专利名称：无点状表面缺陷的热轧集装箱用钢及其制造方法
技术领域：
本发明涉及冶炼轧钢技术领域，具体地指一种无点状表面缺陷的热轧集装箱用钢及其制造方法。
背景技术：
随着集装箱用钢产品的发展，产品的力学性能在逐步提高，由于集装箱用钢中含有较多的Ni、Cu、Cr等合金元素,在生产中易于出现表面质量问题,而正是这些表面质量问题制约着集装箱用钢整体质量的提高。在这些表面质量问题中，表面出现的细短条状、点状氧化铁皮缺陷成为集装箱用钢的主要缺陷。缺陷的出现造成产品的降级和改判，给钢铁公司造成了较大的经济损失。为了消除由于Cu富集而产生的表面裂纹缺陷，期刊文献I作者万兰凤，冷祥贵等，集装箱用钢SPA-H的试制，梅山科技，2003 (3) :25_27。介绍了集装箱用热轧板带SPA-H，在加热时，采用了高温快烧的原则，即板坯出炉温度1250°C，在炉时间<160min，基本保证140 145min。其主要化学成分为C O. 07 O. 11，Si O. 25 O. 45，Mn O. 35 O. 50，PO. 080 O. 120, S 彡 O. 020, Cu O. 25 O. 35，Cr O. 45 O. 60, Ni O. 24 O. 30。终轧温度850 890°C，层流冷却采用前段冷却方式，卷取温度600 650°C。期刊文献2作者徐明，周宏伟，集装箱用SPA-H耐大气腐蚀钢的开发研制，辽宁科技学院学报，2005，7 (I) :12-14。介绍了本钢开发SPA-H时，为防止铸坯加热时表面产生龟裂而造成的成品板卷边裂(铜脆)，采取不同于其它钢种的加热制度。控制了加热炉内的气氛，保证其为还原性或中性，加快升温速度，提高加热温度，缩短钢坯高温在炉时间，减少Cu在晶界及坯表面的富集。在含Cu钢的生产中，为了防止钢材表面Cu的富集产生的表面裂纹，主要通过加热工艺的控制和对板坯进行除鳞来控制，如专利文献3作者近藤泰光，川崎薰等，表面性状优良的含Cu钢材及其制造方法，专利申请号=03825411. 5。公开了一种表面性状优良的含Cu钢材及其制造方法，针对含Cu为O. 05^3%的钢材，通过控制加热炉内的气氛达到使Cu及低熔点的合金元素通过FeO蒸发到空气中，或使这些元素富集在板还表面的Fe304中，在出炉后通过除鳞的方式将钢基表面富集的Cu去除，从而达到消除富集Cu诱发的表面裂纹。专利文献4刘锟，郭佳等，一种含Cu低合金钢生产方法，专利申请号201010235930. 7。公开了一种含Cu低合金钢生产方法，通过控制炉内加热工艺达到减少钢材表面Cu的富集，在粗轧阶段采用全道次除鳞达到去除表面氧化铁皮，从而生产表面质量良好的含Cu钢。其化学成分为:C :彡O. 20，Si :彡O. 75，Mn :彡2. O, Cu 0. 05 I. 5，Cr (5. O, Mo ( O. 30，Nb ( O. 15，V 彡 O. 15，P :彡 O. 15，S 彡 O. 035，Ti ( O. 15，其余为 Fe 和杂质元素。主要生产工艺参数为加热炉中，加热二段和均热段采用弱还原性气氛，出炉出口温度124(Tl280°C，总在炉时间为15(Tl80min，粗轧采用6道次轧制，均进行除鳞。在相关含Cu、Ni耐候钢的专利文献中，专利文献[5]董杰，周平，一种耐候热轧宽钢带及其制造方法，专利申请号200710113231. 3，介绍了一种含Cu、Ni耐候热轧宽带钢的制造方法，其适用的钢材成分为(质量百分比)，C 0. 06^0. 12，Si :0.20 0.50，Mn O. 30 0· 50，Cu 0. 25 O. 40，Cr 0. 30 1· 2，Ni 0. 10 0· 50，P 0. 07 O. 15，S 彡 O. 015%,其余为Fe和杂质元素。其生产的主要工艺参数为加热时间为8(T90min，出炉温度为116(Tl210°C，粗轧末道次温度102(Tl080°C，精轧终轧85(T890°C，卷取温度605 635°C。专利文献[6]钱余海，李自刚等，一种高耐蚀高强度耐候钢及其制造方法，专利申请号200710045329. X，介绍了一种含Cu、Ni高耐蚀高强度耐候钢及其制造方法，其化学成分为C 0. 002 O. 005，Si 0. 20 0· 40，Mn 0. 0Γ0. 05，Cu 0. 20 0· 40，Cr 4. 