性能較好。

【具體實施方式】
[0012]340MPa級冷軋低合金高強鋼，工藝流程為:高爐鐵水冶煉一鐵水脫硫預處理一轉(zhuǎn)爐鋼水冶煉一LF鋼水精煉處理一CSP薄板坯連鑄連軋一酸洗冷連軋一罩式爐退火一平整—檢驗包裝入庫。
[0013]340MPa級冷軋低合金高強鋼的制造方法，步驟如下:
1)經(jīng)高爐冶煉、脫硫預處理的鐵水進入轉(zhuǎn)爐冶煉:轉(zhuǎn)爐冶煉全程底吹氬氣，底吹供氣強度為 0.02 ?0.05m3/ (t*min)，轉(zhuǎn)爐內(nèi)控制 P 彡 0.015fft%,S ( 0.030fft%, Si ( 0.020fft%,Si不做下限要求，終點鋼水溶解[0]控制在650?950ppm ; (t*min為每分鐘噸鋼)
2)LF爐鋼水精煉:將1)的所得鋼水轉(zhuǎn)入LF爐，在LF爐進行鋁脫氧、[Nb、Ti]復合微合金化、鈣處理，鈣線喂線速度為3-3.5m/s，鈣處理后弱吹8?lOmin ；
3)CSP薄板坯連鑄連軋:CSP鑄機連鑄，鋼包下渣檢測控制，聯(lián)澆中包溫度為1540?1565°C,中包使用無碳覆蓋劑、碳鋼保護渣，鑄坯拉速為4?4.7m/min，鑄坯加熱溫度為1180±20°C，連軋機軋制，終軋溫度控制在900±20°C，卷取溫度700±20°C ;
4)酸洗冷連軋:冷軋相對壓下率>50% ；
5)罩式爐退火:退火溫度為650?690°C，加熱速率彡65°C/h，保溫時間彡7h，控制冷卻速率20°C /h，控制冷卻到580°C，出爐溫度< 100°C ；
6)平整:延伸率1.2?1.8%，平整后得到產(chǎn)品。
[0014]上述CSP鑄機選擇2流立彎形CSP鑄機，CSP薄板坯連鑄連軋所用連軋機為六機架TMCP熱連軋機。
[0015]實施例1
340MPa級冷軋低合金高強鋼，產(chǎn)品成分:[C]:0.055fft% ； [Si]:0.083fft% ；[Μη]:0.948fft% ； [Ρ]:0.0085fft% ； [S]:0.0047fft% ； [Als]:0.0448fft% ； [Nb]:0.0564fft% ；[Ti]:0.0377fft%o
[0016]具體生產(chǎn)制造過程:1)經(jīng)高爐冶煉、脫硫預處理的鐵水進入轉(zhuǎn)爐冶煉:轉(zhuǎn)爐冶煉全程吹氬氣，轉(zhuǎn)爐內(nèi)控制P彡0.010fft%, S彡0.030fft%, Si ( 0.020fft%, Si不做下限要求，終點鋼水溶解[0]控制在450?650ppm，冶煉過程采用全程底吹氬氣，底吹供氣強度為0.02 ?0.05m3/ (t*min)；
2)LF爐鋼水精煉:將1)的所得鋼水轉(zhuǎn)入LF爐，在LF爐進行鋁脫氧、[Nb、Ti]復合微合金化、鈣處理，鈣線喂線速度為3.3m/s，鈣處理后弱吹8min ；
3)CSP薄板坯連鑄連軋:采用2流立彎形CSP薄板坯連鑄，要求鋼包下渣檢測控制，聯(lián)澆中包溫度為1551?1560°C，中包使用無碳覆蓋劑，使用低碳鋼保護渣，鑄坯拉速為4.7m/min。控制鑄坯加熱溫度為1180°C，保證鑄坯在爐內(nèi)保溫時間內(nèi)，使微合金化元素固溶并控制奧氏體晶粒度；采用六機架TMCP熱連軋機，終軋溫度915°C，卷取溫度716°C。熱軋卷規(guī)格 4.5*1250mm ；
4)酸洗冷連軋:冷軋相對壓下率66.67% ；
5)罩式爐退火:退火溫度為655?689°C，加熱速率42V/h，保溫時間9.5h，控制冷卻速率20°C /h，控制冷卻到580°C，出爐溫度91°C ;
