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一种生产抗拉强度540MPa高扩孔热 镀锌板的方法

阅读：178发布：2020-07-08

专利汇可以提供一种生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种生产抗拉强度 540MPa高扩孔热镀锌板的方法，属于热镀锌板技术领域。其技术方案为：（1）配制铁水（2）将步骤（1）的铁水进行铁水预处理、转炉炼钢、LF炉精炼；（3）LF炉处理后经ESP产线，制得1.0‑4.0mm厚度的热轧带钢；（4）将步骤（3）得到的热轧带钢进行冷却，冷却后进行卷取入库，制得热轧原料卷；（5）步骤（4）制得的热轧原料卷经检验后转PGL酸镀连续生产线进行热镀锌，制得热镀锌板。本发明生产的热镀锌板抗拉强度大于540MPa，且相较于传统的热镀锌板生产方法，本发明缩短了工艺流程，节约了能源和成本。，下面是一种生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配制铁水，其组分质量百分比为：C：0.04-0.06%，Mn：1.10-1.60%，Si：0.20-0.30%， P：≤0.012%，S：≤0.005%，Ti：0.02-0.04%，Al：0.02-0.03%，余量为Fe；
（2）将步骤（1）的铁水进行铁水预处理、转炉炼钢、LF炉精炼；
（3）LF炉处理后经ESP产线，制得1.0-4.0mm厚度的热轧带钢；
（4）将步骤（3）得到的热轧带钢进行冷却，冷却后进行卷取入库，制得热轧原料卷；
（5）步骤（4）制得的热轧原料卷经检验后转PGL酸镀连续生产线进行热镀锌，制得热镀锌板。
2.如权利要求1所述的生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法，其特征在于，步骤（3）中ESP产线包括RH炉精炼、浇铸、粗轧、IH电磁感应加热、高压水除鳞及精轧工艺段。
3.如权利要求2所述的生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法，其特征在于，ESP产线的粗轧入口温度为960-1100℃，终轧温度为840-865℃。
4.如权利要求1所述的生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法，其特征在于，步骤（4）中，带钢冷却采用分段式层冷冷却，冷却一段冷速≥50℃/s，快冷至680-720℃后，在层冷线上空冷4-8s，冷却至460-510℃后进行卷取入库。
5.如权利要求1所述的生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法，其特征在于，步骤（5）中PGL酸镀连续生产线包括开卷机开卷、激光焊机焊接、破鳞机破鳞、连续酸洗、漂洗、平整、水洗、IH感应加热炉加热及锌锅连续镀锌工艺段。
6.如权利要求5所述的生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法，其特征在于，PGL酸镀连续生产线的连续酸洗工艺段的酸槽中HCl含量为40-70g/L，酸洗温度为70-85℃。
7.如权利要求5所述的生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法，其特征在于，PGL酸镀生产线的感应加热炉的加热温度为：辐射管均热段460-500℃，喷射风冷段460-500℃，入锅温度450-480℃；感应加热炉露点为-35℃以下，炉压为0.5-1.0mbar，氢气含量大于6%。
8.如权利要求5所述的生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法，其特征在于，步骤（5）中，PGL酸镀生产线的破鳞机延伸率0.5-2.0%，平整机延伸率0.5-2.5%，感应加热炉前平整延伸率小于或等于1.5%，炉后平整延伸率为1.0-1.5%。
9.如权利要求5所述的生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法，其特征在于，PGL酸镀连续生产线的锌锅连续镀锌中，锌液各成分的质量百分比为：Zn＞99%，Al：0.20±
0.05%，Sb≤0.02%，Fe≤0.03%，其他杂质≤0.015%；锌液温度为465℃±5℃。
10.如权利要求1所述的生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法，其特征在于，对步骤（5）制得的热镀锌板进行光整、拉矫、钝化、烘干及卷取处理，其中光整机延伸率0.5-
2.5%，拉矫机延伸率0-0.8%。