50 5· 5，Ni (O. 40，P S O. 020，S 彡 O. 008, N 0. 00Γ0. 006，Ti ( O. 03，Al 0. 0Γ0. 05，其余为 Fe 和杂质元素。其生产的主要工艺参数为板坯加热温度> 1200°C，粗轧终轧温度> 880°C，精轧终轧温度80(T85(TC，卷取温度60(T650°C。综合上述文献，现有技术主要通过控制加热炉的加热温度、加热气氛达到减少界面富集的Cu或通过后续道次的除鳞去除表面铁皮的目的，解决集装箱钢由于晶界富集大 量的Cu而产生的表面裂纹缺陷，这些大量富集的Cu通常在加热炉中产生，因此现有技术着重在加热工艺上进行了大量的研究，且现有技术主要针对正常加热条件下出现的表面裂纹问题，即钢坯在炉时间通常小于180min。另外在钢坯出炉后，主要在粗轧阶段采取了多道次除鳞的措施去除表面氧化铁皮，产生了一定的效果。但在实际生产中发现，加热炉中的钢坯经常会由于后工序设备的问题造成钢坯在炉内长时间O 180min)待温的情形，在这种情况下，集装箱钢表面会产生较为严重的表面点状、柳叶状等缺陷问题。另外，在加热时间较短，粗轧采用多道次除鳞的情况下，含Cu、Ni的集装箱钢仍然会产生点状、柳叶状表面缺陷，尤其在钢中残留有Sn、As等低熔点元素时，点状、柳叶状表面缺陷问题更加严重。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种无点状表面缺陷的热轧集装箱用钢及其制造方法，该热轧集装箱用钢及其制造方法通过对含Cu、Ni集装箱钢的合金成分和加热、粗轧及精轧工艺进行设计，解决了集装箱钢在炉时间> 180min时的表面点状、柳叶状缺陷问题，或在正常加热条件下即加热时间<180min时的表面点状、柳叶状缺陷问题。一种无点状表面缺陷的热轧集装箱用钢，其特征在于，该热轧集装箱用钢的成份按重量百分比计为C 0. 05 O. 20，Si 0. 05 I. 00，Mn 0. 2 2· O, P 0. 05 O. 20，Cu
O.05 O. 60，Cr 0. 20 0· 80，Ni :0 0· 60, S ( O. 010，Als 0. 015 O. 060，Sn ( O. 020%,As ( 0. 020%，其余为铁和不可避免的杂质。进一步地，所述Ni与Cu的比值彡0. 2，Sn与Cu的比值彡0. 12，As与Cu的比值(0. 10。一种无点状表面缺陷的热轧集装箱用钢的制造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤首先经过铁水脱硫、转炉吹炼和连铸得到热轧集装箱用钢的原料钢板坯，然后对所述原料钢板坯依次进行加热、粗轧前除鳞、粗轧、精轧、层流冷却和卷取处理；所述原料钢板坯的加热过程在加热炉中进行，在加热时间为6(Tl80min的正常节奏出钢时，加热炉内气氛为微氧化性气氛，加热炉内残氧含量控制为< I. 0%，出炉温度控制为 1190 1230°C ；所述原料钢板坯在粗轧阶段的粗轧出口温度控制在100(Tll0(TC的范围内，在粗轧阶段的温降控制为≥ISO0C ；所述原料钢板坯在精轧阶段的精轧入口温度控制在90(Tl020°C的范围内。进一步地，当由于加热后续工序出现故障，导致加热时间> 180min时,控制加热炉内均热段温度为115(Tll70°C，控制加热炉内均热段燃烧气氛的残余氧含量为< O. 3% ；当加热后续工序故障排除后恢复 到正常节奏出钢时，控制出炉温度快速升至125(Tl280°C，升温时间控制在2 lOmin。进一步地，当由于加热后续工序出现故障，导致加热时间> 180min时,还控制粗轧前除鳞温度彡1230°C。进一步地，当粗轧出口温度为104(Tll0(TC时，所述原料钢板坯在中间辊道运行时间控制在5 45s ;当粗轧出口温度< 1040°C时，所述原料钢板坯在中间辊道运行时间控制在5 60s。进一步地，所述精轧阶段的板坯总压下率控制在309Γ85%。 本发明中原料钢中的残余元素As、Sn容易在氧化铁皮/基体界面和奥氏体晶界偏聚，能明显降低CiuCuNi合金的熔点，合金元素Ni能提高Cu在钢中的固溶度，因此保证Ni与Cu的比值> O. 2，可明显减少Cu在氧化铁皮和基体界面处的偏聚及向基体的渗透。使Sn与Cu的比值彡O. 12，As与Cu的比值彡O. 10，可减少残余元素的偏聚，并使界面富集的残余元素富集的合金熔点在较高温度，有利于通过除鳞去除。另外，本发明的制造方法通过对含Cu、Ni集装箱钢的合金成分和加热、粗轧及精轧工艺进行设计，解决了集装箱钢在加热炉中的加热时间>180min时的表面点状、柳叶状缺陷问题，或在正常加热条件下即加热时间为6(Tl80min时的表面点状、柳叶状缺陷问题。
