一种340MPa级冷轧低合金高强钢及其制造方法
【专利摘要】本发明公开一种340MPa级冷轧低合金高强钢，该钢种化学成份重量百分比为[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%；余量为Fe和不可避免的微量元素。工艺流程为：高炉铁水冶炼→铁水脱硫预处理→转炉钢水冶炼→LF钢水精炼处理→CSP薄板坯连铸连轧→酸洗冷连轧→罩式炉退火→平整→检验包装入库。本发明的产品化学成分和机械性能稳定，具有高强度，良好的塑韧性和成型性。
【专利说明】一种340MPa级冷轧低合金高强钢及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于钢铁冶炼领域，涉及340MPa冷轧低合金高强钢的生产制造。
【背景技术】
[0002]冷轧低合金高强钢是在低碳钢中添加少量的铌和/或钛等合金元素，使其与碳、氮等元素形成碳化物、氮化物并在铁素体基体上析出从而提高钢的强度。这种钢具有良好的成形性能和较高的强度，主要用于汽车行业或与汽车行业配套的机械加工行业，如汽车座椅、车门铰链加强板、车门防撞梁、横梁等结构件等内部结构件。随着汽车工业的发展，汽车对节能环保、碰撞安全性方面要求越来越高，车体必须同时具备轻量化、强度化。高强度钢在车身的应用比例已达到50%-80%。
[0003]目前该级别冷轧低合金高强钢其生产方法一般为:高炉铁水一转炉炼钢一常规连铸一常规热轧一酸洗冷连轧一连续退火一商品。该方法适用于常规热连轧机组与连续退火炉机组。
[0004]本发明对汽车用冷轧低合金高强钢板的使用要求、性能特点、生产技术进行研究，通过钢种成分设计，生产工艺过程控制，首次形成了 CSP薄板坯连铸连轧生产线和罩氏退火炉为核心工艺的冶炼、热轧、冷轧、退火的工艺生产方案和核心生产技术。
【发明内容】
[0005]本发明提供新的特别适合汽车产业应用的一种340MPa冷轧低合金高强钢及其制造方法，产品屈服强度为340?460MPa，抗拉强度为440?520MPa，延伸率彡25%。
[0006]采用的技术方案:一种340MPa级冷轧低合金高强钢，该钢种化学成份重量百分比为 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% ;余量为 Fe 和不可避免的微量元素。
[0007]一种340MPa级冷轧低合金高强钢的制造方法，其工艺路线为:高炉铁水冶炼一铁水脱硫预处理一转炉钢水冶炼一LF钢水精炼处理一CSP薄板坯连铸连轧一酸洗冷连轧一罩式炉退火一平整一检验包装入库；所述转炉钢水冶炼中:铁水控制P < 0.015fft%,S^0.030fft%, Si ( 0.020fft%, Si不做下限要求；冶炼过程采用全程底吹氩气，底吹供气强度为0.02?0.05m3/ (t*min)即每吨钢每分供氩气0.02?0.05立方；终点钢水溶解[0]控制在450?650ppm ；
所述LF钢水精炼处理中:钢水在LF炉进行铝脱氧、(Nb，Ti)复合微合金化和钙处理工艺，喂线速度为3?3.5m/s，钙处理后弱吹时间8?lOmin ；
所述的CSP薄板坯连铸连轧中:采用2流立弯形CSP薄板坯连铸，要求钢包下渣检测控制，联浇中包温度为1540?1565°C，中包使用无碳覆盖剂，使用低碳钢保护渣，铸坯拉速为4?4.7m/min。控制铸坯加热温度为1180±20°C，保证铸坯在炉内保温时间内，使微合金化元素固溶并控制奥氏体晶粒度；采用六机架TMCP热连轧机，终轧温度控制在900±20°C，卷取温度700±20°C。
[0008]所述的酸洗冷连轧中:冷轧相对压下率> 50%。
[0009]所述的罩式炉退火中:退火温度为650?690°C，加热速率彡65°C /h，保温时间彡7h，控制冷却速率20°C /h，控制冷却到580°C，出炉温度< 100°C。
[0010]所述的平整中:延伸率设定为1.2?1.8%。
[0011]本发明的有益效果:
1、本发明采用低碳、(Nb，Ti)复合微合金化的成份设计思路，通过合理的合金成分设计、热轧、冷轧和退火工艺，获得化学成分和机械性能稳定，具有高强度，良好的塑韧性和成型性，满足汽车用冷轧低合金高强钢的要求。2、本发明采用CSP薄板坯连铸连轧生产线生产热轧料。较其它常规生产方法具备生产周期短、生产成本低、质量稳定性强、产品屈服强度相对较高的工艺优点。3、本发明采用罩氏退火炉进行冷轧后的退火处理。退火处理时间长，性能波动范围小，塑韧性及成型性能较好。
【具体实施方式】
[0012]340MPa级冷轧低合金高强钢，工艺流程为:高炉铁水冶炼一铁水脱硫预处理一转炉钢水冶炼一LF钢水精炼处理一CSP薄板坯连铸连轧一酸洗冷连轧一罩式炉退火一平整—检验包装入库。