说明书全文

一种生产抗拉强度540MPa高扩孔热 镀锌板的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及热镀锌板技术领域，特别是涉及一种生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法。

背景技术

[0002] 随着汽车工业的发展，为了满足不同使用环境对汽车零部件耐腐蚀性的需要，以及延长汽车使用寿命，减少维修费用，普通的热冷轧板、酸洗板已无法满足汽车工业的要求，热镀锌板是提高汽车零部件抗腐蚀性能的最有效途径之一。

[0003]

[0004] 抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板作为先进镀锌板中的一个品系，以其良好的成形性能在汽车形状复杂的汽车底盘、车轮以及汽车覆盖件等零部件中得到了广泛的应用。在汽车制造工业比较发达的国家，对抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的研发生产已经有20多年的历史，代表钢企日本JFE、新日铁，韩国Posco，国内宝钢、武钢、首钢在生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板热轧酸洗板上处于领先地位。

[0005] 传统的生产热镀锌板的方法为铁水预处理→转炉→LF炉→RH炉→浇铸成板坯，再装炉加热约2-3h至1150-1200℃，随后出炉进行粗轧→精轧→层流冷却→卷取。钢卷冷却后经过开卷→焊接→破鳞→连续酸洗→漂洗→拉矫→卷取，再进行碱洗→冷轧→卷取，之后经过退火→连续镀锌→光整→拉矫→钝化→烘干→卷取。由此可以看出传统的生产热镀锌板的工序繁琐复杂，成本较高。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法，基于世界先进的ESP产线和PGL酸洗镀锌连续生产线，以生产出1.0-4.0mm规格的热基抗拉强度为540MPa的高扩孔热镀锌板。与传统的热镀锌板生产方法相比，本发明通过进一步简化工序，省去了加热炉加热工序、冷轧及退火工序，缩短了工艺流程，提高了生产效率，节约了能源。

[0007] 其中，本发明的ESP产线采用西门子ESP产线，即全无头薄板坯连铸连轧(Endless Strip Production)，是指无头带钢工艺，能够在7分钟内完成从钢水到地下卷取机上热轧带卷的全连续生产，真正意义上实现了连铸连轧。ESP产线具有钢水纯净度高、铸坯凝固速度快、轧制时间短、铸态组织均匀、道次压下量大、化学成分偏析小、成品组织均匀等优点，且不需要穿带，热轧卷通长厚度均匀，尺寸精度高。

[0008] 本发明的酸洗镀锌生产线采用安德里茨PGL酸镀连续生产线，在焊接工序中使用激光焊机代替传统的搭接焊机，很好地解决了焊接缺陷对整个镀锌线安全稳定运行的影响，较好地保证了焊缝质量；在镀锌工序前配备平整机，提高了带钢延伸率；在加热工序使用感应加热代替燃气加热，将带钢加热到460℃左右的入锌锅温度直接镀锌，相对于常规镀锌线，既减少了设备投资，也大大降低了能源消耗，且也有效减少了CO2和CO等温室气体的排放，利于环保。实现了“以热代冷”的设计思路，确保了产线长期稳定的运行。

[0009] 本发明的技术方案为：

[0010] 一种生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法，包括以下步骤：

[0011] (1)配制铁水，其组分质量百分比为：C：0.04-0.06％，Mn：1.10-1.60％，Si：0.20-0.30％，P：≤0.012％，S：≤0.005％，Ti：0.02-0.04％，Al：0.02-0.03％，余量为Fe；

[0012] (2)将步骤(1)的铁水进行铁水预处理、转炉炼钢、LF炉精炼；

[0013] (3)LF炉处理后经ESP产线，制得1.0-4.0mm厚度的热轧带钢；

[0014] (4)将步骤(3)得到的热轧带钢进行冷却，冷却后进行卷取入库，制得热轧原料卷；

[0015] (5)步骤(4)制得的热轧原料卷经检验后转PGL酸镀连续生产线进行热镀锌，制得热镀锌板。

[0016] 其中，在步骤(1)中，铁水成分C：0.040-0.050％，间隙原子固溶强化，提高钢的强度。但是含C量高也会造成塑性韧性的降低和焊接性能的恶化。对于高扩孔热镀锌板来说，要求良好的变形性能，因此含C量不能过高。同时，为保证可浇注性，C含量在0.06％以下。

