具有低不均匀性和优异表面品质的高强度热轧钢板及其制造方法
阅读：652发布：2021-10-06
专利汇可以提供具有低不均匀性和优异表面品质的高强度热轧钢板及其制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 的目的是提供一种高强度 热轧 钢 板及其制造方法，为了克服现有短流程工艺的问题，通过在 连铸 -直接 轧制 过程中使用无头轧 制模 式，所述钢板确保了高扩孔弯边钢的独特特性(例如扩孔率)，并且同时使所述钢板的宽度方向和长度方向上的不均匀性显著降低并具有优异的表面品质。，下面是具有低不均匀性和优异表面品质的高强度热轧钢板及其制造方法专利的具体信息内容。
1.一种具有低不均匀性和优异表面品质的高强度热轧钢板，所述高强度热轧钢板按重量％计包含：C：0.02％至0.06％，Mn：1.0％至2.0％，Si：0.1％至0.3％，P：0.025％或更小，S：0.01％或更小，Cr：0.001％至0.5％，Al：0.05％或更小，Ti：0.001％至0.1％，Nb：0.001％至0.03％，N：0.001％至0.012％，以及余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，
其中所述高强度热轧钢板的显微组织按面积％计包含量为60％至90％的铁素体、量为
5％至35％的贝氏体、以及量为5％或更小的MA(马氏体/奥氏体)。
2.根据权利要求1所述的高强度热轧钢板，其中所述高强度热轧钢板包含作为偶存元素的Cu、Ni、Mo、Sn和Pb中的至少一种，并且所述偶存元素的总量为0.2重量％或更小。
3.根据权利要求1所述的高强度热轧钢板，其中所述高强度热轧钢板的如下表示的Ceq在0.10至0.24的范围内，
Ceq＝C+Si/30+Mn/20+2P+3S
其中各个元素符号是指各个元素以重量％计的含量。
4.根据权利要求1所述的高强度热轧钢板，其中所述铁素体的晶粒的以等效圆直径测量的平均尺寸为5μm或更小。
5.根据权利要求1所述的高强度热轧钢板，其中所述热轧钢板包含(Ti,Nb)(C,N)析出物，所述(Ti,Nb)(C,N)析出物的以等效圆直径测量的平均尺寸在30nm或更小的范围内，所述(Ti,Nb)(C,N)析出物的颗粒数在5个/μm2至30个/μm2的范围内。
6.根据权利要求1所述的高强度热轧钢板，其中所述高强度热轧钢板的厚度为3.0mm或更小。
7.根据权利要求1所述的高强度热轧钢板，其中所述高强度热轧钢板的抗拉强度为
590MPa或更大，扩孔率为80％或更大，并且抗拉强度的偏差在10MPa或更小的范围内。
8.一种用于制造具有低不均匀性和优异表面品质的高强度热轧钢板的方法，所述方法包括以下过程：
对钢水进行连铸以获得厚度为50mm至150mm的薄板坯，所述钢水按重量％计包含：C：
0.02％至0.06％，Mn：1.0％至2.0％，Si：0.1％至0.3％，P：0.025％或更小，S：0.01％或更小，Cr：0.001％至0.5％，Al：0.05％或更小，Ti：0.001％至0.1％，Nb：0.001％至0.03％，N：
0.001％至0.012％，以及余量的铁(Fe)和不可避免的杂质，
将通过所述连铸形成的所述薄板坯加热直至所述薄板坯的边缘部分达到900℃至1000℃的温度；
以150巴或更大的压力将冷却剂喷洒到经加热的薄板坯上以除去氧化皮；
对已从其中除去氧化皮的所述薄板坯进行粗轧以获得条板；
使所述条板依次穿过以50巴至100巴的压力将冷却剂喷洒到所述条板上的第一列和以
50巴至200巴的压力将冷却剂喷洒到所述条板上的第二列以从所述条板上除去氧化皮；
在Ar1至Ar3的温度范围内，对已从其中除去氧化皮的所述条板进行精轧以获得热轧钢板；
使所述热轧钢板冷却；以及
在300℃至500℃的温度范围内对经冷却的热轧钢板进行卷取，
其中所述过程是连续进行的。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述钢水包含作为偶存元素的Cu、Ni、Mo、Sn和Pb中的至少一种，并且所述偶存元素的总量为0.2重量％或更小。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述钢水的如下表示的Ceq在0.10至0.24的范围内，
