一种提高焊瓶钢杯口形状均匀性的带钢生产方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种提高焊瓶钢杯口形状均匀性的带钢生产方法，属冶金板带轧制技术领域。
【背景技术】
[0002]HP295是焊瓶钢产品用量最大、用途最广的一个牌号，主要用于制造家庭10kg、15kg装的液化石油气瓶、钢质无缝气瓶和车用压缩天然气瓶等。通常，焊瓶钢从带钢原料制造成瓶体，主要生产工艺为:热轧原料钢卷开卷、开平一冲裁圆片一将圆片冲压拉延成半罐体一半罐体收口一将收口和未收口的半罐体套接焊成型一热处理一承压和泄漏检测—包装。成型过程中带钢受外力而产生变形的工序有:冲裁圆片，拉延，收口等关键的工艺过程，在这三个变形工序过程中，经常会出现焊瓶钢焊接成形后收口位置形状不良现象，即“杯口不齐”现象，给焊瓶钢产品厂家及广大用户带来了极大的困扰；经分析，热轧带钢各项力学性能不均和带钢表面硬度偏低是造成“杯口不齐”的主要原因。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种提高焊瓶钢杯口形状均匀性的带钢生产方法，采用该工艺生产的带钢产品通卷温度变化均匀，奥氏体晶粒长大、相变过程差异性小、带钢在拉伸或深冲时各向均匀延伸，从而提高焊瓶钢产品杯口形状均匀性，解决【背景技术】中的缺陷。
[0004]本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为:
一种提高焊瓶钢杯口形状均匀性的带钢生产方法，包含如下工艺步骤:
(I)、炼钢-连铸工序生产铸坯；
(2 )、铸坯加热工序，消除铸坯温度梯度；
(3)、铸坯轧制工序；
(4)、带钢卷取工序；
(5)、平整工序；
所述步骤(I)中铸坯成分重量百分含量分别为:C:0.14%-0.17%，Si 0.05%，Mn:0.8%-1.0%，P:彡 0.015%，S:彡 0.005%，Als:0.015%_0.035%，Ti:0.01%-0.02% ;所述步骤
(3)铸坯轧制的冷却方式为层流冷却，所述步骤(4)中卷取温度为570°C _630°C，其改进之处为:所述步骤(2)铸坯加热温度为1160°C-1240°C，保温40 min -60 min ;所述步骤(3)轧制工序中层流冷却速率控制在34.10C /s-92.8°C /s。
[0005]上述的一种提高焊瓶钢杯口形状均匀性的带钢生产方法，所述步骤(3)轧制工序中边部遮挡单侧行程为(0-270)mm;层流冷却水量分别控制为:带钢上表面层流冷却水量为下表面的81%-95%(重量百分比)，带钢头部0-120米层流冷却水量为正常水量的70%-85%(重量百分比)，带钢尾部0-120米冷却水量为正常水量的50%-75% (重量百分比)，带钢中部层流冷却水量设置为正常水量；经过减少冷却水量后不同厚度规格的带钢头部0-120米层流冷却“水冷段”冷却速率控制在38°C /s-64°C /s，带钢尾部0-120米层流冷却“水冷段”7令却速率控制在34.10C /s-55°C /s，带钢正常位置层流冷却“水冷段”冷却速率控制在42°C /s-92.8V /s0
[0006]上述的一种提高焊瓶钢杯口形状均匀性的带钢生产方法，所述步骤(3)轧制工序中粗轧最后道次轧制温度范围为1025°C -1060°C，精轧开轧温度范围为964°C _975°C，避开978 °C -1023 °C之间部分再结晶温区轧制。
[0007]上述的一种提高焊瓶钢杯口形状均匀性的带钢生产方法，所述步骤(5)平整工序中入口张力控制为60KN-180KN，出口张力控制为180KN-400KN，压下力控制为600KN-3600KN，延伸率控制为 0.2%-1.5%。