具体实施例方式以下结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明一种无点状表面缺陷的热轧集装箱用钢，其特征在于，该热轧集装箱用钢的成份按重量百分比计为C 0. 05 O. 20，Si 0. 05 I. 00，Mn 0. 2 2· O, P 0. 05 O. 20，Cu
O.05 O. 60，Cr 0. 20 0· 80，Ni :0 0· 60, S ( O. 010，Als 0. 015 O. 060，Sn ( O. 020%,As ( O. 020%，其余为铁和不可避免的杂质。上述技术方案中，所述Ni与Cu的比值彡O. 2，Sn与Cu的比值彡O. 12，As与Cu的比值< O. 10。保证Ni与Cu的比值> O. 2，可明显减少Cu在氧化铁皮和基体界面处的偏聚及向基体的渗透。保证Sn与Cu的比值彡O. 12，As与Cu的比值彡O. 10，可减少残余元素的偏聚，并使界面富集的残余元素富集的合金熔点在较高温度，有利于通过除鳞去除。一种上述无点状表面缺陷的热轧集装箱用钢的制造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤首先经过铁水脱硫、转炉吹炼和连铸得到热轧集装箱用钢的原料钢板坯，然后对所述原料钢板坯依次进行加热、粗轧前除鳞、粗轧、精轧、层流冷却和卷取处理；所述原料钢板坯的加热过程在加热炉中进行，在加热时间为6(Tl80min的正常节奏出钢时，加热炉内气氛为微氧化性气氛，加热炉内残氧含量控制为< I. 0%，出炉温度控制为 1190 1230°C ；所述原料钢板坯在粗轧阶段的粗轧出口温度控制在100(Tll0(TC的范围内，在粗轧阶段的温降控制为彡ISO0C ；
所述原料钢板坯在精轧阶段的精轧入口温度控制在90(Tl020°C的范围内。上述技术方案中，为保证热轧集装箱用钢的原料钢板坯的表面质量，使炉内气氛为微氧化性气氛，微氧化性气氛可使连铸坯表面原有的缺陷在加热炉中通过氧化去除，但燃烧气氛中的残氧含量不能过高，以减少氧化烧损和减少Cu的富集以及钢表面Fe2Si04的形成。上述技术方案中，当板坯正常加热时(加热时间6(Tl80min)，板坯出炉后，通过缩短板坯在辊道上的运行时间，提高板坯出炉后第一 次除鳞时的表面温度，从而使第一道次除鳞使板坯表面的热应力进一步加大，进一步提高氧化铁皮的剥离性，去除炉生氧化铁皮。在粗轧后续道次中，通过采用多道次除鳞，使板坯轧制温度保持在低温，进一步减少板坯表面残余元素的富集量。上述技术方案中，当由于加热后续工序出现故障，导致加热时间> 180min时，控制加热炉内均热段温度为115(T117(TC，控制加热炉内均热段燃烧气氛的残余氧含量为彡O. 3%;当加热后续工序故障排除后恢复到正常节奏出钢时，控制出炉温度快速升至125(Tl280°C，升温时间控制在2 10min。当热轧集装箱用钢的原料钢板坯在加热炉内需要长时间加热时(加热时间> 180min),降低均热段的温度和气氛中残氧含量,一方面可有效减少基体表面的富集的残余兀素，另一方面减少钢中Fe2SiO4 (溶点1173°C)向基体渗入的深度，减轻了出炉后的一次氧化铁皮的去除难度。当钢坯可以出炉时，迅速加热钢坯至比原出炉温度更高的温度，使钢坯表面的氧化铁皮具有高的热应力，钢坯出炉后，立即采用高压水快速冷却钢坯表面，进一步增大表面氧化铁皮的热应力，提高表面铁皮的剥离性。上述技术方案中，当由于加热后续工序出现故障，导致加热时间> 180min时，还控制粗轧前除鳞温度> 1230°C。上述技术方案中，板坯粗轧阶段采用短时快冷的冷却方式，粗轧阶段热轧集装箱用钢的原料钢板坯的温降控制在> 180°C。上述技术方案中，当粗轧出口温度为104(ni00°C时，所述原料钢板坯在中间辊道运行时间控制在5 45s ;当粗轧出口温度< 1040°C时，所述原料钢板坯在中间辊道运行时间控制在5飞Os。上述方案减少了板坯在中间辊道的运行时间和降低精轧阶段的开轧温度可明显减少板坯表面Cu及其它低熔点合金的富集。上述技术方案中，所述精轧阶段的板坯总压下率控制在309Γ85%。所述板坯总压下率为(精轧前板坯的厚度一精轧后板坯的厚度)/精轧前板坯的厚度。上述技术方案中，精轧轧制阶段不投入机架间冷却水。精轧轧制过程中，使用冷却水会加速表面氧化铁皮中的Cu及其低熔点合金的偏聚，尤其钢中含有Sn、As等元素时，从而增加缺陷产生的几率。以下为本发明几种具体实施例中的各成分含量列表。