Ceq＝C+Si/30+Mn/20+2P+3S
其中各个元素符号是指各个元素以重量％计的含量。
11.根据权利要求8所述的方法，其中以5.0mpm或更大的速度进行所述连铸。
12.根据权利要求8所述的方法，其中进行所述粗轧使得所述条板的厚度为10mm至
40mm。
13.根据权利要求8所述的方法，其中以200mpm至600mpm的板传送速度进行所述精轧以获得厚度为3.0mm或更小的所述热轧钢板。
14.根据权利要求8所述的方法，其中所述冷却通过空气冷却法进行到TFin-300℃至TFin-50℃的冷却结束温度，然后通过使用轻冷床达到卷取温度，其中TFin是指精轧结束温度。
15.根据权利要求8所述的方法，还包括对经卷取的热轧钢板进行酸洗以获得PO产品。
具有低不均匀性和优异表面品质的高强度热轧钢板及其制造
方法
技术领域
[0001] 本公开内容涉及一种具有低不均匀性和优异表面品质的高强度热轧钢板，以及用于制造具有低不均匀性和优异表面品质的高强度热轧钢板的方法。
背景技术
[0003] 图1是示出了用于生产抗拉强度等级为590MPa的高强度热轧高扩孔弯边钢的专利文献1中公开的相关技术的短流程工艺的图。根据使用短流程钢厂制造钢板的现有方法，使用连铸机10生产厚度为50mm至150mm(a)的薄板坯(a)；通过使用粗轧机20将薄板坯轧制成厚度为给定值或更小的条板；在设置在精轧机50前面的带卷箱中对条板进行卷取以补偿连铸与轧制之间的速度差；并进行精轧。精轧机50轧制条板以获得具有预期厚度(3.0mm或更大)的钢板，并使用ROT(下文中称为“输出辊道”)60将钢板冷却。然后，使用卷取机70对钢板进行卷取。
[0004] 然而，一般而言，在根据专利文献1生产钢板时存在三个问题。
[0006] 其次，通过相关技术的短流程工艺可能难以生产最终厚度为3.0mm或更小的钢板。换句话说，相关技术的短流程工艺是分批型过程，其中在带卷箱中对条板进行卷取然后开卷，并且每次生产一块钢板时，进行条板的这些卷取和开卷。因此，在精轧期间，无法充分保证钢板的直线传送和平稳传送，并且钢板断裂的可能性非常高，使得难以生产厚度为3.0mm或更小的钢板。
[0007] 第三，当将由连铸机生产的薄板坯供给至粗轧机时，不对薄板坯进行再加热。因此，薄板坯边缘部分的表面温度急剧下降至800℃或更低的水平。通常，高强度热轧高扩孔弯边钢板包含大量的析出物形成元素例如Nb、V或Ti，因此，如果高强度热轧高扩孔弯边钢板的边缘部分的温度低，则高强度热轧高扩孔弯边钢板由于高温延性的降低而极易受到边缘缺陷的影响。
[0008] 因此，需要开发一种能够克服上述问题的制造方法。
[0010] 技术问题
[0011] 本公开内容的方面可以提供具有优异表面品质的高强度热轧钢板以及用于制造高强度热轧钢板的方法，所述高强度热轧钢板通过连铸-直接轧制过程以无头轧制模式生产以赋予高扩孔弯边钢的固有特性，例如高扩孔率以及显著降低的高强度热轧钢板的宽度方向和长度方向的不均匀性。
[0012] 本公开内容的方面不限于上述方面。通过以下描述，本领域技术人员将清楚地理解本公开内容的上述方面和其他方面。
[0013] 技术方案
[0014] 根据本公开内容的一个方面，具有低不均匀性和优异表面品质的高强度热轧钢板可以按重量％计包含：C：0.02％至0.06％，Mn：1.0％至2.0％，Si：0.1％至0.3％，P：0.025％或更小，S：0.01％或更小，Cr：0.001％至0.5％，Al：0.05％或更小，Ti：0.001％至0.1％，Nb：0.001％至0.03％，N：0.001％至0.012％，余量的铁(Fe)和不可避免的杂质；
[0016] 根据本公开内容的另一个方面，用于制造具有低不均匀性和优异表面品质的高强度热轧钢板的方法可以包括以下过程：
[0017] 连铸钢水以获得厚度为50mm至150mm的薄板坯，钢水按重量％计包含：C：0.02％至0.06％，Mn：1.0％至2.0％，Si：0.1％至0.3％，P：0.025％或更小，S：0.01％或更小，Cr：