[0008]上述的一种提高焊瓶钢杯口形状均匀性的带钢生产方法，所述步骤(3)中层流冷却正常水量为带钢上表面冷却水量与下表面冷却水量之和，范围2000m3/h -2680m3/h。
[0009]本发明首先利用热模拟试验机测定目标钢种动态连续转变过程和绘制CCT曲线，控制层流冷却工艺及带钢微观组织变化规律，得到通卷均匀的微观组织，达到力学性能均匀性的目的。其中在轧制工序中，需要避开978°C -1023°C之间部分再结晶温区轧制，以避免混晶组织带来的性能恶化；层流冷却速率采用降速冷却模式，将冷却速率控制在34.10C /s-92.8°C /s，主要目的是控制带钢厚度方向上晶粒尺寸均匀性，使通卷微观组织分布均匀且晶粒尺寸差异性明显降低；对带钢不同部位层流冷却水量的控制使带钢通卷温度变化均匀，奥氏体晶粒长大、相变差异性小；平整工序的增加能够提高带钢表面硬度并消除屈服平台，使钢板在拉伸或深冲时获到各向均匀的延伸。
[0010]本发明的有益效果:
(I)带钢温度分布均匀性得到很大的改善，带钢头部0-120米平均温度与尾部0-120米平均温度之差范围5°C _17°C，通过调整边部遮挡装置横移位移量，使带钢横向同一水平线上向操作侧、四分之一、心部、四分之三、驱动侧温度之差范围5°C -15°C。
[0011](2)带钢微观组织的均匀性得到很大的改善，对于同一厚度规格的带钢，沿同一宽度方向上取O度、30度、45度、60度、90度五个方向试样，沿着厚度方向上进行表面位置、心部位置微观结构检测，检测结果显示:热轧带钢微观组织以铁素体(含量77%-93%)和珠光体(含量7%-23%)为主，带钢近表位置晶粒度尺寸范围在5.6 μπι-12.9 μπι，带钢心部位置晶粒尺寸范围在5.9 μπι-14.8 μπι ;带钢晶粒大小通卷分布均勾，结构一致，无混晶组织及偏析出现。
[0012](3)带钢力学性能的均匀性得到很大的改善，对于同一厚度规格的带钢，沿同一宽度方向上，取O度、30度、45度、60度、90度五个方向试样进行检测，结果显示:①带钢头部0-120米:屈服强度差值范围是1.2MPa-6.6MPa，抗拉强度差值范围是2.4MPa_7.5MPa，延伸率差值范围0.45%-4.4% 带钢中间位置:屈服强度差值范围是0.6MPa-6.4MPa，抗拉强度差值范围是1.9MPa-6.8MPa，延伸率差值范围0.39%_4.28% ;③带钢尾部0-120米:屈服强度差值范围是2.lMPa-6.9MPa，抗拉强度差值范围是2.3MPa_7.7MPa，延伸率差值范围
0.66%-5.3% ;力学性能通卷分布均匀，不同方向上差值较小，保证钢板在拉伸或深冲时获到各向均匀的延伸。
[0013](4)经过平整后，带钢表面维氏硬度范围为140HV-155HV，平整卷较热轧卷提高了5%-12%，大大提高后续冲压成型和加工后杯口形状的均匀性。
[0014](5)制成的瓶体成品杯口最大直径与最小直径之差范围0.04mm-4.82mm。
[0015]本发明使焊瓶钢带卷通卷温度分布均匀，晶粒长大、相变差异性减小，优化的平整工序在消除屈服平台的同时提高了带钢表面硬度，各向力学性能的均匀性得到很大的提尚，大大提尚了焊瓶钢后续拉伸或株冲时各向延伸的均勾性，提尚加工后杯口形状的均勾性，解决了焊瓶钢原料“各向力学性能不均”和“表面硬度偏低”造成的杯口不齐质量缺陷问题，提高焊瓶制品的安全性及美观性。
【附图说明】
[0016]图1是本发明目标钢种HP295动态连续冷却转变曲线；
图2是本发明目标钢种HP295厚度方向上不同的冷却速率曲线；