权利要求
1.一种无点状表面缺陷的热轧集装箱用钢，其特征在于，该热轧集装箱用钢的成份按重量百分比计为C 0. 05 O. 20，Si 0. 05 I. 00，Mn 0. 2 2· O, P 0. 05 O. 20，Cu O. 05 O. 60，Cr 0. 20 0· 80，Ni :0 0· 60, S ( O. 010，Als 0. 015 O. 060，Sn ( O. 020%,As ( O. 020%，其余为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求I所述的无点状表面缺陷的热轧集装箱用钢，其特征在于所述Ni与Cu的比值彡O. 2，Sn与Cu的比值彡O. 12，As与Cu的比值彡O. 10。
3.—种权利要求I所述无点状表面缺陷的热轧集装箱用钢的制造方法，其特征在于，该方法包括如下步骤首先经过铁水脱硫、转炉吹炼和连铸得到热轧集装箱用钢的原料钢板坯，然后对所述原料钢板坯依次进行加热、粗轧前除鳞、粗轧、精轧、层流冷却和卷取处理； 所述原料钢板坯的加热过程在加热炉中进行，在加热时间为6(Tl80min的正常节奏出钢时，加热炉内气氛为微氧化性气氛，加热炉内残氧含量控制为< I. 0%，出炉温度控制为1190 1230°C ； 所述原料钢板坯在粗轧阶段的粗轧出口温度控制在100(Tll0(TC的范围内，在粗轧阶段的温降控制为彡180°C ； 所述原料钢板坯在精轧阶段的精轧入口温度控制在90(Tl020°C的范围内。
4.根据权利要求3所述无点状表面缺陷的热轧集装箱用钢的制造方法，其特征在于当由于加热后续工序出现故障，导致加热时间> 180min时，控制加热炉内均热段温度为115(Tll70°C，控制加热炉内均热段燃烧气氛的残余氧含量为< O. 3% ;当加热后续工序故障排除后恢复到正常节奏出钢时，控制出炉温度快速升至125(Tl280°C，升温时间控制在2 IOmin0
5.根据权利要求4所述无点状表面缺陷的热轧集装箱用钢的制造方法，其特征在于当由于加热后续工序出现故障，导致加热时间> ISOmin时，还控制粗轧前除鳞温度彡 1230。。。
6.根据权利要求3或4或5所述无点状表面缺陷的热轧集装箱用钢的制造方法，其特征在于当粗轧出口温度为104(Tll0(TC时，所述原料钢板坯在中间辊道运行时间控制在5^45s ;当粗轧出口温度彡1040°C时，所述原料钢板坯在中间辊道运行时间控制在5飞Os。
7.根据权利要求3或4或5所述无点状表面缺陷的热轧集装箱用钢的制造方法，其特征在于所述精轧阶段的板坯总压下率控制在309Γ85%。
全文摘要
本发明公开了一种无点状表面缺陷的热轧集装箱用钢，其特征在于，该热轧集装箱用钢的成份按重量百分比计为C0.05～0.20，Si0.05～1.00，Mn0.2~2.0，P0.05~0.20，Cu0.05~0.60，Cr0.20~0.80，Ni0~0.60，S≤0.010，Als0.015～0.060，Sn≤0.020%，As≤0.020%，其余为铁和不可避免的杂质。上述热轧集装箱用钢的制造方法为首先经过铁水脱硫、转炉吹炼和连铸得到热轧集装箱用钢的原料钢板坯，然后对所述原料钢板坯依次进行加热、粗轧前除鳞、粗轧、精轧、层流冷却和卷取处理。本发明解决了集装箱钢在加热炉中的加热时间>180min时的表面点状、柳叶状缺陷问题，或在正常加热条件下即加热时间为60~180min时的表面点状、柳叶状缺陷问题。
文档编号C22C38/42GK102644031SQ201210153919
公开日2012年8月22日 申请日期2012年5月17日 优先权日2012年5月17日
发明者刘洋, 杨奕, 汪水泽, 汪荣, 谭文, 陈丽娟, 韩斌 申请人:武汉钢铁(集团)公司