一种细化釉化用钢晶粒的方法与流程

本发明涉及一种细化釉化用钢晶粒的方法，属于轧钢生产技术领域。

背景技术：

釉化钢是指在钢板(釉化用钢)表面搪烧一层厚度为100～500μm的玻璃质瓷釉并在高温下烧制成金属与无机氧化物牢固结合的复合材料。釉化钢既保持了钢板基材强韧和抗冲击的特性，也具有瓷釉层强的耐酸碱、耐腐蚀、不燃烧、易清洁、无污染无辐射等特点，被广泛应用于轻工、家电、冶金、化工和建筑等领域。釉化用钢在某些服役过程中(如用于热水器内胆的釉化用钢)需要承受一定的温度和应力，因此，要求在釉化烧结后具有较高的屈服强度，但烧制玻璃釉的热循环处理会使釉化用钢出现屈服强度下降的问题，导致热水器内胆在使用过程中产生失效的风险。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种细化釉化用钢晶粒的方法，该方法通过将微合金化与形变诱导铁素体相变(dsit)工艺相结合，大大细化了釉化用钢晶粒的粒径，从而提高了釉化用钢的屈服强度。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

一种细化釉化用钢晶粒的方法，具体包括如下步骤：

(1)将钢锭放入1150±50℃的高温熔炼炉中保温2～3小时；

(2)将加热后的钢锭置于轧机上，进行六道次轧制得到轧制钢材；其中，前三道次轧制的开轧温度为1000～1100℃，后三道次轧制的开轧温度为840～850℃；

(3)将步骤(2)得到的轧制钢板置于连续水冷装置中进行冷却，冷却速率为18～19℃，且水冷装置的出水温度为440～480℃，待轧制钢板温度降至与水冷装置出水温度一致后，将轧制钢板进行空冷冷却至室温，得到釉化用钢。

其中，所述钢锭由如下质量百分比的成分组成：c：0.065～0.069wt.％，si：0.48～0.51wt.％，mn：1.18～1.25wt.％，p：0.045～0.052wt.％，al：0.022～0.032wt.％，cu：0.15～0.17wt.％，nb：0.02～0.06wt.％，s：0.0033wt.％，n：0.0023wt.％，ti：0.0015wt.％，sn：0.0022wt.％，b：0.001wt.％，余量为fe和其它不可避免的杂质。

其中，步骤(2)中，进行六道次轧制前，先使轧辊间距大于钢锭的厚度，空过一道次轧制后再进行六道次轧制。

其中，步骤(2)中，六道次轧制过程中，从第一道至第六道次的轧辊间距依次为60mm、45mm、32mm、15mm、6mm和2.3mm。

其中，步骤(2)中，六道次轧制过程中，从第一道至第六道次的压下率依次为：25％、25％、28.9％、53.1％、60.0％和61.7％。

有益效果：本发明方法将微合金化与dsit工艺相结合，一方面促进了铁素体晶粒的细化，另一方面也能使应变能得到释放，避免残余应变能造成热处理后晶粒的长大，晶粒的细化与应变能的释放将显著提高釉化用钢轧制态及热处理后的屈服强度。

附图说明

图1是不含nb的釉化用钢轧制态的显微组织图；

图2是含0.02wt.％nb的釉化用钢轧制态的显微组织图；

图3是含0.04wt.％nb的釉化用钢轧制态的显微组织图；

图4是含0.06wt.％nb的釉化用钢轧制态的显微组织图；

图5是不同nb含量的釉化用钢的应力应变曲线。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本发明。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本发明，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本发明。

实施例1

本实施例中钢锭的成分为：0.0674wt.％c，0.506wt.％si，1.25wt.％mn，0.0501wt.％p，0.0313wt.％al，0.157wt.％cu，0.0205wt.％ti，0.0030wt.％s，余量为铁和其它不可避免的杂质。

本实施例中钢锭的轧制工艺如下：

步骤1，将钢锭放入1150±50℃的高温感应炉中保温2～3小时；

步骤2，去除步骤1保温后出炉的钢锭表面的氧化皮，然后将钢锭放置于轧机上，进行六道次轧制得到轧制钢材；其中，各道次的开轧温度如表1所示，各道次的轧辊间距如表2所示，第三道次轧制完成后，待钢板温度降低至840℃开始进行第四道次的轧制；