图3是本发明实施例1中与带钢轧制方向不同角度的金相组织；
(a)0 度；(b)30 度；(c)45 度；(d)60 度；(e)90 度；
图4是本发明实施例1中不同取样位置及不同方向上力学性能图；
(a)屈服强度;(b)抗拉强度;(c)延伸率;
图5是本发明实施例1中平整后带钢表面维氏硬度数值；
图6是本发明实施例2中与带钢轧制方向不同角度的金相组织；
(a)0 度；(b)30 度；(c)45 度；(d)60 度；(e)90 度；
图7是本发明实施例2中不同取样位置及不同方向上力学性能图；
(a)屈服强度;(b)抗拉强度;(C)延伸率;
图8是本发明实施例2中平整后带钢表面维氏硬度数值；
图9是本发明实施例3中与带钢轧制方向不同角度金相组织；
(a)0 度；(b)30 度；(c)45 度；(d)60 度；(e)90 度；
图10是本发明实施例3中不同取样位置及不同方向上力学性能图；；
(a)屈服强度;(b)抗拉强度;(C)延伸率图11是本发明实施例3中平整后带钢表面维氏硬度数值。
【具体实施方式】
[0017]以下通过实施例，对本发明作进一步说明。
[0018]一种提高焊瓶钢杯口形状均匀性的带钢生产方法，具体步骤如下:
(1)、炼钢-连铸工序生产铸坯:通过冶炼得到纯净的钢水，连铸采用恒拉速控制，通过电磁搅拌、动态轻压下等技术减少铸坯成分偏析、中心疏松，均匀分布夹杂物得到无缺陷的铸坯，其成分重量百分含量分别为:C:0.14%-0.17%，S1:彡0.05%，Mn:0.8%-1.0%，P:(0.015%，S:彡 0.005%，Als:0.015%_0.035%，Ti:0.01%-0.02% ；
(2)、铸坯加热工序:将铸坯加热到1160°C-1240°C，保温20min-60min，消除铸坯温度梯度；
(3)、铸坯轧制工序:粗轧最后道次轧制温度范围为1025°C-1060°C，精轧开轧温度范围为964°C _975°C，避开978°C _1023°C之间部分再结晶温区轧制，避免混晶组织带来的性能恶化；采用层流冷却工艺，根据带钢的化学成分和厚度设计层流冷却速率和边部遮挡行程；层流冷却速率控制在34.10C /s-92.8°C /s ;边部遮挡单侧行程为0_-270_ ;采用组合式层流冷却模式:带钢上表面层流冷却水量为下表面的81%-95%，带钢头部0-120米层流冷却水量为正常水量的70%-85%，尾部0-120米冷却水量为正常水量的50%-75%，带钢中部层流冷却水量设置为正常水量；经过减少冷却水量后不同厚度规格的带钢头部0-120米层流冷却“水冷段”冷却速率控制在38°C /s-64°C /s，带钢尾部0-120米层流冷却“水冷段”冷却速率控制在34.10C -550C /s，带钢正常位置层流冷却“水冷段”冷却速率控制在42°C /s-92.8V /s0
[0019](4)、带钢卷取工序:在保证性能的前提下卷取温度为570°C -630°C ;
(5)、平整工序:入口张力60KN-180KN，出口张力180KN-400KN，压下力为600KN-3600KN，延伸率为 0.2%-1.5%。
[0020]更具体的现场控制优化调整轧制工艺实施例如下:
实施例1:通过冶炼得到纯净的钢水，连铸采用恒拉速控制，通过电磁搅拌、动态轻压下等技术减少铸坯成分偏析、中心疏松，均匀分布夹杂物得到无缺陷的铸坯，其成分重量百分含量为:c:0.140%，Si:0.0153%，Mn:0.8012%，P:0.0046%，S:0.0028%，Als:0.015%，Ti:
0.0118%。将铸坯加热到1240°C，保温50min，消除铸坯温度梯度。粗轧最后道次轧