0.001％至0.5％，Al：0.05％或更小，Ti：0.001％至0.1％，Nb：0.001％至0.03％，N：0.001％至0.012％，余量的铁(Fe)和不可避免的杂质；
0.001％至0.5％，Al：0.05％或更小，Ti：0.001％至0.1％，Nb：0.001％至0.03％，N：0.001％至0.012％，余量的铁(Fe)和不可避免的杂质；
[0018] 将通过连铸形成的薄板坯加热直至薄板坯的边缘部分达到900℃至1000℃的温度；
[0019] 在150巴或更大的压力下将冷却剂喷洒到经加热的薄板坯上以除去氧化皮；
[0020] 对已从其中除去氧化皮的薄板坯进行粗轧以获得条板；
[0021] 使条板依次穿过以50巴至100巴的压力将冷却剂喷洒到条板上的第一列和以50巴至200巴的压力将冷却剂喷洒到条板上的第二列以从所述条板上除去氧化皮；
[0022] 在Ar1至Ar3的温度范围内，对已从其中除去氧化皮的条板进行精轧以获得热轧钢板；
[0023] 使热轧钢板冷却；以及
[0024] 在300℃至500℃的温度范围内对经冷却的热轧钢板进行卷取，
[0025] 其中所述过程是连续进行的。
[0026] 本公开内容的上述方面不包括本公开内容的全部方面或特征。从以下示例性实施方案的描述中将清楚地理解本公开内容的另一些方面或特征以及效果。
[0027] 有益效果
[0028] 根据本公开内容，以无头轧制模式进行连铸-直接轧制过程以制造高强度热轧钢板，所述高强度热轧钢板具有3.0mm或更小的厚度、高扩孔弯边钢的固有特性例如扩孔率、显著降低的其宽度和长度方向上的不均匀性以及高的实际生产产率。
[0029] 此外，根据本公开内容制造的高强度热轧钢板是薄的(厚度为3.0mm或更小)，并且由于高强度热轧钢板的边缘部分和表面具有更少的氧化皮，可以通过一般的热轧钢板酸洗过程生产为高品质的酸洗涂油(PO)产品。与通过其仅可以制造厚的热轧钢板(厚度大于3.0mm)的相关短流程工艺不同，本公开内容可以保证价格竞争力并且提供显著提高的价值。
附图说明
附图说明
[0030] 图1是示出了相关技术的短流程工艺的图。
[0031] 图2是示出了根据本公开内容的连铸-直接轧制过程的图。
[0032] 图3是发明例1的PO卷材的头部部分的表面的图像。
[0033] 图4是比较例3的PO卷材的头部部分的表面的图像。
[0034] 图5是使用光学显微镜拍摄的发明例1中的显微组织的图像。
[0035] 图6是使用光学显微镜拍摄的比较例3中的显微组织的图像。
[0036] 图7是使用透射电子显微镜(TEM)拍摄的发明例1中的显微组织的图像。
具体实施方式
[0037] 现在将详细描述本公开内容的实施方案。然而，本公开内容可以以许多不同的形式例示，并且不应被解释为限于本文阐述的具体实施方案。而是，提供这些实施方案使得本公开内容彻底和完整，并且向本领域技术人员充分传达本公开内容的范围。
[0038] 本发明人已经认识到，相关技术的短流程工艺可能不适用于生产薄的热轧钢板(厚度为3.0mm或更小)，并且可能引起诸如边缘缺陷和表面品质劣化的问题。因此，本发明人进行了深入研究以解决这些问题。
[0039] 结果，本发明人发现，如果在连铸-直接轧制过程中使用无头轧制模式并且精确地控制制造过程，则可以制造这样的高强度热轧钢板：其具有高扩孔弯边钢的固有特性例如扩孔率、显著减小的宽度和长度方向上的不均匀性、高的实际生产产率以及3.0mm或更小的厚度。基于该知识，本发明人发明了本发明。
[0040] 在下文中，将根据本公开内容的一个方面详细描述具有低不均匀性和优异表面品质的高强度热轧钢板。
[0041] 根据本公开内容的一个方面，具有低不均匀性和优异表面品质的高强度热轧钢板按重量％计包含：C：0.02％至0.06％，Mn：1.0％至2.0％，Si：0.1％至0.3％，P：0.025％或更小，S：0.01％或更小，Cr：0.001％至0.5％，Al：0.05％或更小，Ti：0.001％至0.1％，Nb：0.001％至0.03％，N：0.001％至0.012％，余量的Fe和其他不可避免的杂质，其中高强度热轧钢板的显微组织按面积％计包含量为60％至90％的铁素体、量为5％至35％的贝氏体、以及量为5％或更小的MA(马氏体/奥氏体)。
