专利名称：一种生产低成本高成形性if钢的加工方法
技术领域：
本发明涉及一种生产低成本高成形性IF钢的加工方法，基于薄板坯连铸连轧采用铁素体轧制工艺生产IF钢，属于IF钢生产技术领域。
背景技术：
IF钢,全称Interstitial-Free Steel,即无间隙原子钢,有时也称超低碳钢，具有极优异的深冲性能，伸长率和r值可达50%和2.0以上，在汽车工业上得到了广泛应用。目前，使用IF钢生产高成形性产品的一般流程是炼钢一LF精炼一RH精炼一连铸一加热一奥氏体区热轧一卷取一酸连轧一全氢罩式退火。在热轧阶段，由于IF钢相变点很高，Ar3超过900°C，为避免在两相区终轧对板卷的性能造成不利影响，粗、精轧都必须控制在奥氏体区。为此，必须采用较高的开轧温度以保证终轧温度在Ar3以上，但较高的终轧温度又会降低IF钢的塑性应变比r。另外一种流程是在热轧阶段，粗轧控制在奥氏体区，而精轧控制在铁素体区轧制，即炼钢一LF精炼一RH精炼一连铸一加热一奥氏体区粗轧一中间还冷却一铁素体区精轧一卷取一酸连轧一全氢罩式退火。上述两种工艺都必须经过冷轧和罩式退火才能获得高成形性的冷轧板。
背景技术：
中，公开号为CN 101693253 A的中国专利“铁素体区轧制高强IF钢的方法”公开了一种生产热轧IF钢板的方法，该方法是在普通Nb+Ti-IF钢中添加微量的 Mn ( I. 8%、P彡O. 1%、Cr ( O. 5%、Mo ( O. 5%等固溶强化行合金元素，以提高IF钢的强度。生产该高强IF钢加热温度彡1150°C，保温O. 5 1小时，开轧温度1100 °C，粗轧在奥氏体区进行，粗轧压下率为80%，以细化粗轧后奥氏体晶粒；精轧在铁素体区轧制进行，终轧温度< 780°C，层流冷却后进行卷曲。该方法是在传统流程生产线上进行的，并且钢种为 Nb+Ti-IF钢，该方法强调了润滑轧制、轧后层流冷却能力，而且，粗轧、精轧之间采用了保温罩保温。公开号为CN 101618396 B的中国专利“在传统热轧机组上实现无间隙原子钢的铁素体轧制方法”公开了一种生产热轧IF钢板的方法，该方法主要解决传统的IF钢的奥氏体区轧制存在的精轧容易落入两相区的技术问题。在传统热轧机组上实现无间隙原子钢的铁素体轧制方法，包括以下步骤板坯经加热炉加热后，在粗轧机组中进行粗轧，再在精轧机组中进行精轧，然后经层流冷却，最后卷取，其特征是粗轧在奥氏体区进行，粗轧完毕后冷却至一基本上为铁素体组织的温度，精轧在铁素体区进行，板坯加热温度1130±20°C，精轧入口温度850±20°C，终轧温度820±20°C，卷取温度710±20°C，中间坯厚度为36_40mm。 本发明主要在传统热轧机组上进行IF钢轧制。专利号为98811974. 9的中国专利“用于生产铁素体轧制钢带的方法和装置”公开了用于生产铁素体轧制钢带的方法，该方法在一连续铸钢机中铸造一种IF或低碳钢钢水，以形成一板坯，并且利用铸造热地将所述板坯运送经过一炉子装置，在一初轧装置中经受初轧，并在一最终的轧制装置中被精轧，已形成具有所要求的最终厚度的铁素体钢带，在该方法中，在一无头的或半无头的方法中，在初轧装置中使板坯在奥氏体范围内地接受轧制，并在于奥氏体范围内进行轧制之后，使板坯被冷却至钢材基本上具有铁素体组织的温度，然后在最终的的轧制装置中以所述钢带进入最终的的轧制装置的至少一个机架中，以850°C至600°C的温度在铁素体范围内轧制钢带，钢带在离开最终的轧制装置之后被迅速冷却至一低于500°C的温度。
发明内容
本发明目的是提供一种生产低成本高成形性IF钢的加工方法，基于薄板坯连铸连轧采用铁素体轧制工艺生产，工艺简单、成本低、生产效率高等优点，产品成形性能较高， 解决背景技术存在的上述问题。本发明技术方案是
一种生产低成本高成形性IF钢的方法，基于薄板坯连铸连轧采用铁素体轧制工艺生产，包含炼钢、连铸、加热、轧制、冷却和卷曲工序，各工序控制参数如下
Cl)炼钢工序，经过LF、RH精炼，生产钢水，各组分质量百分比是C ( O. 007%, Mn
O.10 O. 30%, Si ( O. 03%, S 彡 O. 007%, P 彡 O. 008%, Als O. 020 O. 050%，其余为铁；
(2)连铸工序，连铸拉速控制在3.O 5. O米/分钟；
(3)加热工序，加热炉按加热、均热、保温的顺序进行，加热时间保持在O.3 O. 5小时， 板坯温度加热到1000 1150°C，板坯加热均匀，在通长方向、坯宽方向上温差不超过20°C;
