一种采用短流程生产的550MPa级高耐蚀涂镀薄钢板及方法与流程

一种采用短流程生产的550mpa级高耐蚀涂镀薄钢板及方法
技术领域
1.本发明涉及高强高耐蚀涂镀钢板，具体涉及一种短流程的550mpa级高强高耐蚀涂镀薄钢板及生产方法，其高强高耐蚀涂镀薄钢板的屈服强度550～640mpa、抗拉强度560～680mpa、伸长率≥10％，其钢板的厚度规格在0.35～0.90mm。


背景技术：

2.随着社会的进步，人们生活水平的提高，工业化进程的不断发展，自然资源逐渐匮乏，全球对不同应用场景的钢铁产品提出了更高的要求，如建筑、家电、汽车等行业对使用的产品都提出了绿色、经济、高性能、高耐久等严苛的要求。
3.现有技术和产品都采用了长流程、含铌、钛的低合金钢，不仅工艺流程长，而且成本高、能源消耗和碳排放高。
4.经检索：
5.中国专利公开号为cn102796949的文献，公开了《一种屈服强度≥550mpa级热镀锌钢板及其制造方法》。其主要成分的重量百分比为：c：0.05～0.12％，si：0～0.08％，mn：0.3～0.9％，p：0～0.03％，s：《0.030％，als：0.020～0.060％。依次通过冶炼、浇注、热轧轧制、酸洗冷连轧、热镀锌、平整和拉矫。其主要是利用冷轧加工硬化的强化效果，提高产品的强度。同时通过520～580℃低温退火来提高强度，从而达到用户对屈服强度550mpa级别产品的需求。该项目虽然能制造出550mpa级热镀锌钢板，但是其主要是通过加工硬化和半退火的方式，其产品的组织为未完成再结晶的纤维组织，故其在应用过程中极易出现开裂和回弹问题，所制作部件易出现尺寸精度差的问题。


