一种经济型集装箱用贝氏体耐候钢及用CSP线生产方法转让专利
申请号 : CN202010625199.2
文献号 : CN111850396B
文献日 : 2021-08-27
发明人 : 甘晓龙 , 徐光 , 万响亮 , 赵刚 , 刘升 , 周明星 , 袁清 , 胡海江
申请人 : 武汉科技大学
摘要 :
权利要求 :
1.采用CSP产线生产一种经济型集装箱用贝氏体耐候钢的方法,其步骤:
1)采用保护渣按要求成分进行冶炼;
2)连铸成坯,并控制铸坯厚度在71 89mm,连铸拉速在5.2 6.1m/min;
~ ~
3)将铸坯直接置入隧道炉中进行三段式加热,并控制铸坯入炉温度在769 987℃;各段~
之间采用升降式炉门进行隔断;控制隧道炉前段:加热温度在1251 1287℃,加热时间在5~ ~
12min,O2含量在4.16~7.89%;隧道炉中段温度控制在1007~1089℃,加热时间在10~21min,O2含量在1.56~4.11%;隧道炉后段温度控制在1231~1249℃,加热时间在10~21min,O2含量在
0.89 1.48%;
~
4)采用高压水除鳞,除鳞水压力为428 497bar;
~
5)采用7机架进行轧制:
本工序中,设:入第1机架的钢板厚度为H,第1至第7机架的出口钢板厚度分别为H1 H7;
~
轧制过程总累计压下量为H‑H7,第1~2机架的累计压下率h1~2=(H‑H2)/ (H‑H7),第3至第5机架的累计压下率h3~5(= H2‑H5)/ (H‑H7),第6~7机架的累计压下率h6~7(= H5‑H7)/ (H‑H7);并满足:h35>h12>h67且满足h12+ h35+ h67=100%;期间,在第2与第3机架间,以及第5与第6机~ ~ ~ ~ ~ ~
架间均采用高压水除鳞,除鳞水压力在311 386bar;控制轧制结束温度在758 799℃;
~ ~
6)进行层流冷却,采用前段冷却的方式,控制冷却速度在53 95℃/s冷却至卷取温度;
~
7)进行卷取,卷取温度为418 511℃;
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8)进行坑冷,当钢卷被冷却至温度为61 73℃时进行自然冷却方式冷却至室温;
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9)对带钢卷进行平整,平整温度不超过40℃;平整工作辊辊型凸度在22 53um,平整轧~
制力为652 807KN;
~
10)经分切后直接进行涂装处理;
所述经济型集装箱用贝氏体耐候钢的组分及重量百分比含量为:C:0.051 0.065%,Si:~
0.61 0.85%,Mn:0.81 1.02%,P:0.08 0.15%,S:≤0.005%,Al:0.015 0.055%,Cu:0.46~ ~ ~ ~ ~
0.61%,Cr:0.61 0.72%,Ti:0.026 0.061%,N:≤0.006%,其余为Fe和不可避免的杂质,金相~ ~
组织为不低于体积占比95%的贝氏体;力学性能:屈服强度:351 396MPa,抗拉强度:483~ ~
532MPa,延伸率:36 47%。
~
2.如权利要求1所述的生产一种经济型集装箱用贝氏体耐候钢的方法,其特征在于:所述保护渣理化性能指标:半球熔点在902 1042℃,碱度在0.82 1.22,在1290 1310℃时的粘~ ~ ~
度为0.93 1.53泊,体积密度在0.65±0.1Kg/L 。
~
3.如权利要求1所述的生产一种经济型集装箱用贝氏体耐候钢的方法,其特征在于:轧制时要求:第1及第2机架的工作辊表面粗糙度Ra为8.7 10.3μm,第3至第5机架的工作辊表~
面粗糙度Ra为3.2 6.6μm,第6及第7机架的工作辊表面粗糙度Ra为0.1 0.8μm。
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说明书 :
一种经济型集装箱用贝氏体耐候钢及用CSP线生产方法
技术领域
背景技术
发展趋势。低成本地减薄钢板厚度是新一代集装箱用耐候钢的重要特征之一。
料时,需要先进行喷丸或酸洗处理等表面处理,增加了工序成本和环境污染,再厚度不会低
于4mm。目前一般以冷轧产品为主,但冷轧板生产成本高。以薄规格热轧板替代冷轧板可有
效缩短制造流程,降低制造成本,是本领域的发展趋势。
难以实现高强冷轧耐候钢板的批量稳定生产的技术问题,其生产工艺流程为连铸板坯加热
→粗除鳞→定宽压力机→粗轧→飞剪→精除鳞→精轧→层流冷却→卷取→酸洗→冷轧→
连续退火→平整等。其生产流程长,且该文献的成品无法不经过表面处理直接进行涂装。
10μm,且该耐候钢中包含的成分及重量百分比分别为:C:0.01 0.05%、Si≤0.2%、Mn:1.5