[0013]340MPa级冷轧低合金高强钢的制造方法，步骤如下:
1)经高炉冶炼、脱硫预处理的铁水进入转炉冶炼:转炉冶炼全程底吹氩气，底吹供气强度为 0.02 ?0.05m3/ (t*min)，转炉内控制 P 彡 0.015fft%,S ( 0.030fft%, Si ( 0.020fft%,Si不做下限要求，终点钢水溶解[0]控制在650?950ppm ; (t*min为每分钟吨钢)
2)LF炉钢水精炼:将1)的所得钢水转入LF炉，在LF炉进行铝脱氧、[Nb、Ti]复合微合金化、钙处理，钙线喂线速度为3-3.5m/s，钙处理后弱吹8?lOmin ；
3)CSP薄板坯连铸连轧:CSP铸机连铸，钢包下渣检测控制，联浇中包温度为1540?1565°C,中包使用无碳覆盖剂、碳钢保护渣，铸坯拉速为4?4.7m/min，铸坯加热温度为1180±20°C，连轧机轧制，终轧温度控制在900±20°C，卷取温度700±20°C ;
4)酸洗冷连轧:冷轧相对压下率>50% ；
5)罩式炉退火:退火温度为650?690°C，加热速率彡65°C/h，保温时间彡7h，控制冷却速率20°C /h，控制冷却到580°C，出炉温度< 100°C ；
6)平整:延伸率1.2?1.8%，平整后得到产品。
[0014]上述CSP铸机选择2流立弯形CSP铸机，CSP薄板坯连铸连轧所用连轧机为六机架TMCP热连轧机。
[0015]实施例1
340MPa级冷轧低合金高强钢，产品成分:[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]具体生产制造过程:1)经高炉冶炼、脱硫预处理的铁水进入转炉冶炼:转炉冶炼全程吹氩气，转炉内控制P彡0.010fft%, S彡0.030fft%, Si ( 0.020fft%, Si不做下限要求，终点钢水溶解[0]控制在450?650ppm，冶炼过程采用全程底吹氩气，底吹供气强度为0.02 ?0.05m3/ (t*min)；
2)LF炉钢水精炼:将1)的所得钢水转入LF炉，在LF炉进行铝脱氧、[Nb、Ti]复合微合金化、钙处理，钙线喂线速度为3.3m/s，钙处理后弱吹8min ；
3)CSP薄板坯连铸连轧:采用2流立弯形CSP薄板坯连铸，要求钢包下渣检测控制，联浇中包温度为1551?1560°C，中包使用无碳覆盖剂，使用低碳钢保护渣，铸坯拉速为4.7m/min。控制铸坯加热温度为1180°C，保证铸坯在炉内保温时间内，使微合金化元素固溶并控制奥氏体晶粒度；采用六机架TMCP热连轧机，终轧温度915°C，卷取温度716°C。热轧卷规格 4.5*1250mm ；
4)酸洗冷连轧:冷轧相对压下率66.67% ；
5)罩式炉退火:退火温度为655?689°C，加热速率42V/h，保温时间9.5h，控制冷却速率20°C /h，控制冷却到580°C，出炉温度91°C ;
6)平整:延伸率1.45%，平整后得到该例的产品，规格1.5*1250mm。
[0017]产品性能，Rel(Rp0.2):383 MPa, Rm:481 MPa，延伸:29%。
[0018]实施例2
340MPa级冷轧低合金高强钢，产品成分:[C]:0.059fft% ； [Si]:0.103fft% ；[Μη]:0.922fft% ； [Ρ]: 0.0068fft% ； [S]: 0.0036fft% ； [Als]:0.0356fft% ； [Nb]:0.0533fft% ；[Ti]:0.0381fft% ；
具体生产制造过程:1)经高炉冶炼、脱硫预处理的铁水进入转炉冶炼:转炉冶炼全程吹氩气，转炉内控制P彡0.0095Wt%，S彡0.030fft%, Si ( 0.020fft%, Si不做下限要求，终点钢水溶解[0]控制在450?650ppm，冶炼过程采用全程底吹氩气，底吹供气强度为0.02?0.05m3/ (t*min);
2)LF炉钢水精炼:将1)的所得钢水转入LF炉，在LF炉进行铝脱氧、[Nb、Ti]复合微合金化、钙处理，钙线喂线速度为3.4m/s，钙处理后弱吹9min ；
3)CSP薄板坯连铸连轧:采用2流立弯形CSP薄板坯连铸，要求钢包下渣检测控制，联浇中包温度为1548?1553°C，中包使用无碳覆盖剂，使用低碳钢保护渣，铸坯拉速为4.0m/min。控制铸坯加热温度为1185°C，保证铸坯在炉内保温时间内，使微合金化元素固溶并控制奥氏体晶粒度；采用六机架TMCP热连轧机，终轧温度909°C，卷取温度708°C。热轧卷规格 5.0*1250mm ；
4)酸洗冷连轧:冷轧相对压下率60.00% ；