步骤3，将步骤2中第六道次轧制结束后的钢材置于连续水冷装置中进行冷却，水冷冷速为19℃/s，且水冷装置的出水温度为440℃，待钢材温度降至与出水温度一致后进行空冷冷却至室温即可。

表1为实施例1轧制工艺的温度参数/℃

表2轧辊间距和压下率参数

实施例2

本实施例中钢锭的成分为：0.0659wt.％c，0.488wt.％si，1.185wt.％mn，0.0453wt.％p，0.0224wt.％al，0.1579wt.％cu，0.0213wt.％nb，0.0033wt.％s，0.0023wt.％n，0.0015wt.％ti，0.0022wt.％sn，0.001wt.％b，余量为铁和不可避免的杂质。

本实施例钢锭所用轧制工艺如下：

步骤1，将钢锭放入1150±50℃的高温感应炉中保温2～3小时；

步骤2，去除步骤1保温后出炉的钢锭表面的氧化皮，然后将钢锭放置于轧机上，进行六道次轧制得到轧制钢材，各道次的开轧温度如表3所示，各道次的轧辊间距如表2所示，第三道次轧制完成后，待钢板温度降低至840℃开始进行第四道次的轧制；

步骤3，将步骤2中第六道次轧制结束后的钢材置于连续水冷装置中进行冷却，水冷冷速为19.0℃/s，且水冷装置的出水温度为442～460℃，待钢材温度降至与出水温度一致后进行空冷冷却至室温。

表3为实施例2轧制工艺的温度参数/℃

实施例3

本实施例中钢锭的成分为：0.0670wt.％c，0.498wt.％si，1.221wt.％mn，0.0480wt.％p，0.0314wt.％al，0.1601wt.％cu，0.0410wt.％nb，0.0033wt.％s，0.0023wt.％n，0.0015wt.％ti，0.0022wt.％sn，0.001wt.％b，余量为铁和不可避免的杂质。

本实施例钢锭所用轧制工艺如下：

步骤1，将钢锭放入1150±50℃的高温感应炉中保温2～3小时；

步骤2，去除步骤1保温后出炉的钢锭表面的氧化皮，然后将钢锭放置于轧机上，进行六道次轧制得到轧制钢材，各道次的开轧温度如表4所示，各道次的轧辊间距如表2所示，第三道次轧制完成后，待钢板温度降低至840℃开始进行第四道次的轧制；

步骤3，将步骤2中第六道次轧制结束后的钢材置于连续水冷装置中进行冷却，水冷冷速为18.8℃/s，且水冷装置的出水温度为445～462℃，待钢材温度降至与出水温度一致后进行空冷冷却至室温。

表4为实施例3轧制工艺的温度参数/℃

实施例4

本实施例中钢锭的成分为：0.0687wt.％c，0.505wt.％si，1.236wt.％mn，0.0514wt.％p，0.0264wt.％al，0.1617wt.％cu，0.0625wt.％nb，0.0033wt.％s，0.0023wt.％n，0.0015wt.％ti，0.0022wt.％sn，0.001wt.％b，余量为铁和不可避免的杂质。

本实施例钢锭所用轧制工艺如下：

步骤1，将钢锭放入1150±50℃的高温感应炉中保温2～3小时；

步骤2，去除步骤1保温后出炉的钢锭表面的氧化皮，然后将钢锭放置于轧机上，进行六道次轧制得到轧制钢材，各道次的开轧温度如表5所示，各道次的轧辊间距如表2所示，第三道次轧制完成后，待钢板温度降低至840℃开始进行第四道次的轧制；

步骤3，将步骤2中第六道次轧制结束后的钢材置于连续水冷装置中进行冷却，水冷冷速为18.2℃/s，且水冷装置的出水温度为467～479℃，待钢材温度降至与出水温度一致后进行空冷冷却至室温。

表5为实施例4轧制工艺的温度参数/℃

表6为各实施例制得的钢板的晶粒尺寸和屈服强度

通过表6可知，本发明方法通过微合金化与dsit工艺共同作用实现釉化用钢晶粒的超细化。本发明在低碳钢的基础上加入nb等合金元素，并结合dsit工艺，将钢板轧制温度控制在ar3温度附近(对于不同的nb含量，对应的轧制温度不同)，使钢在形变诱导相变作用与nb元素强烈的晶粒细化和沉淀强化的作用下析出超细小的铁素体晶粒，同时，通过控制冷却速度，抑制降温过程中的晶粒长大，从而实现有效细化晶粒尺寸。