一种高氮SPA-H集装箱用钢带控轧控冷方法与流程

本发明涉及热轧钢带控轧控冷工艺，特别是涉及一种高氮spa-h集装箱用钢带控轧控冷方法，尤其适配前述70~90ppm高氮spa-h炼钢工艺、板坯角裂控制工艺，针对高氮spa-h热轧钢带专属轧制痛点，提供全流程差异化控轧控冷方案，用于同步保障钢带力学性能、冲压成型性能及长效耐大气腐蚀性能，属于炼钢-连铸-热轧一体化成套工艺的最后一环。

背景技术：

1、经前文电弧炉精准控氮、连铸板坯角裂综合治理后，高氮spa-h板坯无表面裂纹、内部组织合格，但钢中70~90ppm固溶氮+弥散细小aln析出相，会显著改变钢材奥氏体再结晶规律与相变行为，常规spa-h热轧控轧控冷工艺无法适配高氮成分体系，量产过程出现三大质量缺陷：一是高氮提升奥氏体再结晶温度，常规粗轧温度偏低，造成奥氏体晶粒粗大且混晶，钢带屈服强度波动幅度超40mpa；二是轧制过程aln动态析出加剧，晶界析出物富集，导致钢带低温冲击韧性下降、冲压折弯时出现边部微裂纹；三是轧后冷却制度不合理会破坏富氮钝化膜前驱组织，抵消氮元素带来的耐蚀增益，钢带盐雾腐蚀速率回升；四是薄规格集装箱钢带易出现板形瓢曲、头尾性能不一致问题。

2、现有公开热轧工艺均针对常规低氮spa-h（n≤60ppm）开发，未考虑70~90ppm区间氮元素对再结晶、相变及析出行为的耦合影响，无法平衡高氮钢带强度、塑性、耐蚀性三者匹配关系。为打通高氮耐候spa-h钢全流程工艺闭环，规避高氮带来的热轧组织与性能缺陷，保留氮元素细化晶粒、提升耐蚀性的核心优势，亟需开发一套专属控轧控冷工艺。

技术实现思路

1、结合前端炼钢als/n配比、连铸坯质量控制成果，针对高氮spa-h钢奥氏体再结晶滞后、aln动态析出不可控、相变区间偏移的特点，通过分段精准控温、阶梯压下制度、分区层流冷却、低温卷取稳析出一体化控轧控冷方案，实现三大目标：1.消除热轧混晶组织，钢带力学性能波动≤±15mpa；2.抑制轧制过程粗大aln动态析出，保障钢带优异冲压折弯性能；3.保留钢中足量固溶氮，不破坏耐蚀前驱组织，持续维持钢带高耐蚀性能，满足海运集装箱长期服役要求。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

3、本发明提供一种高氮spa-h集装箱用钢带控轧控冷方法，包括如下步骤：

4、步骤（1）：板坯分段加热将高氮钢坯进行四段式加热，采取高温快烧方式，确保aln成分固溶，又可避免在900～1100℃区间长时间保温产生cu脆。因此，各段炉气温度如下：预热段温度：750~900℃；一加段温度：1180~1220℃，二加段温度：1220-1260℃；均热段温度：1210~1250℃，在炉时间140~170min，板坯芯部温差≤25℃；板坯出炉温度1190-1230℃；

5、步骤（2）：粗轧阶段高温大变形轧制粗轧入口温度：1080~1120℃；粗轧总压下率≥80%，采用前大后小阶梯压下制度，前3道次集中大压下，后2道次小压下；粗轧出口中间坯厚度：30-38mm，粗轧出口温度：1030~1060℃；30-32mm厚中间坯轧制＜2.0mm厚的钢带，中间坯进入热卷箱保温，保温时间25~35s；＞32mm轧制2.0mm以上的规格，直接进精轧轧制；

6、步骤（3）：精轧采用高温快速轧制方法，累计变形能增加，促使晶粒再结晶，同时又可确保aln弥散析出。因此，精轧入口温度：980~1020℃；终轧温度：850~870℃；精轧机架末三道次累计压下率≥30%；薄规格钢带轧制速度10-12m/s，厚规格钢带轧制速度6.5~8m/s；