[0042] 首先，将详细描述本公开内容的高强度热轧钢板的合金组成。在以下描述中，每种元素的含量以重量％给出。
[0043] C：0.02％至0.06％
[0045] 当C的含量小于0.02％时，可能难以获得本公开内容中预期的强度。相反，当C的含量大于0.06％时，在高速连铸期间产生合金钢，从而引起钢水泄漏和形成厚度不均匀的凝固壳，这导致操作事故。因此，优选地，C的含量可以在0.02％至0.06％的范围内。
[0046] Mn：1.0％至2.0％
[0047] 锰(Mn)是抑制铁素体形成并提高奥氏体稳定性，从而促进形成低温转变相并提高钢的强度的元素。
[0048] 当Mn的含量小于1.0％时，可能难以获得本公开内容中预期的强度。然而，当Mn的含量超过2.0％时，诸如可焊性或热轧特性的特性可能劣化。因此，优选地，Mn的含量可以在1.0％至2.0％的范围内。
[0049] Si：0.1％至0.3％
[0051] 当Si的含量小于0.1％时，难以充分保证上述效果。然而，当Si的含量大于0.3％时，可能在钢板的表面上形成红色氧化皮，并且在酸洗后其痕迹可能残留在钢板的表面上，从而降低了表面品质。因此，优选地，Si的含量可以在0.1％至0.3％的范围内。
[0052] P：0.025％或更小
[0053] 磷(P)可以作为杂质沿着晶界和/或相间边界偏析而引起脆化。因此，可以将P的含量调节至尽可能低，并且可以优选将P的含量调节至0.025％或更小的范围内。
[0054] S：0.01％或更小
[0055] 硫(S)是一种杂质，它可以沿着MnS(非金属夹杂物)和在连铸过程中的凝固期间在钢中偏析，从而导致高温开裂。因此，可以将S的含量调节至尽可能低，并且可以优选将S的含量调节至0.01％或更小的范围内。
[0056] Cr：0.001％至0.5％
[0057] 铬(Cr)是通过改善淬透性来提高钢的强度的元素。
[0058] 当Cr的含量小于0.001％时，上述效果不足。相反，当Cr的含量超过0.5％时，钢板的延性可能劣化。因此，优选地，Cr的含量可以在0.001％至0.5％的范围内。
[0059] Al：0.05％或更小
[0060] 铝(Al)可能集中在钢板表面上使钢板的可镀性劣化，但可以抑制碳化物的形成并因此提高钢板的延性。此外，在钢中，铝(Al)可以与氮(N)反应并且可以作为AlN析出，当生产薄板坯时，可能在发生这种析出的板坯冷却条件下引起板坯开裂，从而使板坯或热轧钢板的品质劣化。
[0061] 因此，可以将Al的含量调节至尽可能低，并且可以优选将Al的含量调节至0.05％或更小的范围内。
[0062] Ti：0.001％至0.1％
[0063] 钛(Ti)是形成析出物和氮化物并增加钢的强度的元素。
[0064] 当Ti的含量小于0.001％时，上述效果不足。相反，当Ti的含量大于0.1％时，制造成本可能增加，并且铁素体的延性可能降低。因此，优选地，Ti的含量可以在0.001％至0.1％的范围内。
[0065] Nb：0.001％至0.03％
[0066] 铌(Nb)是形成碳化物并因此导致奥氏体晶粒在高温下细化的元素。此外，Nb溶解在铁素体中并使强度增加。
[0067] 当Nb的含量小于0.001％时，上述效果不充分。相反，当Nb的含量大于0.03％时，可能过度形成NbC、(Ti,Nb)CN等而引起通过连铸形成的板坯的高温或低温脆化，从而导致热轧钢板的边缘缺陷。因此，优选地，Nb的含量可以在0.001％至0.03％的范围内。
[0068] N：0.001％至0.012％
[0069] 氮(N)是使奥氏体稳定并形成氮化物的元素。
[0070] 当N的含量小于0.001％时，上述效果不充分。相反，当N的含量大于0.012％时，析出强化可能随着N与析出物形成元素反应而增加，但延性可能急剧降低。
[0071] 因此，优选地，N的含量可以在0.001％至0.012％的范围内。