6)平整:延伸率1.45%，平整后得到該例的產(chǎn)品，規(guī)格1.5*1250mm。
[0017]產(chǎn)品性能，Rel(Rp0.2):383 MPa, Rm:481 MPa，延伸:29%。
[0018]實施例2
340MPa級冷軋低合金高強鋼，產(chǎn)品成分:[C]:0.059fft% ； [Si]:0.103fft% ；[Μη]:0.922fft% ； [Ρ]: 0.0068fft% ； [S]: 0.0036fft% ； [Als]:0.0356fft% ； [Nb]:0.0533fft% ；[Ti]:0.0381fft% ；
具體生產(chǎn)制造過程:1)經(jīng)高爐冶煉、脫硫預處理的鐵水進入轉(zhuǎn)爐冶煉:轉(zhuǎn)爐冶煉全程吹氬氣，轉(zhuǎn)爐內(nèi)控制P彡0.0095Wt%，S彡0.030fft%, Si ( 0.020fft%, Si不做下限要求，終點鋼水溶解[0]控制在450?650ppm，冶煉過程采用全程底吹氬氣，底吹供氣強度為0.02?0.05m3/ (t*min);
2)LF爐鋼水精煉:將1)的所得鋼水轉(zhuǎn)入LF爐，在LF爐進行鋁脫氧、[Nb、Ti]復合微合金化、鈣處理，鈣線喂線速度為3.4m/s，鈣處理后弱吹9min ；
3)CSP薄板坯連鑄連軋:采用2流立彎形CSP薄板坯連鑄，要求鋼包下渣檢測控制，聯(lián)澆中包溫度為1548?1553°C，中包使用無碳覆蓋劑，使用低碳鋼保護渣，鑄坯拉速為4.0m/min?？刂畦T坯加熱溫度為1185°C，保證鑄坯在爐內(nèi)保溫時間內(nèi)，使微合金化元素固溶并控制奧氏體晶粒度；采用六機架TMCP熱連軋機，終軋溫度909°C，卷取溫度708°C。熱軋卷規(guī)格 5.0*1250mm ；
4)酸洗冷連軋:冷軋相對壓下率60.00% ；
5)罩式爐退火:退火溫度為639?674°C，加熱速率42°C/h，保溫時間10.4h，控制冷卻速率20°C /h，控制冷卻到580°C，出爐溫度87V ；
6)平整:延伸率1.77%%，平整后得到該例的產(chǎn)品，規(guī)格2.0*1250mm。
[0019]產(chǎn)品性能，Rel(Rp0.2):392 MPa, Rm:498 MPa，延伸:28%。
[0020]實施例3
340MPa級冷軋低合金高強鋼，產(chǎn)品成分:[C]:0.055fft% ； [Si]:0.079fft% ；[Μη]:0.860fft%；[Ρ]:0.0068fft% ； [S]:0.0069fft% ； [Als]:0.0332fft% ； [Nb]:0.0490fft% ；[Ti]:0.0296fft% ；
具體生產(chǎn)制造過程:1)經(jīng)高爐冶煉、脫硫預處理的鐵水進入轉(zhuǎn)爐冶煉:轉(zhuǎn)爐冶煉全程吹氬氣，轉(zhuǎn)爐內(nèi)控制P彡0.010fft%, S彡0.030fft%, Si ( 0.020fft%, Si不做下限要求，冶煉過程采用全程底吹氬氣，底吹供氣強度為0.02?0.05m3/ (t*min);終點鋼水溶解[0]控制在 450 ?650ppm ；
2)LF爐鋼水精煉:將1)的所得鋼水轉(zhuǎn)入LF爐，在LF爐進行鋁脫氧、[Nb、Ti]復合微合金化、鈣處理，鈣線喂線速度為3.5m/s，鈣處理后弱吹lOmin ；