[0017] Si：≤0.005％，铁素体形成元素，Si可以扩大α+γ区，使临界区处理的温度范围加宽，是铁素体稳定元素。Si与Mn结合提高淬透性、强度。但过高会形成不易除去的氧化铁皮，影响钢的表面质量，同时降低钢的变形性能。

[0018] Mn：1.10-1.60％，具有固溶强化的作用，提高抗拉强度、适度提高淬透性、既提高韧性又提高加工性能，Mn使S造成的热脆性减到最小。但过高会降低焊接性能。并且Mn含量增加，可提高马氏体淬透性，不利于延伸率。

[0019] Ti：0.02-0.04％，在钢中加入微量Ti，可以提高钢的强度，改善钢的成型性能和焊接性能。Ti的化学活性较高，易和钢液中的C、N、O、S等非金属元素形成化合物。Ti的固溶度较低，钢中Ti含量为0.01％-0.02％时，起到固溶强化的效果。Ti的碳氮化物等粒子的存在延迟再结晶，阻止铁素体晶粒长大，起到细晶强化的作用。超出固溶度的Ti在钢中将以TiC质点形式析出，起到析出强化作用。如果过高则急剧提高强度，同时降低延伸率，最佳范围为0.02-0.04％之间。

[0020] 步骤(2)中，将预处理后的铁水先后经过转炉冶炼和LF炉精炼得到所需成分的铁水。其中，转炉炼钢(converter steelmaking)主要是以液态生铁为原料的炼钢方法，其特点是靠转炉内液态生铁的物理热和生铁内各组分与送入炉内的氧进行化学反应所产生的热量，使金属达到出钢要求的成分和温度。LF(Ladle Furnace)炉即精包钢炼炉，主要靠桶内的白渣，在低氧的气氛中(氧含量为5％)，向桶内吹氩气进行搅拌并由石墨电极对经过转炉的钢水加热而精炼。

[0021] 步骤(3)中ESP产线包括RH炉精炼、浇铸、粗轧、IH电磁感应加热、高压水除鳞及精轧工艺段。

[0022] 其中，RH炉精炼全称为RH 真空循环脱气精炼法，RH炉是一种用于生产优质钢的钢水二次精炼工艺装备，整个钢水冶金反应是在砌有耐火衬的真空槽内进行的。

[0023] LF炉精炼后的铁水进入到RH炉中进一步精炼，出来的铁水进入到连铸机中，从连铸机出来的铸坯直接进入粗轧机组中粗轧制成中间坯，粗轧入口温度为960-1100℃，终轧温度在840-850℃范围内。随后，中间坯先后经过摆式剪、堆垛机和转毂式飞剪，其中，摆式剪将铸坯头部楔形段进行分段和切掉，堆垛机可在后面的设备出现故障时在此处下线，转毂式飞剪将中间坯剪切头尾。之后中间坯进入到IH电磁感应加热炉中加热，加热到1120-1160℃，再经过高压水除鳞后进入精轧机组进行精轧，生成1.0-4.0mm厚度的热轧带钢。

[0024] 步骤(4)中，将ESP产线生产的热轧带钢经过分段式层冷冷却，冷却一段(即第一冷却阶段)冷速≥50℃/s，快冷至680-720℃后，在层冷线上空冷(即第二冷却阶段)4-8s，冷却至460-510℃后进行卷取入库。