[0072] 本公开内容的高强度热轧钢板的另一组分是铁(Fe)。然而，高强度热轧钢板中可能不可避免地包含原料或制造环境的杂质，并且可能无法将这些杂质从高强度热轧钢板上除去。这些杂质对于制造业中的普通技术人员来说是公知的，因此在本公开内容中将不给出这些杂质的具体描述。
[0073] 在这种情况下，除了上述合金元素之外，高强度热轧钢板还可以包含Cu、Ni、Mo、Sn和Pb中的至少一种作为偶存元素，并且其总量可以为0.2重量％或更小。
[0074] 这样的偶存元素是在炼钢过程中用作原料的废料中包含的杂质元素。如果其总量超过0.2％，则在薄板坯中可能发生表面开裂，并且热轧钢板的表面品质可能劣化。
[0075] 除了满足上述合金组成之外，由以下式1表示的Ceq可以在0.10至0.24的范围内。
[0076] 式1：Ceq＝C+Si/30+Mn/20+2P+3S
[0077] (在以上式1中，各个元素符号是指各个元素以重量百分比(wt％)计的含量)[0078] 以上式1是用于确保钢板的可焊性的组分关系式。在本公开内容中，可以将Ceq调节到0.10至0.24的范围内以保证高可焊性并赋予焊接区预期的机械特性。
[0079] 当Ceq小于0.10时，由于低的淬透性，可能难以保证强度。相反，当Ceq大于0.24时，可焊性可能劣化，并因此焊接区的物理特性可能劣化。
[0080] 在下文中，将详细描述本公开内容的热轧钢板的显微组织。
[0081] 本公开内容的热轧钢板的显微组织按面积％计包含量为60％至90％的铁素体、量为5％至35％的贝氏体、以及量为5％或更小的MA(马氏体/奥氏体)。
[0082] 当铁素体的分数大于90％时，难以保证预期的强度；当铁素体的分数小于60％时，由于贝氏体和MA的分数增加，因此难以保证扩孔率。
[0083] 贝氏体同时有效地确保强度和扩孔率。当贝氏体的分数小于5％时，上述效果不充分；当贝氏体的分数大于35％时，由于过高的强度，可能难以保证扩孔率。
[0084] 此外，MA的分数优选为0％以确保高的扩孔率。然而，由于MA有效地保证强度，因此可以优选将MA的分数调节至5％或更小。
[0085] 在这种情况下，以等效圆直径测量的铁素体晶粒的平均尺寸可以在5μm或更小的范围内。
[0086] 这是为了获得具有细晶粒的铁素体，以同时保证强度和扩孔率。如果铁素体晶粒的尺寸超过5μm，则可能难以确保预期的强度和扩孔率。
[0087] 此外，本公开内容的热轧钢板可以包含(Ti,Nb)(C,N)析出物，其以等效圆直径测2
量的平均尺寸在30nm或更小的范围内，并且(Ti,Nb)(C,N)析出物的颗粒数可以在5个/μm至30个/μm2的范围内。此处，(Ti,Nb)(C,N)析出物可以包括TiC、NbC、TiN、NbN及其复合析出物。
量的平均尺寸在30nm或更小的范围内，并且(Ti,Nb)(C,N)析出物的颗粒数可以在5个/μm至30个/μm2的范围内。此处，(Ti,Nb)(C,N)析出物可以包括TiC、NbC、TiN、NbN及其复合析出物。
[0088] 当析出物的尺寸超过30nm时，可能难以有效地保证强度。此外，当析出物的颗粒数2 2
小于5个/μm时，可能难以保证预期的强度。相反，当析出物的颗粒数大于30个/μm时，强度可能增加使得延伸率和扩孔率劣化，并且在加工过程期间可能发生开裂。
小于5个/μm时，可能难以保证预期的强度。相反，当析出物的颗粒数大于30个/μm时，强度可能增加使得延伸率和扩孔率劣化，并且在加工过程期间可能发生开裂。
[0089] 此外，本公开内容的热轧钢板的厚度可以为3.0mm或更小。
[0090] 与仅允许生产厚的热轧材料(厚度大于3.0mm)的现有短流程工艺不同，本公开内容中提出的制造方法允许生产厚度为3.0mm或更小的热轧材料。
[0091] 本公开内容的热轧钢板可以具有590Mpa或更大的抗拉强度、80％或更大的扩孔率和10MPa或更小范围内的抗拉强度偏差。
[0092] 在下文中，将根据本公开内容的另一个方面详细描述用于制造具有低不均匀性和优异表面品质的高强度热轧钢板的方法。