3)CSP薄板坯連鑄連軋:采用2流立彎形CSP薄板坯連鑄，要求鋼包下渣檢測控制，聯(lián)澆中包溫度為1545?1554°C，中包使用無碳覆蓋劑，使用低碳鋼保護渣，鑄坯拉速為4.5m/min?？刂畦T坯加熱溫度為1188°C，保證鑄坯在爐內(nèi)保溫時間內(nèi)，使微合金化元素固溶并控制奧氏體晶粒度；采用六機架TMCP熱連軋機，終軋溫度910°C，卷取溫度713°C。熱軋卷規(guī)格 4.0*1250mm ；
4)酸洗冷連軋:冷軋相對壓下率70.00% ；
5)罩式爐退火:退火溫度為659?687°C，加熱速率42°C/h，保溫時間彡7h，控制冷卻速率20°C /h，控制冷卻到580°C，出爐溫度89°C ；
6)平整:延伸率1.58%，平整后得到該例的產(chǎn)品，規(guī)格1.2*1250mm，產(chǎn)品性能，Rel(Rp0.2):379 MPa, Rm:466 MPa，延伸:29%。
【權利要求】
1.一種340MPa級冷軋低合金高強鋼，其特征是:該鋼種化學成份重量百分比為C:0.030 ?0.060fft%,O < Si 彡 0.20fft%, Mn:0.075 ?0.095fft%,O < P 彡 0.015fft%,0< S ^ 0.015fft%,Als:0.015 ?0.045fft%, O < Ti + Nb ^ 0.10fft% ;余量為 Fe 和不可避免的微量元素。
2.—種340MPa級冷軋低合金高強鋼的制造方法，步驟如下: O經(jīng)高爐冶煉、脫硫預處理的鐵水進入轉(zhuǎn)爐冶煉:轉(zhuǎn)爐冶煉全程吹氬氣，轉(zhuǎn)爐內(nèi)控制P彡0.015Wt%，S彡0.030fft%, Si ( 0.020fft%, Si不做下限要求，終點鋼水溶解[O]控制在450 ?650ppm ； 2)LF爐鋼水精煉:將I)的所得鋼水轉(zhuǎn)入LF爐，在LF爐進行鋁脫氧、[Nb、Ti]復合微合金化、鈣處理，鈣線喂線速度為3?3.5m/s，鈣處理后弱吹8?1min ； 3)CSP薄板坯連鑄連軋:CSP鑄機連鑄，鋼包下渣檢測控制，聯(lián)澆中包溫度為1540?1565°C,中包使用無碳覆蓋劑、碳鋼保護渣，鑄坯拉速為4?4.7m/min，鑄坯加熱溫度為1180±20°C，連軋機軋制，終軋溫度控制在900±20°C，卷取溫度700±20°C ; 4)酸洗冷連軋:冷軋相對壓下率>50% ； 5)罩式爐退火:退火溫度為650?690°C，加熱速率彡650C/h，保溫時間彡7h，控制冷卻速率20°C /h，控制冷卻到580°C，出爐溫度< 100°C ； 6)平整:延伸率1.2?1.8%，平整后得到產(chǎn)品。
3.如權利要求2所述的340MPa級冷軋低合金高強鋼的制造方法，其特征是:所述轉(zhuǎn)爐冶煉時吹氬氣為底吹氬氣，底吹供氣強度為0.02?0.05m3/ (t*min)。
4.如權利要求2所述的340MPa級冷軋低合金高強鋼的制造方法，其特征是:所述CSP鑄機選擇2流立彎形CSP鑄機。
5.如權利要求2所述的340MPa級冷軋低合金高強鋼的制造方法，其特征是:所述CSP薄板坯連鑄連軋所用連軋機為六機架TMCP熱連軋機。
【文檔編號】C22C38/12GK104250703SQ201410372216
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2014年7月31日 優(yōu)先權日:2014年7月31日
【發(fā)明者】常崇民, 趙小龍, 王瑾, 鄭躍強, 張梁, 羅曉陽, 李積鵬, 王云平, 崔虎, 李 誠 申請人:甘肅酒鋼集團宏興鋼鐵股份有限公司