(4)轧制工序，粗轧在奥氏体区轧制；在粗轧、精轧机之间使用冷却设备进行冷却，将中间坯温度从粗轧机出口的> 950°C均匀冷却到750 850°C范围内；精轧采用润滑轧制，终轧温度控制在700 800°C ；
(5)冷却和卷曲工序，经过层流冷却后，卷取温度控制在680 760°C。卷取完毕后采用集中堆放，在缓冷情况下完成退火过程。所说的炼钢工序,炼钢过程控制[O] ( 30ppm, [N] ( 30ppm。所说的连铸工序，采用薄板坯连铸机，连铸坯厚度< 100mm，采用低碳保护渣进行保护。采用短流程薄板坯连铸连轧工艺，连铸坯直接入炉进入加热工序，入炉温度> 880°c。所说的加热工序，使用隧道式辊底炉加热，板坯出炉温度为1100±50°C。所说的轧制工序，粗轧机、精轧机及粗精轧机之间采用张力控制，粗轧机、精轧机保持连轧关系且保持微张力控制；粗轧机、精轧机之间的中间坯厚度为12 25mm ;精轧采用润滑轧制，精轧压下率> 50%，精轧进口温度750 850°C，终轧温度为700 800°C。所说的冷却工序，粗轧机、精轧机间使用水冷装置，确保在粗轧机、精轧连轧状态下迅速将中间坯温度由粗轧机出口的彡950°C均匀冷却至800 850°C的精轧进口温度。所说的卷曲工序，卷取温度采用“U”形控制，带钢头部、带钢尾部< 10米长度范围的卷取温度，比带钢中间部分高20 50°C，确保带卷冷却至室温后带钢通长组织、性能的均匀性。本发明产品，内部组织大部分是较粗大的再结晶铁素体晶粒，深冲性能较高，性能Rm ( 320MPa, Rel ( 280 MPa，延伸率彡 48%, r 值彡 I. 2。本发明的积极效果是
(I)在热轧工序进行退火处理，不需专门的罩式退火工序，生产效率高，成本低。(2)在粗轧、精轧机之间使用冷却设备，降低精轧机的轧制温度，精轧阶段采用铁素体区轧制，降低了轧制负荷。因为铁素体和奥氏体的晶体结构不同，体心立方结构的铁素体晶体滑移系较面心立方的奥氏体晶体滑移系多，因而在一定温度范围内容易变形，从而降低了变形抗力。(3)精轧进口温度、终轧温度、卷取温度的选择是为了控轧控冷，得到希望的微观组织和力学性能。(4)可降低板坯的加热温度，这不仅节约能源，还可提高产品质量。因为铁素体区轧制比常规轧制的开轧温度低，从而可降低板坯的加热温度。低的加热温度能减少细小弥散的第二相粒子的形成，从而降低再结晶温度，对产品性能有利。(5)可提高轧辊的使用寿命。较低的轧制温度可降低轧辊的热负荷。另外，变形抗力减小和润滑措施等也减轻了轧辊的磨损，从而延长了轧辊的使用寿命。(6)可提高板卷的深冲性能，部分取代冷轧板。传统生产工艺热轧后因相变过程的存在无法形成有利于深冲性能的{111) //ND织构，而铁素体区轧制精轧在相变后进行，因而能在热轧板中形成对深冲性能有利的{111 } //ND织构从而使热轧板具有良好的冲压性能。本发明基于薄板坯连铸连轧流程采用铁素体轧制工艺生产高成形性的IF钢，具有工艺简单、成本低、生产效率高等优点，产品成形性能较高。
具体实施例方式
以下通过实施例对本发明作进一步说明。实施例一，钢厂精炼合格钢水，连铸成70*1270mm板坯，化学成分质量百分比是 C:0. 002%, Si:0. 013%, Mn :0. 15%, P :0. 006%, S:0. 004%, Al: O. 040%,余量为 Fe ;连铸坯加热到1080°C，钢坯出炉后进入两架粗轧机，粗轧过后经中间水冷至825 840°C，精轧除鳞进入五架精轧机进行轧制，终轧温度775 790°C，成品厚度4. 0mm，精轧完成后进入层流冷， 却冷却至700 720°C进行卷取，成卷后堆冷空冷，自然冷却到室温。化学成分列于表1，工艺参数列于表2，轧材力学性能见表3。实施例二，钢厂精炼合格钢水，连铸成70*1270mm板坯，化学成分质量百分比是 C:0. 002%, Si:0. 010%, Mn :0. 12%, P :0. 005%, S:0. 006%, Al: O. 052%,余量为 Fe ;连铸坯加热到1110°C，钢坯出炉后进入2架粗轧机，粗轧过后经中间水冷至810 830°C，精轧除鳞进入5架精轧机进行轧制，终轧温度760 780°C，成品厚度4. 0_，精轧完成后进入层流冷却，冷却至700 720°C进行卷取，成卷后堆冷空冷，自然冷却到室温。化学成分列于表1， 工艺参数列于表2，轧材力学性能见表3。实施例三，钢厂精炼合格钢水，连铸成70*1270mm板；K，化学成分质量百分比是 C:0. 003%, Si:0. 12%, Mn :0. 16%, P: O. 006%, S: O. 005%, Al: O. 034%,余量为 Fe ;连铸坯加热到1070°C，钢坯出炉后进入2架粗轧机，粗轧过后经中间冷却，冷却至800 820°C，精轧除鳞后进入5架精轧机进行轧制，终轧温度760 780V，成品厚度3. 5mm,精轧完成后进入层流冷却空冷至720 740°C进行卷取，成卷后堆冷空冷，自然冷却到室温。化学成分列于表 I，工艺参数列于表2,轧材力学性能见表3中。