[0093] 根据本公开内容的另一个方面，用于制造具有低不均匀性和优异表面品质的高强度热轧钢板的方法包括以下步骤：对具有上述合金组成的钢水进行连铸以获得厚度为50mm至150mm的薄板坯；将通过连铸形成的薄板坯加热直至薄板坯的边缘部分达到900℃至1000℃的温度；以150巴或更大的压力将冷却剂喷洒到经加热的薄板坯上以除去氧化皮；对已从其中除去氧化皮的薄板坯进行粗轧以获得条板；使条板依次穿过以50巴至100巴的压力将冷却剂喷洒到条板上的第一列和以50巴至200巴的压力将冷却剂喷洒到条板上的第二列以从所述条板上除去氧化皮；在Ar1至Ar3的温度范围内，对已从其中除去氧化皮的条板进行精轧以获得热轧钢板；将热轧钢板冷却；以及在300℃至500℃的温度范围内对经冷却的热轧钢板进行卷取，其中所述过程是连续进行的。
[0094] 图2示出了用于克服相关技术的短流程工艺问题的本公开内容的连铸-直接轧制过程的一个实例。使用连铸机100制造厚度为50mm至150mm的薄板坯(a)，并在加热器200中将板坯另外加热直至板坯的边缘部分达到900℃或更高以降低边缘缺陷敏感性并提高品质。此外，由于在粗轧机400和精轧机600之间没有放置带卷箱，因此可以连续轧制钢板，从而保证钢板的充分平稳传送并降低断裂的可能性。因此，可以生产厚度为3.0mm或更小的薄材料。粗轧氧化皮清除机(下文中称为RSB)300设置在粗轧机400的前面，精轧氧化皮清除机(下文中称为“FSB”)500设置在精轧机600的前面。因此，可以容易地除去表面氧化皮，并且如果在后面的过程中对热轧钢板进行酸洗，则可以获得具有优异表面品质的酸洗涂油(PO)产品。此外，当在连铸-直接轧制过程中进行精轧时，轧制速度可以在对一块钢板进行精轧时变化5％或更小，从而能够实现恒温恒速轧制并显著降低钢板的宽度方向和长度方向上的温度偏差。因此，在ROT(下文中称为输出辊道)600中能够实现精确的冷却控制，从而可以生产具有低不均匀性的高强度热轧高扩孔弯边钢板。
[0095] 在下文中，将详细描述每个过程。
[0096] 连铸
[0097] 对具有上述合金组成的钢水进行连铸以获得厚度为50mm至150mm的薄板坯。
[0098] 此时，连铸的速度可以是5.0mpm或更大。
[0100] 加热
[0101] 将通过连铸形成的薄板坯加热直至薄板坯的边缘部分的温度达到900℃至1000℃的范围。
[0102] 如果边缘部分的温度低于900℃，则大量形成Nb(C,N)和AlN析出物，从而使高温延性降低并使边缘裂缝敏感性显著增加。相反，如果边缘部分的温度高于1000℃，则薄板坯中心部分的温度变得太高，因此可能形成大量的波浪型氧化皮，从而使酸洗后的表面品质劣化。
[0103] 除去薄板坯氧化皮
[0104] 以150巴或更大的压力将冷却剂喷洒到经加热的薄板坯上以除去氧化皮。例如，可以通过粗轧氧化皮清除机(RSB)喷嘴以150巴或更大的压力喷洒温度为40℃或更低的冷却剂以将表面氧化皮的厚度减小至300μm或更小。
[0105] 如果喷洒压力小于150巴，则薄板坯表面上可能残留大量氧化皮，并因此酸洗后的表面品质可能差。
[0106] 粗轧
[0107] 使除去氧化皮的薄板坯经受粗轧以获得条板。
[0108] 此时，可以进行粗轧使得条板的厚度可以为10mm至40mm。可以优选通过粗轧将条板的厚度调节至10mm至40mm的范围内，以获得厚度为3.0mm或更小的最终热轧钢板。
[0109] 除去条板氧化皮
[0110] 通过使条板依次穿过以50巴至100巴的压力将冷却剂喷洒到条板上的第一列和以50巴至200巴的压力将冷却剂喷洒到条板上的第二列，从条板上除去氧化皮。例如，在使条板经受精轧之前，通过使用精轧氧化皮清除机(以下简称“FSB”)500的第一喷嘴列和第二喷嘴列，可以将条板的表面氧化皮的厚度减小至50μm或更小的厚度。
[0111] 如果第一喷嘴列和第二喷嘴列的压力小于50巴，则可能无法充分除去氧化皮，从而可能在精轧后形成大量的纺锤形氧化皮和鱼鳞型氧化皮，导致酸洗后的表面品质差。相反，如果第一喷嘴列的压力超过100巴或者第二喷嘴列的压力超过200巴，则精轧温度变得太低而无法获得有效的奥氏体分数，并因此难以获得预期的抗拉强度。