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2.0%、P≤0.02%、S≤0.008%、Cu:0.2 0.4%、Ni:0.2 0.4%、Cr:0.4 0.7%、Mo:0.15 0.50%、Nb:
~ ~ ~ ~
0.02 0.04%、Ti:0.015 0.025%、Als≤0.03%,余量为Fe 和不可避免的杂质。该耐候钢具有
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良好的力学、耐候、焊接等综合性能。该钢为保证钢材的耐候和成型性能在钢中加入了较多
的Ni等贵金属元素,其不仅合金成本较高,且该钢的产品厚度均大于6mm,属于厚规格的传
统耐候钢,无法实现“以热代冷”。
序,所述LF 精炼工序中,控制出钢钢水成分的质量百分比为:C 0.05~0.09%,Si 0.30~
0.50%,Mn 0.40~0.60%,P 0.070~0.120%,S 0.001~0.015%,Cr 0.30~0.50%,Ni 0.03~
0.10%,Cu 0.25~0.40%,余量为Fe 和不可避免的杂质。该文献虽能消除连铸坯的内部偏
析、降低合金加入量,降低全工序能耗,但在使用时需要进行涂装处理,即采用热轧板作为
原料时,需要先进行喷丸或酸洗处理等表面处理,增加了工序成本和环境污染。
发明内容
板厚度≤2.0mm的经济型集装箱用贝氏体耐候钢及用CSP线生产方法。
0.065%,Si:0.61 0.85%,Mn:0.81 1.02%,P:0.08 0.15%,S:≤0.005%,Al:0.015 0.055%,
~ ~ ~ ~
Cu:0.46 0.61%,Cr:0.61 0.72%,Ti:0.026 0.061%,N:≤0.006%,其余为Fe和不可避免的杂
~ ~ ~
质,金相组织为不低于体积占比95%的贝氏体;力学性能:屈服强度:351 396MPa,抗拉强度:
~
483 532MPa,延伸率:36 47%。
~ ~
各段之间采用升降式炉门进行隔断;控制隧道炉前段:加热温度在1251 1287℃,加热时间
~
在5~12min,O2含量在4.16~7.89%;隧道炉中段温度控制在1007~1089℃,加热时间在10~
21min,O2含量在1.56~4.11%;隧道炉后段温度控制在1231~1249℃,加热时间在10~21min,O2
含量在0.89 1.48%;
~
第5机架的累计压下率h3~5(= H2‑H5)/ (H‑H7),第6~7机架的累计压下率h6~7(= H5‑H7)/ (H‑H7);
并满足:h3 5>h1 2>h67且满足h12+ h35+ h67=100%;期间,在第2与第3机架间,以及第5与
~ ~ ~ ~ ~ ~
第6机架间均采用高压水除鳞,除鳞水压力在311 386bar;控制轧制结束温度在758 799℃;
~ ~
度;
整轧制力为652 807KN;
~
1290 1310℃时的粘度为0.93 1.53泊,体积密度在0.65±0.1Kg/L 。
~ ~
第5机架的工作辊表面粗糙度Ra为3.2 6.6μm,第6及第7机架的工作辊表面粗糙度Ra为0.1
~ ~
0.8μm。
~
Si含量控制在0.61 0.85%,优选地含量为0.61 0.81%。
~ ~
铸过程中造成板坯中心偏析,降低材料的使用性能,因此最高Mn含量为1.02%,优选地含量
为0.84 0.96%。
~
控制在0.08 0.15%,优选地含量为0.08 0.12%。
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162。
浇铸困难,因此Al含量控制在0.015 0.055%。
~
化钢材的表面性能。因此将Cu含量控制在0.46 0.61%,优选地含量为0.46 0.58%。
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~ ~
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下。
于铸坯厚度太薄会导致后续轧制过程总压缩比小,导致成品再结晶不充分,造成成品混晶
现象,从而严重影响成品质量;铸坯厚度太厚会导致后续轧制能力不足,无法轧制得到目标
厚度范围内的成品。为了保持液渣层厚度稳定以及适当的保护渣消耗,控制连铸拉速在所
述拉速范围。
~
制隧道炉前段:加热温度在1251~1287℃,加热时间在5~12min,O2含量在4.16~7.89%;隧道
炉中段温度控制在1007~1089℃,加热时间在10~21min,O2含量在1.56~4.11%;隧道炉后段