7、步骤（4）：轧后层流采用分区冷却方式：前段快冷至640℃+后段慢冷至卷取目标温度，前段冷却速率28~32℃/s；后段冷却速率8~12℃/s；既可避免aln析出长大，又能确保组织均匀性，减少力学性能波动；

8、步骤（5）：低温恒温卷取温度：540~560℃；卷取张力：22~26mpa；钢卷下线后采取堆冷方式，减少内应力。

9、优选的，步骤1中所述板坯出炉温度采取高温快烧方法，严禁在炉时间超170min，严禁在900-1100℃长期保温。

10、优选的，步骤2中所述薄规格钢带厚度为1.6~3.0mm，所述厚规格钢带厚度为3.0~6.0mm。

11、优选的，步骤4中所述前段快冷在终轧后立即开启高密度层流冷却。

12、优选的，步骤4中所述后段慢冷在接近卷取温度时降低冷却水量。

13、优选的，步骤5中所述卷取温度相较于普通spa-h降低20~30℃。

14、优选的，步骤5中所述钢卷下线后禁止强制风冷。

15、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、稳定组织与力学性能：解决高氮钢再结晶困难、混晶难题，成品钢带晶粒尺寸均匀细小，多数集中在7.0-9.5μm，屈服强度、抗拉强度波动值控制在±15mpa以内，完全满足集装箱钢带力学标准；

17、大幅提升冲压成型性能：全流程抑制粗大、链状aln析出，钢带折弯、冲孔、冲压无边缘微裂纹，延伸率提升3%~5%，适配集装箱复杂构件成型要求；

18、保留高耐蚀核心优势：最大限度保留钢中固溶氮，spa-h主要厚度规格：＜3.0mm厚钢带腐蚀速率稳定≤0.021mm/a，与铸坯耐蚀水平保持一致，无热轧工艺导致的耐蚀性能衰减；

19、改善钢带板形质量：分段加热、热卷箱均温、分区冷却协同控制，钢带头尾、上下表面性能均匀，板形平直度≤25i，无瓢曲、镰刀弯和表面缺陷；

20、全流程工艺闭环兼容：无缝对接前文电弧炉控氮、连铸角裂控制工艺，整套炼钢-连铸-热轧工艺参数匹配，无需改造现有热轧机组设备，工业化落地成本低。

1.一种高氮spa-h集装箱用钢带控轧控冷方法，其化学成分（质量分数）：c：0.06%-0.10%，si：0.25%-0.50%，mn：0.40%-0.55%，p：0.08%-0.12%，s≤0.010%，cu：0.25%-0.35%，cr：0.30%-0.40%，ni：≤0.1%，als：0.020%-0.030%，n：70-90ppm，余量为fe及不可避免杂质。其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的高氮spa-h集装箱用钢带控轧控冷方法，其特征在于，步骤1中所述板坯加热采取高温快烧方法，严禁在炉时间超170min，严禁在900-1100℃长期保温。

3.根据权利要求1所述的高氮spa-h集装箱用钢带控轧控冷方法，其特征在于，步骤2中所述薄规格钢带厚度为1.6~3.0mm，所述厚规格钢带厚度为3.0~6.0mm。

4.根据权利要求1所述的高氮spa-h集装箱用钢带控轧控冷方法，其特征在于，步骤4中所述前段快冷在终轧后立即开启高密度层流冷却。

5.根据权利要求1所述的高氮spa-h集装箱用钢带控轧控冷方法，其特征在于，步骤4中所述后段慢冷在接近卷取温度时降低冷却水量。

6.根据权利要求1所述的高氮spa-h集装箱用钢带控轧控冷方法，其特征在于，步骤5中所述卷取温度相较于普通spa-h降低20~30℃。

7.根据权利要求1所述的高氮spa-h集装箱用钢带控轧控冷方法，其特征在于，步骤5中所述钢卷下线后禁止强制风冷。