权利要求
1.一种生产低成本高成形性IF钢的加工方法，其特征在于基于薄板坯连铸连轧采用铁素体轧制工艺生产IF钢，包含炼钢、连铸、加热、轧制、冷却和卷曲工序，各工序控制参数如下Cl)炼钢工序，经过LF、RH精炼，生产钢水，各组分质量百分比是C ( O. 007%, MnO.10 O. 30%, Si ( O. 03%, S 彡 O. 007%, P 彡 O. 008%, Als O. 020 O. 050%，其余为铁；(2)连铸工序，连铸拉速控制在3.O 5. O米/分钟；(3)加热工序，加热炉按加热、均热、保温的顺序进行，加热时间保持在O.3 O. 5小时， 板坯温度加热到1000 1150°C，板坯加热均匀，在通长方向、坯宽方向上温差不超过20°C;(4)轧制工序，粗轧在奥氏体区轧制；在粗轧、精轧机之间使用冷却设备进行冷却，将中间坯温度从粗轧机出口的> 950°C均匀冷却到750 850°C范围内；精轧采用润滑轧制，终轧温度控制在700 800°C ；(5)冷却和卷曲工序，经过层流冷却后，卷取温度控制在680 760°C。
2.如权利要求I所述一种生产低成本高成形性IF钢的加工方法，其特征在于卷取完毕后采用集中堆放，在缓冷情况下完成退火过程。
3.如权利要求I或2所述一种生产低成本高成形性IF钢的加工方法，其特征在于所说的炼钢工序，炼钢过程控制[O] ( 30ppm, [N] ( 30ppm。
4.如权利要求I或2所述一种生产低成本高成形性IF钢的加工方法，其特征在于所说的连铸工序，采用薄板坯连铸机，连铸坯厚度< 100mm，采用低碳保护渣进行保护，采用短流程薄板坯连铸连轧工艺，连铸坯直接入炉进入加热工序，入炉温度> 880°C。
5.如权利要求I或2所述一种生产低成本高成形性IF钢的加工方法，其特征在于所说的加热工序，使用隧道式辊底炉加热，板坯出炉温度为1100±50°C。
6.如权利要求I或2所述一种生产低成本高成形性IF钢的加工方法，其特征在于所说的轧制工序，粗轧机、精轧机及粗精轧机之间采用张力控制，粗轧机、精轧机保持连轧关系且保持微张力控制；粗轧机、精轧机之间的中间坯厚度为12 25mm;精轧采用润滑轧制，精轧压下率> 50%，精轧进口温度750 850°C，终轧温度为700 800°C。
7.如权利要求I或2所述一种生产低成本高成形性IF钢的加工方法，其特征在于所说的冷却工序，粗轧机、精轧机间使用水冷装置，确保在粗轧机、精轧连轧状态下迅速将中间坯温度由粗轧机出口的≥950°C均匀冷却至800 850°C的精轧进口温度。
8.如权利要求I或2所述一种生产低成本高成形性IF钢的加工方法，其特征在于所说的卷曲工序，卷取温度采用“U”形控制，带钢头部、带钢尾部< 10米长度范围的卷取温度， 比带钢中间部分高20 50°C，确保带卷冷却至室温后带钢通长组织、性能的均匀性。
全文摘要
本发明涉及一种生产低成本高成形性IF钢的加工方法，基于薄板坯连铸连轧采用铁素体轧制工艺生产IF钢，属于IF钢生产技术领域。技术方案是包含炼钢、连铸、加热、轧制、冷却和卷曲工序，采用薄板坯连铸机，连铸坯厚度≤100mm，入炉温度≥880℃。在热轧时粗轧、精轧机保持连轧关系且保持微张力控制，粗轧、精轧机之间使用水冷设备，将12～25mm厚度的中间坯温度，从粗轧机出口的≥950℃均匀冷却到750～850℃范围内，精轧在铁素体区轧制，并采用润滑轧制技术；卷取温度较高，在680～760℃，卷取后缓冷完成退火过程。本方法提供了一种不需冷轧和罩式退火就能获得高成形性热轧板的方法。本方法具有工艺简单、成本低、生产效率高、流程短等优点，产品成形性能较高。
文档编号C21D8/02GK102581008SQ201210051479
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月1日 优先权日2012年3月1日
发明者吕长宝, 宋海武, 徐杰, 王春峰, 王维东, 褚春光, 陈礼斌, 韩旭光, 马春红, 齐长发 申请人:河北钢铁股份有限公司唐山分公司