温度控制在1231~1249℃,加热时间在10~21min,O2含量在0.89~1.48%;是由于铸坯入炉后,
进入隧道炉前段进行加热,此时,在高温强氧化性气氛条件下进行加热,使铸坯表面迅速生
成氧化层,使铸坯表层存在的表面缺陷氧化并随着表面形成的氧化铁皮再后续除鳞过程被
有效去除。隧道炉前段加热温度过高、O2含量过高、加热时间过长,会导致铸坯表面氧化严
重,成材率降低。隧道炉前段加热温度过低、O2含量过低、加热时间过短,会导致铸坯表面无
法充分氧化,表面缺陷难以去除。铸坯出隧道炉前段后进入隧道炉中段加热,中段与前段温
度保证一定的温差,使表面铁皮层附着力降低便于后续除鳞过程将表面氧化铁皮去除。隧
道炉中段温度过低,会导致板坯表面和心部温差过大导致铸坯裂纹,影响铸坯质量。隧道炉
中段温度过高会导致中段与前段温差过小,表面氧化铁皮难以剥离。中段O2含量过高会导
致铸坯表面氧化严重,成材率降低。中段O2含量过低会导致铸坯表面无法充分氧化,表面缺
陷难以去除。铸坯出隧道炉中段后进入隧道炉后段进行加热,后段温度过高、加热时间过
长、O2含量过高,会导致次表层铁皮过厚,烧损严重,成材率降低。隧道炉后段温度过低、加
热时间过短、O2含量过低,会难以在次表层形成致密的氧化层,导致轧后钢卷表面无法直接
涂装,后段温度过低、加热时间过短还会使铸坯难以完全均热,导致后续轧制过程变形抗力
大,难以轧制出所需要的薄规格产品。
497bar。除鳞水压力过小导致铁皮难以去除,除鳞水压力过大,带钢降温过快,成品性能难
以保证。
工作辊表面粗糙度Ra为3.2 6.6μm,第6、7机架的工作辊表面粗糙度Ra为0.1 0.8μm,并配合
~ ~
本发明所述的压下制度,其目的在于除了得到满足性能和目标厚度的钢卷外,还通过第1及
第2机架大粗糙度轧辊轧制使轧制过程产生的二次铁皮发生破碎,附着力降低,以便后续工
序去除。通过第3至第5机架具有一定粗糙度的轧辊轧制使带钢氧化铁皮具有适当的粗糙
度,通过第6及第7机架具有较小粗糙度的轧辊轧制后使带钢氧化铁皮具有一定的致密度,
便于后续过程直接涂装。
~
程中的氧化铁皮压入而影响带钢表面质量。除鳞水压力过小导致铁皮难以去除,除鳞水压
力过大,带钢降温过快,成品性能难以保证。
进入奥氏体+铁素体两相区轧制,造成最终成品混晶,从而导致性能不均匀;结束温度过高
会导致带钢表面二次氧化严重。
~
质量,冷却速度过慢会导致氧化铁皮厚度较厚也难以直接涂装。
到满足性能要求的贝氏体组织。
进行缓冷的目的是使表面的氧化铁皮与氧成分反应,形成致密的氧化层。如温度过低会使
钢卷冷却过快,氧化铁皮反应不充分,难以形成致密的氧化层,影响后续涂装效果;如温度
过高会导致钢卷在高温段停留时间长,使得带钢表面氧化严重,表面铁皮厚度难以均匀,也
会影响后续涂装效果。
由于工作辊凸度和轧制力过大会破坏表面氧化铁皮结构,降低氧化铁皮层的厚度均匀性。
工作辊凸度和轧制力过小,会导致带钢板形难以得到改善,难以使用。
具体实施方式
各段之间采用升降式炉门进行隔断;控制隧道炉前段:加热温度在1251 1287℃,加热时间
~
在5~12min,O2含量在4.16~7.89%;隧道炉中段温度控制在1007~1089℃,加热时间在10~
21min,O2含量在1.56~4.11%;隧道炉后段温度控制在1231~1249℃,加热时间在10~21min,O2
含量在0.89 1.48%;
~
第5机架的累计压下率h3~5(= H2‑H5)/ (H‑H7),第6~7机架的累计压下率h6~7(= H5‑H7)/ (H‑H7);
并满足:h3 5>h1 2>h67且满足h12+ h35+ h67=100%;期间,在第2与第3机架间,以及第5与
~ ~ ~ ~ ~ ~
第6机架间均采用高压水除鳞,除鳞水压力在311 386bar;控制轧制结束温度在758 799℃;
~ ~
度;
整轧制力为652 807KN;
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‑2 ‑2
溶液:1.0×10 mol/l NaHSO3,补给溶液:2.0×10 mol/l NaHSO3,试验温度:45±2℃,相对
湿度:70±5RH,周浸轮转速:1圈/60分钟,试验时间:72h。测得试样腐蚀前后的质量,计算腐
蚀失重、腐蚀率。周期浸润试验的试样尺寸为60mm×40mm×厚度,每个钢样4片试样,每周期
腐蚀试验3片,空白1片。所有试样都经刨磨,表面加工精度达到0.7μm。试验之前打孔打号,
采用除油剂清洗,无水乙醇脱水,丙酮除油,称重。质量精确到0.0001g。腐蚀失重试样处理:
先机械去除外层浮锈,然后将试样浸入除锈溶液中用毛刷不断刷洗以清除腐蚀产物。
提高50%以上,综合性能显著提高。