[0112] 仅使用单列喷嘴难以充分除去氧化皮，并因此在精轧期间可能形成纺锤形氧化皮(其是致命的产品缺陷)。因此，如上所述，使用第一喷嘴列和第二喷嘴列二者来除去氧化皮。
[0113] 精轧
[0114] 在Ar1至Ar3的温度范围内对已从其中除去氧化皮的条板进行精轧以获得热轧钢板。也就是说，在Ar1和Ar3相变点之间进行两相(奥氏体和铁素体)轧制。
[0115] 在相关技术中，短流程工艺在恰好高于Ar3的温度下进行。然而，根据本公开内容，在精轧期间形成高分数的析出物，因此在低温下形成的细析出物的分数低，导致细析出物的析出强化效果降低。因此，在Ar1至Ar3的温度范围内进行低温轧制以减小晶粒的尺寸，从而提高细晶粒的强化效果，从而通过提高细晶粒的强化效果来补偿析出强化效果的降低。
[0116] 也就是说，尽管在精轧期间大量形成应变诱导的析出物并因此使在低温下析出的合金元素的量减少，但是可以通过在低温下进行精轧由晶粒细化来提高强度。
[0117] 在相关技术的短流程工艺中，如果精轧温度低，则轧制工件传送特性劣化。然而，在本公开内容的连铸-直接轧制过程中，进行恒温恒速轧制，从而实现了低温轧制而没有诸如轧制工件传送特性劣化的操作问题。
[0118] 在这种情况下，可以以使得工件传送速度在200mpm至600mpm范围内，并且热轧钢板的厚度为3.0mm或更小的方式进行精轧。
[0119] 冷却和卷取
[0120] 在将热轧钢板冷却之后，在300℃至500℃的温度范围内对热轧钢板进行卷取。
[0121] 如果卷取温度低于300℃，则有可能形成马氏体。如果卷取温度高于500℃，则很可能形成珠光体，并因此可能难以获得预期的材料特性。
[0122] 此时，冷却可以通过空气冷却法进行到TFin-300℃至TFin-50℃的冷却结束温度，然后通过使用轻冷床(light cooling bank)达到卷取温度。TFin是指精轧的结束温度。
[0123] 将热轧钢板空气冷却到TFin-300℃至TFin-50℃的冷却结束温度的原因是为了促进铁素体相变。如果冷却结束温度低于TFin-300℃，则碳化物例如渗碳体的析出的可能性可能增加，并且由于奥氏体的分数低，贝氏体相变可能较少发生，从而无法获得预期的材料特性。如果冷却结束温度高于TFin-50℃，则铁素体的分数可能低，并且可能过度促进贝氏体相变，使得难以获得预期的扩孔率。
[0124] 由于根据本公开内容，过程是连续进行的，因此可以通过在空气冷却之后使用轻冷床进行冷却将卷取温度调节至上述范围内。
[0125] 此外，该方法还可以包括对经卷取的热轧钢板进行酸洗以获得酸洗涂油(PO)产品。
[0126] 在本公开内容中，通过从薄板坯上除去氧化皮的过程和从条板上除去氧化皮的过程，氧化皮被充分除去，因此即使通过一般酸洗处理也可以获得具有优异表面品质的PO(酸洗涂油)产品。因此，可以在本公开内容中使用通常用于对热轧钢板进行酸洗的任何酸洗处理而没有限制。
[0128] 发明实施方式
[0129] (实施例)
[0130] 准备具有下表1中所示的组成的钢水。
[0131] 在发明例1至3以及比较例1和2中，在表2中所示的制造条件下，通过连铸-直接轧制过程以无头轧制模式生产厚度为2.0mm的热轧钢板。此外，表2中的Ar3温度是使用商业热力学软件JmatPro V-8计算的值。
[0132] 在比较例3和相关技术实施例中，在表2中所示的制造条件下，通过相关技术的短流程工艺以分批模式生产厚度为3.2mm的热轧钢板。
[0133] 对所生产的热轧钢板进行酸洗以获得PO产品，并测量各PO产品的抗拉强度、不均匀性、扩孔率和表面品质，如下表3所示。
[0134] 使用在垂直于轧制方向的方向上1/4宽度位置(w/4)处取得的JIS No.5试样来测量各PO产品的抗拉强度和扩孔率(延伸凸缘性)，并通过从在卷材的长度和宽度方向上测量的抗拉强度值的最大值中减去抗拉强度值的最小值来测量各PO产品的不均匀性。通过冲压形成直径为10.8mm的孔，将锥体向上推入孔中，并在扩张孔的圆周部分中发生开裂之前立即以百分比计算初始直径(10.8mm)与扩张直径之比来测量各PO产品的扩孔率。
