專利名稱：一種生產(chǎn)低成本高成形性if鋼的加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)低成本高成形性IF鋼的加工方法，基于薄板坯連鑄連軋采用鐵素體軋制工藝生產(chǎn)IF鋼，屬于IF鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
IF鋼,全稱Interstitial-Free Steel,即無間隙原子鋼,有時(shí)也稱超低碳鋼，具有極優(yōu)異的深沖性能，伸長(zhǎng)率和r值可達(dá)50%和2.0以上，在汽車工業(yè)上得到了廣泛應(yīng)用。目前，使用IF鋼生產(chǎn)高成形性產(chǎn)品的一般流程是煉鋼一LF精煉一RH精煉一連鑄一加熱一奧氏體區(qū)熱軋一卷取一酸連軋一全氫罩式退火。在熱軋階段，由于IF鋼相變點(diǎn)很高，Ar3超過900°C，為避免在兩相區(qū)終軋對(duì)板卷的性能造成不利影響，粗、精軋都必須控制在奧氏體區(qū)。為此，必須采用較高的開軋溫度以保證終軋溫度在Ar3以上，但較高的終軋溫度又會(huì)降低IF鋼的塑性應(yīng)變比r。另外一種流程是在熱軋階段，粗軋控制在奧氏體區(qū)，而精軋控制在鐵素體區(qū)軋制，即煉鋼一LF精煉一RH精煉一連鑄一加熱一奧氏體區(qū)粗軋一中間還冷卻一鐵素體區(qū)精軋一卷取一酸連軋一全氫罩式退火。上述兩種工藝都必須經(jīng)過冷軋和罩式退火才能獲得高成形性的冷軋板。
背景技術(shù)：
中，公開號(hào)為CN 101693253 A的中國專利“鐵素體區(qū)軋制高強(qiáng)IF鋼的方法”公開了一種生產(chǎn)熱軋IF鋼板的方法，該方法是在普通Nb+Ti-IF鋼中添加微量的 Mn ( I. 8%、P彡O. 1%、Cr ( O. 5%、Mo ( O. 5%等固溶強(qiáng)化行合金元素，以提高IF鋼的強(qiáng)度。生產(chǎn)該高強(qiáng)IF鋼加熱溫度彡1150°C，保溫O. 5 1小時(shí)，開軋溫度1100 °C，粗軋?jiān)趭W氏體區(qū)進(jìn)行，粗軋壓下率為80%，以細(xì)化粗軋后奧氏體晶粒；精軋?jiān)阼F素體區(qū)軋制進(jìn)行，終軋溫度< 780°C，層流冷卻后進(jìn)行卷曲。該方法是在傳統(tǒng)流程生產(chǎn)線上進(jìn)行的，并且鋼種為 Nb+Ti-IF鋼，該方法強(qiáng)調(diào)了潤(rùn)滑軋制、軋后層流冷卻能力，而且，粗軋、精軋之間采用了保溫罩保溫。公開號(hào)為CN 101618396 B的中國專利“在傳統(tǒng)熱軋機(jī)組上實(shí)現(xiàn)無間隙原子鋼的鐵素體軋制方法”公開了一種生產(chǎn)熱軋IF鋼板的方法，該方法主要解決傳統(tǒng)的IF鋼的奧氏體區(qū)軋制存在的精軋容易落入兩相區(qū)的技術(shù)問題。在傳統(tǒng)熱軋機(jī)組上實(shí)現(xiàn)無間隙原子鋼的鐵素體軋制方法，包括以下步驟板坯經(jīng)加熱爐加熱后，在粗軋機(jī)組中進(jìn)行粗軋，再在精軋機(jī)組中進(jìn)行精軋，然后經(jīng)層流冷卻，最后卷取，其特征是粗軋?jiān)趭W氏體區(qū)進(jìn)行，粗軋完畢后冷卻至一基本上為鐵素體組織的溫度，精軋?jiān)阼F素體區(qū)進(jìn)行，板坯加熱溫度1130±20°C，精軋入口溫度850±20°C，終軋溫度820±20°C，卷取溫度710±20°C，中間坯厚度為36_40mm。 