技术实现要素：

6.本发明在于克服现有技术存在的工艺流程长、铌或钛微合金化、工艺过程温度高、能源消耗高，产品耐蚀性低的不足，提供一种在保证钢带屈服强度为550mpa级、能够满足建筑、钢结构等行业需求，且耐蚀性能优良的采用短流程生产的550mpa级高耐蚀涂镀薄钢板及方法。
7.实现上述目的的措施：
8.一种采用短流程生产的550mpa级高耐蚀涂镀薄钢板，其组分及重量百分比含量为：c：0.18～0.21％，si：0.17～0.22％，mn：0.90～1.20％，p≤0.025％，s≤0.010％，als：0.012～0.060％，n不超过0.010％，其余为fe及不可避免的杂质。
9.优选地：als的重量百分比含量在0.014～0.055％。
10.生产一种采用短流程生产的450mpa级高耐蚀涂镀薄钢板的方法，其步骤：
11.1)进行铁水脱硫，并控制脱硫结束时s≤0.002％；
12.2)进行常规电炉或转炉冶炼并精炼；
13.3)进行连铸，控制中包钢水过热度在15～35℃，铸坯厚度在50～70mm，拉坯速度在4.5～5.4m/min；
14.4)对铸坯进行入均热炉前的除鳞处理，并控制除鳞水的压力不低于230bar；
15.5)对铸坯进行均热，控制出炉温度在1170～1190℃；
16.6)进行入轧机之前的高压水除鳞，并控制除鳞水压力在≥280bar；
17.7)进行精轧，并控制轧制结束时钢板出口厚度在1.8～4.5mm；其间：控制第一道次及第二道次压下率为均不低于50％；控制终轧温度在870～900℃；
18.8)层流冷却至卷取温度后进行卷取，并控制卷取温度在560～580℃；
19.9)对钢卷自然冷却至不超过70℃；
20.10)经常规酸洗后进行冷轧，并控制冷轧压下率在75～80％，控制轧制出口厚度在0.35～0.9mm；
21.11)进行高耐蚀镀层连续热浸镀：
22.a、先将带钢加热到640～690℃，后在40～60min内将温度升至720～750℃并均热；
23.b、在冷却速度为5～12℃/s下快速冷却至605～620℃；再在冷却速度为2～8℃/s下缓冷至585～600℃；
24.c、对带钢进行连续热浸镀，并控制镀液温度在580～595℃；
25.d、镀锌结束后经过气刀，并控制气刀高度在200～260mm，气刀距离在4～8mm，气刀压力在40～80mbar；
26.e、进行冷却，出气刀后在冷却速度为5～8℃/s下将带钢冷却至不超过200℃；
27.f、对带钢进行表面光整，并控制光整压下率在1.1～1.3％；
28.12)连续热浸镀后，带钢包装后直接发用户，或对带钢表面进行涂覆处理；
29.涂覆处理后待用。
30.进一步地：所述涂覆处理程序：
31.先将连续热浸镀后的带钢表面清洗干净；再在带钢表面进行两次涂敷有机层或无机涂层；然后对有机层或无机涂层进行涂层固化，并控制固化温度在250～310℃。
32.本发明中各金属元素及主要工艺的作用及机理
33.c：碳是间隙固溶元素，其对钢的强度提高有较好的作用。但是过高的碳含量对后工序的穿带焊接造成不利影响。故将其含量限定在0.18～0.21％范围。
34.si：硅有较强的固溶强化效果，可提高钢的强度，但是高的硅含量会恶化热镀高耐蚀镀层的性能。所以，将其含量限定在0.17～0.22％范围。
35.mn：锰起固溶强化作用，可保证钢具有较高的强度，所以，将其含量限定在0.90～1.20％范围。
36.als，其在钢中起脱氧作用，应保证钢中有一定量的酸溶铝，否则不能发挥其效果，但过多的铝也会使钢中产生铝系夹杂，尤其是对于短流程产线，由于连铸结晶器的水口较小，高的铝含量极易出现水口堵塞问题。同时钢中加入适量的铝可以消除钢中氮、氧原子对性能的不利影响。故将其含量限定在0.012～0.060％范围，优选地als的质量含量在0.014～0.055％。
37.p：磷是钢中的有害元素，易引起铸坯中心偏析。尤其是薄板铸坯，偏析后易在随后的热连轧加热过程中偏聚到晶界，使钢的脆性显著增大。同时基于成本考虑且不影响钢的性能，将其含量控制在0.025％以下。
38.s：硫是非常有害的元素。钢中的硫常以锰的硫化物形态存在，这种硫化物夹杂会
恶化钢的韧性，并造成性能的各向异性，因此，需将钢中硫含量控制得越低越好。基于对制造成本的考虑，将钢中硫含量控制在0.010％以下。
39.n：氮是间隙固溶原子，其在钢中易与铝结合形成氮化铝细小析出物，起到细化晶粒作用，但是高的氮含量会恶化钢的性能，尤其是时效性能。故将钢中氮含量控制在0.010％以下。
40.本发明之所以控制中包钢水过热度在15～35℃，铸坯厚度在50～70mm，拉坯速度在4.5～5.4m/min，是由于高的钢水过热度或低的钢水过热度会造成连铸过程中铸坯表面缺陷，或者浇注过程漏钢等问题；薄的铸坯厚度和高的拉速，可以获得细小的铸坯组织，为后续本质细晶粒化的组织提供保证。
41.本发明之所以控制铸坯出炉温度在1170～1190℃，是由于低于1170℃的出炉温度不能保证发明钢在单相奥氏体区轧制，高于1190℃的出炉温度会造成铸坯的温度过高，表面氧化铁皮增厚，不利于表面质量的控制。