[0135] 使用以下标准在头部部分、中间部分和尾部部分评估每种PO产品的表面品质。
[0136] 头部部分：从卷材头部到100m位置
[0137] 中间部分：卷材中心±50m
[0138] 尾部部分：从卷材尾部到100m位置
[0139] ○：平均表面粗糙度为3μm或更小，光泽度的平均偏差为20％或更小
[0140] X：平均表面粗糙度大于3μm，光泽度平均偏差大于20％
[0141] [表1]
[0142]
[0143] [表2]
[0144]
[0145] [表3]
[0146]
[0147] 在满足本公开内容中提出的所有条件的发明例中，获得了预期的抗拉强度(590MPa等级)和扩孔率(80％或更大)，并且PO产品的表面品质在所有头部部分、中间部分和尾部部分中也都是令人满意的。
[0148] 此外，在发明例中，不均匀性(ΔTS，MPa)为10MPa或更小，与比较例3和使用相关技术的短流程工艺的相关技术实施例相比是改善的。
[0149] 在不满足本公开内容中提出的RSB或FSB压力的比较例1至3中，表面品质差。
[0150] 图3是发明例1(无头轧制模式)的PO卷材的头部部分表面的图像，图4是比较例3(分批模式)的PO卷材的头部部分表面的图像。这些结果显示，表面品质在以无头轧制模式进行生产的发明例1中是令人满意的，但是在以分批模式进行生产的比较例3中是差的。以分批模式生产的PO卷材的头部部分的品质差，原因是在热轧期间，在带卷箱中对条板进行卷取，并因此使温度降低，从而导致难以除去氧化皮。因此，每个卷材的缺陷部分平均为50m至100m，实际产率的平均值小于85％，这与通过连铸-直接轧制过程以无头轧制模式生产钢板的情况(实际产率＝98％)相比是非常低的。因此，需要在连铸-直接轧制过程中以无头轧制模式进行生产以生产在不均匀性、表面品质和实际产率方面改善的薄的590MPa级高强度热轧钢板。
[0151] 图5示出了其中精轧温度为752℃(等于或小于Ar3)的发明例1(无头轧制模式)中的显微组织，图6示出了其中精轧温度为857℃(大于Ar3)的比较例3(分批模式)中的显微组织。在显微组织中，白色是铁素体，黑色是贝氏体或MA。
[0152] 发明例1中的铁素体晶粒的尺寸为2.65μm，比较例3中的铁素体晶粒的尺寸为5.1μm。通过使用光学显微镜在1000倍的放大倍数下从十个随机位置获取显微组织图像来测量晶粒的尺寸，通过使用Image Pro Plus软件以等效圆直径来测量平均晶粒尺寸。这些结果显示，在精轧温度为Ar3或更低的无头轧制模式中的轧制促进了铁素体晶粒的细化并因此促进了低不均匀性和高扩孔率。
[0153] 图7是通过透射电子显微镜(TEM)获取的发明例1中的显微组织的图像。
[0154] 看出析出物例如细(Ti,Nb)(C,N)均匀地分布在铁素体基体中。析出物的平均尺寸为17nm，并且析出物的平均颗粒数为16个/μm2。此处，如下测量析出物颗粒的数目：通过碳复型法制备样品，在使用TEM在50000倍的放大倍数下拍摄的样品的显微组织图像上测量1μm×1μm方形中的析出物颗粒的数目，并计算在五十个随机位置测量的这些数目的平均值。
[0155] 虽然上文已示出并描述了实施方案，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离由所附权利要求限定的本发明范围的情况下，可以做出修改和改变。
[0156] (附图标记说明)
[0157] 10：连铸机 20：粗轧机
[0158] 30：加热单元 40：带卷箱
[0159] 50：精轧机 60：输出辊道
[0160] 70：卷取机
[0161] a：板坯 b：卷材
[0162] 100：连铸机 200：加热器
[0163] 300：RSB(粗轧氧化皮清除机)
[0164] 400：粗轧机
[0165] 500：FSB(精轧氧化皮清除机)
[0166] 600：精轧机 700：输出辊道
[0167] 800：高速剪切机 900：卷取机
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