本發(fā)明主要在傳統(tǒng)熱軋機(jī)組上進(jìn)行IF鋼軋制。專利號(hào)為98811974. 9的中國專利“用于生產(chǎn)鐵素體軋制鋼帶的方法和裝置”公開了用于生產(chǎn)鐵素體軋制鋼帶的方法，該方法在一連續(xù)鑄鋼機(jī)中鑄造一種IF或低碳鋼鋼水，以形成一板坯，并且利用鑄造熱地將所述板坯運(yùn)送經(jīng)過一爐子裝置，在一初軋裝置中經(jīng)受初軋，并在一最終的軋制裝置中被精軋，已形成具有所要求的最終厚度的鐵素體鋼帶，在該方法中，在一無頭的或半無頭的方法中，在初軋裝置中使板坯在奧氏體范圍內(nèi)地接受軋制，并在于奧氏體范圍內(nèi)進(jìn)行軋制之后，使板坯被冷卻至鋼材基本上具有鐵素體組織的溫度，然后在最終的的軋制裝置中以所述鋼帶進(jìn)入最終的的軋制裝置的至少一個(gè)機(jī)架中，以850°C至600°C的溫度在鐵素體范圍內(nèi)軋制鋼帶，鋼帶在離開最終的軋制裝置之后被迅速冷卻至一低于500°C的溫度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種生產(chǎn)低成本高成形性IF鋼的加工方法，基于薄板坯連鑄連軋采用鐵素體軋制工藝生產(chǎn)，工藝簡(jiǎn)單、成本低、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品成形性能較高， 解決背景技術(shù)存在的上述問題。本發(fā)明技術(shù)方案是
一種生產(chǎn)低成本高成形性IF鋼的方法，基于薄板坯連鑄連軋采用鐵素體軋制工藝生產(chǎn)，包含煉鋼、連鑄、加熱、軋制、冷卻和卷曲工序，各工序控制參數(shù)如下
Cl)煉鋼工序，經(jīng)過LF、RH精煉，生產(chǎn)鋼水，各組分質(zhì)量百分比是C ( O. 007%, Mn
O.10 O. 30%, Si ( O. 03%, S 彡 O. 007%, P 彡 O. 008%, Als O. 020 O. 050%，其余為鐵；
(2)連鑄工序，連鑄拉速控制在3.O 5. O米/分鐘；
(3)加熱工序，加熱爐按加熱、均熱、保溫的順序進(jìn)行，加熱時(shí)間保持在O.3 O. 5小時(shí)， 板坯溫度加熱到1000 1150°C，板坯加熱均勻，在通長(zhǎng)方向、坯寬方向上溫差不超過20°C;
(4)軋制工序，粗軋?jiān)趭W氏體區(qū)軋制；在粗軋、精軋機(jī)之間使用冷卻設(shè)備進(jìn)行冷卻，將中間坯溫度從粗軋機(jī)出口的> 950°C均勻冷卻到750 850°C范圍內(nèi)；精軋采用潤(rùn)滑軋制，終軋溫度控制在700 800°C ；
(5)冷卻和卷曲工序，經(jīng)過層流冷卻后，卷取溫度控制在680 760°C。卷取完畢后采用集中堆放，在緩冷情況下完成退火過程。所說的煉鋼工序,煉鋼過程控制[O] ( 30ppm, [N] ( 30ppm。所說的連鑄工序，采用薄板坯連鑄機(jī)，連鑄坯厚度< 100mm，采用低碳保護(hù)渣進(jìn)行保護(hù)。采用短流程薄板坯連鑄連軋工藝，連鑄坯直接入爐進(jìn)入加熱工序，入爐溫度> 880°c。所說的加熱工序，使用隧道式輥底爐加熱，板坯出爐溫度為1100±50°C。