42.本发明之所以控制控制第一及二道次压下率为均不低于50％；终轧温度在870～900℃，是由于控制第一及二道次压下率为均不低于50％可有效的破碎柱状晶，带钢在变形过程中和第一道次轧制后与第二道次轧制前发生动态或静态再结晶，并能够完成再结晶过程。然后在第二道次再控制压下率不低于50％，可以使第一道次再结晶后的奥氏体一部分被破碎，然后再结晶，进一步细化晶粒，另一部分奥氏体晶粒内累积大量变形带，在后续的相变过程中形核点增多。
43.本发明之所以卷取温度在560～580℃，是由于控制此卷取温度可获得细小的热轧组织。
44.本发明之所以控制对钢卷自然冷却至不超过70℃，是由于便于后续的运输
45.本发明之所以控制冷轧压下率在75～80％，是由于此压下率条件下可与后续的退火温度相匹配，在较低的温度下获得再结晶组织。
46.本发明之所以在连续热浸镀中按照如下步骤，即：
47.a、先将带钢加热到640～690℃，后在40～60min内将温度升至720～750℃并均热；
48.b、在冷却速度为5～12℃/s下快速冷却至605～620℃；再在冷却速度为2～8℃/s下缓冷至585～600℃；
49.c、对带钢进行连续热浸镀，并控制镀液温度在580～595℃；
50.d、镀锌结束后经过气刀，并控制气刀高度在200～260mm，气刀距离在4～8mm，气刀压力在40～80mbar；
51.e、进行冷却，出气刀后在冷却速度为5～8℃/s下将带钢冷却至不超过200℃；
52.f、对带钢进行表面光整，并控制光整压下率在1.1～1.3％；
53.是由于此光整延伸率既能保证带钢获得良好的光整表面，又可以保证板型。
54.本发明与现有技术相比，本发明在保证钢带屈服强度在550～640mpa、抗拉强度560～680mpa、延伸率a不低于19％，1000h中性盐雾试验不起泡、无锈蚀现象，能够满足建筑、家电等行业绿色、经济、高耐久性的使用需求，且成分简单，耐蚀性能优良，其对于社会资源节约、建筑、家电等行业服役性能提升具有重大意义。
附图说明
55.图1为本发明的金相组织图。
具体实施方式
56.下面对本发明予以详细描述：
57.表1为本发明各实施例及对比例的化学成分列表；
58.表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数列表；
59.表3为本发明各实施例及对比例性能检测情况列表。
60.本发明各实施例按照以下步骤生产
61.1)进行铁水脱硫，并控制脱硫结束时s≤0.002％；
62.2)进行常规电炉或转炉冶炼并精炼；
63.3)进行连铸，控制中包钢水过热度在15～35℃，铸坯厚度在50～70mm，拉坯速度在4.5～5.4m/min；
64.4)对铸坯进行入均热炉前的除鳞处理，并控制除鳞水的压力不低于230bar；
65.5)对铸坯进行均热，控制出炉温度在1170～1190℃；
66.6)进行入轧机之前的高压水除鳞，并控制除鳞水压力在≥280bar；
67.7)进行精轧，并控制轧制结束时钢板出口厚度在1.8～4.5mm；其间：控制第一道次及第二道次压下率为均不低于50％；控制终轧温度在870～900℃；
68.8)层流冷却至卷取温度后进行卷取，并控制卷取温度在560～580℃；
69.9)对钢卷自然冷却至不超过70℃；
70.10)经常规酸洗后进行冷轧，并控制冷轧压下率在75～80％，控制轧制出口厚度在0.35～0.9mm；
71.11)进行高耐蚀镀层连续热浸镀：
72.a、先将带钢加热到640～690℃，后在40～60min内将温度升至720～750℃并均热；
73.b、在冷却速度为5～12℃/s下快速冷却至605～620℃；再在冷却速度为2～8℃/s下缓冷至585～600℃；
74.c、对带钢进行连续热浸镀，并控制镀液温度在580～595℃；
75.d、镀锌结束后经过气刀，并控制气刀高度在200～260mm，气刀距离在4～8mm，气刀压力在40～80mbar；
76.e、进行冷却，出气刀后在冷却速度为5～8℃/s下将带钢冷却至不超过200℃；
77.f、对带钢进行表面光整，并控制光整压下率在1.1～1.3％；
78.12)连续热浸镀后，带钢包装后直接发用户，或对带钢表面进行涂覆处理；
79.涂覆处理后待用。
80.表1本发明各实施例及对比例的化学成分(wt.％)
[0081][0082]
表2本发明各实施例及对比例的主要工艺参数取值列表
[0083][0084]
续表2
[0085]
[0086][0087]
表3本发明各实施例及对比例的的力学性能情况列表
[0088][0089]
综上所述，本发明通过低成本成分设计与短流程工艺及热镀高耐蚀镀层热镀工艺的匹配设计，成功实现了发明钢不仅具有较高的强度，而且具有良好的经济性、高耐久性等特性，满足建筑、家电等行业绿色、经济、高耐久性的使用需求，对于社会资源节约、建筑、家电等行业服役性能提升具有重大意义。
[0090]
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。