5)罩式炉退火:退火温度为639?674°C，加热速率42°C/h，保温时间10.4h，控制冷却速率20°C /h，控制冷却到580°C，出炉温度87V ；
6)平整:延伸率1.77%%，平整后得到该例的产品，规格2.0*1250mm。
[0019]产品性能，Rel(Rp0.2):392 MPa, Rm:498 MPa，延伸:28%。
[0020]实施例3
340MPa级冷轧低合金高强钢，产品成分:[C]:0.055fft% ； [Si]:0.079fft% ；[Μη]:0.860fft%；[Ρ]:0.0068fft% ； [S]:0.0069fft% ； [Als]:0.0332fft% ； [Nb]:0.0490fft% ；[Ti]:0.0296fft% ；
具体生产制造过程:1)经高炉冶炼、脱硫预处理的铁水进入转炉冶炼:转炉冶炼全程吹氩气，转炉内控制P彡0.010fft%, S彡0.030fft%, Si ( 0.020fft%, Si不做下限要求，冶炼过程采用全程底吹氩气，底吹供气强度为0.02?0.05m3/ (t*min);终点钢水溶解[0]控制在 450 ?650ppm ；
2)LF炉钢水精炼:将1)的所得钢水转入LF炉，在LF炉进行铝脱氧、[Nb、Ti]复合微合金化、钙处理，钙线喂线速度为3.5m/s，钙处理后弱吹lOmin ；
3)CSP薄板坯连铸连轧:采用2流立弯形CSP薄板坯连铸，要求钢包下渣检测控制，联浇中包温度为1545?1554°C，中包使用无碳覆盖剂，使用低碳钢保护渣，铸坯拉速为4.5m/min。控制铸坯加热温度为1188°C，保证铸坯在炉内保温时间内，使微合金化元素固溶并控制奥氏体晶粒度；采用六机架TMCP热连轧机，终轧温度910°C，卷取温度713°C。热轧卷规格 4.0*1250mm ；
4)酸洗冷连轧:冷轧相对压下率70.00% ；
5)罩式炉退火:退火温度为659?687°C，加热速率42°C/h，保温时间彡7h，控制冷却速率20°C /h，控制冷却到580°C，出炉温度89°C ；
6)平整:延伸率1.58%，平整后得到该例的产品，规格1.2*1250mm，产品性能，Rel(Rp0.2):379 MPa, Rm:466 MPa，延伸:29%。
【权利要求】
1.一种340MPa级冷轧低合金高强钢，其特征是:该钢种化学成份重量百分比为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% ;余量为 Fe 和不可避免的微量元素。
2.—种340MPa级冷轧低合金高强钢的制造方法，步骤如下: O经高炉冶炼、脱硫预处理的铁水进入转炉冶炼:转炉冶炼全程吹氩气，转炉内控制P彡0.015Wt%，S彡0.030fft%, Si ( 0.020fft%, Si不做下限要求，终点钢水溶解[O]控制在450 ?650ppm ； 2)LF炉钢水精炼:将I)的所得钢水转入LF炉，在LF炉进行铝脱氧、[Nb、Ti]复合微合金化、钙处理，钙线喂线速度为3?3.5m/s，钙处理后弱吹8?1min ； 3)CSP薄板坯连铸连轧:CSP铸机连铸，钢包下渣检测控制，联浇中包温度为1540?1565°C,中包使用无碳覆盖剂、碳钢保护渣，铸坯拉速为4?4.7m/min，铸坯加热温度为1180±20°C，连轧机轧制，终轧温度控制在900±20°C，卷取温度700±20°C ; 4)酸洗冷连轧:冷轧相对压下率>50% ； 5)罩式炉退火:退火温度为650?690°C，加热速率彡650C/h，保温时间彡7h，控制冷却速率20°C /h，控制冷却到580°C，出炉温度< 100°C ； 6)平整:延伸率1.2?1.8%，平整后得到产品。
3.如权利要求2所述的340MPa级冷轧低合金高强钢的制造方法，其特征是:所述转炉冶炼时吹氩气为底吹氩气，底吹供气强度为0.02?0.05m3/ (t*min)。
4.如权利要求2所述的340MPa级冷轧低合金高强钢的制造方法，其特征是:所述CSP铸机选择2流立弯形CSP铸机。
5.如权利要求2所述的340MPa级冷轧低合金高强钢的制造方法，其特征是:所述CSP薄板坯连铸连轧所用连轧机为六机架TMCP热连轧机。
【文档编号】C22C38/12GK104250703SQ201410372216
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年7月31日 优先权日:2014年7月31日
【发明者】常崇民, 赵小龙, 王瑾, 郑跃强, 张梁, 罗晓阳, 李积鹏, 王云平, 崔虎, 李 诚 申请人:甘肃酒钢集团宏兴钢铁股份有限公司