所說的軋制工序，粗軋機(jī)、精軋機(jī)及粗精軋機(jī)之間采用張力控制，粗軋機(jī)、精軋機(jī)保持連軋關(guān)系且保持微張力控制；粗軋機(jī)、精軋機(jī)之間的中間坯厚度為12 25mm ;精軋采用潤(rùn)滑軋制，精軋壓下率> 50%，精軋進(jìn)口溫度750 850°C，終軋溫度為700 800°C。所說的冷卻工序，粗軋機(jī)、精軋機(jī)間使用水冷裝置，確保在粗軋機(jī)、精軋連軋狀態(tài)下迅速將中間坯溫度由粗軋機(jī)出口的彡950°C均勻冷卻至800 850°C的精軋進(jìn)口溫度。所說的卷曲工序，卷取溫度采用“U”形控制，帶鋼頭部、帶鋼尾部< 10米長(zhǎng)度范圍的卷取溫度，比帶鋼中間部分高20 50°C，確保帶卷冷卻至室溫后帶鋼通長(zhǎng)組織、性能的均勻性。本發(fā)明產(chǎn)品，內(nèi)部組織大部分是較粗大的再結(jié)晶鐵素體晶粒，深沖性能較高，性能Rm ( 320MPa, Rel ( 280 MPa，延伸率彡 48%, r 值彡 I. 2。本發(fā)明的積極效果是
(I)在熱軋工序進(jìn)行退火處理，不需專門的罩式退火工序，生產(chǎn)效率高，成本低。(2)在粗軋、精軋機(jī)之間使用冷卻設(shè)備，降低精軋機(jī)的軋制溫度，精軋階段采用鐵素體區(qū)軋制，降低了軋制負(fù)荷。因?yàn)殍F素體和奧氏體的晶體結(jié)構(gòu)不同，體心立方結(jié)構(gòu)的鐵素體晶體滑移系較面心立方的奧氏體晶體滑移系多，因而在一定溫度范圍內(nèi)容易變形，從而降低了變形抗力。(3)精軋進(jìn)口溫度、終軋溫度、卷取溫度的選擇是為了控軋控冷，得到希望的微觀組織和力學(xué)性能。(4)可降低板坯的加熱溫度，這不僅節(jié)約能源，還可提高產(chǎn)品質(zhì)量。因?yàn)殍F素體區(qū)軋制比常規(guī)軋制的開軋溫度低，從而可降低板坯的加熱溫度。低的加熱溫度能減少細(xì)小彌散的第二相粒子的形成，從而降低再結(jié)晶溫度，對(duì)產(chǎn)品性能有利。(5)可提高軋輥的使用壽命。較低的軋制溫度可降低軋輥的熱負(fù)荷。另外，變形抗力減小和潤(rùn)滑措施等也減輕了軋輥的磨損，從而延長(zhǎng)了軋輥的使用壽命。(6)可提高板卷的深沖性能，部分取代冷軋板。傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝熱軋后因相變過程的存在無法形成有利于深沖性能的{111) //ND織構(gòu)，而鐵素體區(qū)軋制精軋?jiān)谙嘧兒筮M(jìn)行，因而能在熱軋板中形成對(duì)深沖性能有利的{111 } //ND織構(gòu)從而使熱軋板具有良好的沖壓性能。本發(fā)明基于薄板坯連鑄連軋流程采用鐵素體軋制工藝生產(chǎn)高成形性的IF鋼，具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品成形性能較高。
具體實(shí)施例方式
以下通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例一，鋼廠精煉合格鋼水，連鑄成70*1270mm板坯，化學(xué)成分質(zhì)量百分比是 C:0. 002%, Si:0. 013%, Mn :0. 15%, P :0. 006%, S:0. 004%, Al: O. 040%,余量為 Fe ;連鑄坯加熱到1080°C，鋼坯出爐后進(jìn)入兩架粗軋機(jī)，粗軋過后經(jīng)中間水冷至825 840°C，精軋除鱗進(jìn)入五架精軋機(jī)進(jìn)行軋制，終軋溫度775 790°C，成品厚度4. 0mm，精軋完成后進(jìn)入層流冷， 卻冷卻至700 720°C進(jìn)行卷取，成卷后堆冷空冷，自然冷卻到室溫?；瘜W(xué)成分列于表1，工藝參數(shù)列于表2，軋材力學(xué)性能見表3。實(shí)施例二，鋼廠精煉合格鋼水，連鑄成70*1270mm板坯，化學(xué)成分質(zhì)量百分比是 C:0. 002%, Si:0. 010%, Mn :0. 12%, P :0. 005%, S:0. 006%, Al: O. 052%,余量為 Fe ;連鑄坯加熱到1110°C，鋼坯出爐后進(jìn)入2架粗軋機(jī)，粗軋過后經(jīng)中間水冷至810 830°C，精軋除鱗進(jìn)入5架精軋機(jī)進(jìn)行軋制，終軋溫度760 780°C，成品厚度4. 0_，精軋完成后進(jìn)入層流冷卻，冷卻至700 720°C進(jìn)行卷取，成卷后堆冷空冷，自然冷卻到室溫?；瘜W(xué)成分列于表1， 工藝參數(shù)列于表2，軋材力學(xué)性能見表3。實(shí)施例三，鋼廠精煉合格鋼水，連鑄成70*1270mm板；K，化學(xué)成分質(zhì)量百分比是 C:0. 003%, Si:0. 12%, Mn :0. 16%, P: O. 006%, S: O. 005%, Al: O. 034%,余量為 Fe ;連鑄坯加熱到1070°C，鋼坯出爐后進(jìn)入2架粗軋機(jī)，粗軋過后經(jīng)中間冷卻，冷卻至800 820°C，精軋除鱗后進(jìn)入5架精軋機(jī)進(jìn)行軋制，終軋溫度760 780V，成品厚度3. 5mm,精軋完成后進(jìn)入層流冷卻空冷至720 740°C進(jìn)行卷取，成卷后堆冷空冷，自然冷卻到室溫?；瘜W(xué)成分列于表 I，工藝參數(shù)列于表2,軋材力學(xué)性能見表3中。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)低成本高成形性IF鋼的加工方法，其特征在于基于薄板坯連鑄連軋采用鐵素體軋制工藝生產(chǎn)IF鋼，包含煉鋼、連鑄、加熱、軋制、冷卻和卷曲工序，各工序控制參數(shù)如下Cl)煉鋼工序，經(jīng)過LF、RH精煉，生產(chǎn)鋼水，各組分質(zhì)量百分比是C ( O. 007%, MnO.10 O. 30%, Si ( O. 03%, S 彡 O. 007%, P 彡 O. 008%, Als O. 020 O. 050%，其余為鐵；(2)連鑄工序，連鑄拉速控制在3.O 5. O米/分鐘；(3)加熱工序，加熱爐按加熱、均熱、保溫的順序進(jìn)行，加熱時(shí)間保持在O.3 O. 5小時(shí)， 板坯溫度加熱到1000 1150°C，板坯加熱均勻，在通長(zhǎng)方向、坯寬方向上溫差不超過20°C;(4)軋制工序，粗軋?jiān)趭W氏體區(qū)軋制；在粗軋、精軋機(jī)之間使用冷卻設(shè)備進(jìn)行冷卻，將中間坯溫度從粗軋機(jī)出口的> 950°C均勻冷卻到750 850°C范圍內(nèi)；精軋采用潤(rùn)滑軋制，終軋溫度控制在700 800°C ；(5)冷卻和卷曲工序，經(jīng)過層流冷卻后，卷取溫度控制在680 760°C。
2.如權(quán)利要求I所述一種生產(chǎn)低成本高成形性IF鋼的加工方法，其特征在于卷取完畢后采用集中堆放，在緩冷情況下完成退火過程。
3.如權(quán)利要求I或2所述一種生產(chǎn)低成本高成形性IF鋼的加工方法，其特征在于所說的煉鋼工序，煉鋼過程控制[O] ( 30ppm, [N] ( 30ppm。
4.如權(quán)利要求I或2所述一種生產(chǎn)低成本高成形性IF鋼的加工方法，其特征在于所說的連鑄工序，采用薄板坯連鑄機(jī)，連鑄坯厚度< 100mm，采用低碳保護(hù)渣進(jìn)行保護(hù)，采用短流程薄板坯連鑄連軋工藝，連鑄坯直接入爐進(jìn)入加熱工序，入爐溫度> 880°C。
5.如權(quán)利要求I或2所述一種生產(chǎn)低成本高成形性IF鋼的加工方法，其特征在于所說的加熱工序，使用隧道式輥底爐加熱，板坯出爐溫度為1100±50°C。
6.如權(quán)利要求I或2所述一種生產(chǎn)低成本高成形性IF鋼的加工方法，其特征在于所說的軋制工序，粗軋機(jī)、精軋機(jī)及粗精軋機(jī)之間采用張力控制，粗軋機(jī)、精軋機(jī)保持連軋關(guān)系且保持微張力控制；粗軋機(jī)、精軋機(jī)之間的中間坯厚度為12 25mm;精軋采用潤(rùn)滑軋制，精軋壓下率> 50%，精軋進(jìn)口溫度750 850°C，終軋溫度為700 800°C。
7.如權(quán)利要求I或2所述一種生產(chǎn)低成本高成形性IF鋼的加工方法，其特征在于所說的冷卻工序，粗軋機(jī)、精軋機(jī)間使用水冷裝置，確保在粗軋機(jī)、精軋連軋狀態(tài)下迅速將中間坯溫度由粗軋機(jī)出口的≥950°C均勻冷卻至800 850°C的精軋進(jìn)口溫度。
8.如權(quán)利要求I或2所述一種生產(chǎn)低成本高成形性IF鋼的加工方法，其特征在于所說的卷曲工序，卷取溫度采用“U”形控制，帶鋼頭部、帶鋼尾部< 10米長(zhǎng)度范圍的卷取溫度， 比帶鋼中間部分高20 50°C，確保帶卷冷卻至室溫后帶鋼通長(zhǎng)組織、性能的均勻性。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)低成本高成形性IF鋼的加工方法，基于薄板坯連鑄連軋采用鐵素體軋制工藝生產(chǎn)IF鋼，屬于IF鋼生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案是包含煉鋼、連鑄、加熱、軋制、冷卻和卷曲工序，采用薄板坯連鑄機(jī)，連鑄坯厚度≤100mm，入爐溫度≥880℃。在熱軋時(shí)粗軋、精軋機(jī)保持連軋關(guān)系且保持微張力控制，粗軋、精軋機(jī)之間使用水冷設(shè)備，將12～25mm厚度的中間坯溫度，從粗軋機(jī)出口的≥950℃均勻冷卻到750～850℃范圍內(nèi)，精軋?jiān)阼F素體區(qū)軋制，并采用潤(rùn)滑軋制技術(shù)；卷取溫度較高，在680～760℃，卷取后緩冷完成退火過程。本方法提供了一種不需冷軋和罩式退火就能獲得高成形性熱軋板的方法。本方法具有工藝簡(jiǎn)單、成本低、生產(chǎn)效率高、流程短等優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)品成形性能較高。
文檔編號(hào)C21D8/02GK102581008SQ201210051479
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月1日
發(fā)明者呂長(zhǎng)寶, 宋海武, 徐杰, 王春峰, 王維東, 褚春光, 陳禮斌, 韓旭光, 馬春紅, 齊長(zhǎng)發(fā) 申請(qǐng)人:河北鋼鐵股份有限公司唐山分公司