[0025] 步骤(5)中PGL酸镀连续生产线包括开卷机开卷、激光焊机焊接、破鳞机破鳞、连续酸洗、漂洗、平整、水洗、IH感应加热炉加热及锌锅连续镀锌工艺段。

[0026] 其中，在PGL酸镀连续生产线中，将步骤(4)制得的热轧原料卷经过开卷机开卷、激光焊机焊接、破鳞机破鳞后，进入连续酸洗工艺段。在连续酸洗工艺段，酸槽中HCl含量为40-70g/L，酸洗温度为70-85℃。连续酸洗后，再经过漂洗、平整机平整、水洗后，进入IH感应加热炉加热，其中破鳞机延伸率0.5-2.0％，平整机延伸率0.5-2.5％，感应加热温度为：辐射管均热段460-500℃，喷射风冷段460-500℃，入锅温度450-480℃；感应加热炉露点为-35℃以下，炉压为0.5-1.0mbar，氢气含量大于6％；感应加热炉前平整延伸率小于或等于
1.5％，炉后平整延伸率为1.0-1.5％。感应加热后进入锌锅进行连续镀锌，制得热镀锌板，锌锅中锌液各成分的质量百分比为：Zn＞99％，Al：0.20±0.05％，Sb≤0.02％，Fe≤
0.03％，其他杂质≤0.015％；锌液温度为465℃±5℃。随后，对热镀锌板进行光整、拉矫、钝化、烘干和卷取入库，其中光整机延伸率0.5-2.5％，拉矫机延伸率0-0.8％，钝化采用三价铬铬酸钝化或涂油处理，采用三价铬铬酸钝化较六价铬铬酸钝化更环保。

[0027] 本发明的有益效果为：

[0028] 本发明基于ESP产线和PGL酸镀连续生产线，采用新工艺生产热基抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板，产品厚度1.0-4.0mm，镀层重量60-275g/㎡(双面等厚镀层)，抗拉强度大于540MPa，且具有良好的强度与塑韧性匹配。为达到该产品表面质量，采用平整后水洗工艺，提高了表面质量，降低漏镀缺陷。同时相较于传统的热镀锌板生产方法，本发明通过进一步简化工序，省去了加热炉加热工序、冷轧及退火工序，缩短了工艺流程，大大提高了生产效率的同时也节约了能源，成本节约约300元/吨。具体实施例

[0029] 为了更好地理解本发明，下面用具体实施例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。

[0030] 实施例1-4

[0031] 本发明的生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法的工艺流程为：首先配制所需成分的铁水，其中各实施例的铁水的成分如表1所示(单位为wt.％)，对铁水进行预处理、转炉炼钢及LF炉精炼，之后进入ESP产线生产热轧带钢。在ESP产线中，铁水经过RH炉精炼、连铸机浇铸、粗轧机组粗轧、摆式剪、堆垛机、转毂式飞剪、电磁感应加热、高压水除鳞及精轧后生成热轧带钢，随后，将制得的热轧带钢经过分段式层冷冷却后卷取入库，制得热轧原料卷。再将热轧原料卷经检验后转至PGL酸镀连续生产线上，先后经过开卷机开卷、激光焊机焊接、破鳞机破鳞、连续酸洗、漂洗、平整、水洗、电磁感应加热、锌锅连续镀锌后制得热镀锌板，之后对制得的热镀锌板进行光整、拉矫、钝化、烘干和卷取入库。

[0032] 其中，各实施例的工艺参数如表2所示；各实施例的锌锅中锌液的铝含量(单位为wt.％)及锌液温度如表3所示。

[0033] 对各实施例制得的热镀锌板的成品厚度、镀层重量、屈服强度、抗拉强度及延伸率性能进行测试，测试结果如表4所示。

[0034] 表1

[0035]

[0036] 表2

[0037]

[0038]

[0039] 表3

[0040]

[0041] 表4

[0042]

[0043]

[0044] 由表4可以看出，通过本发明生产抗拉强度540MPa高扩孔热镀锌板的方法生产的热镀锌板，产品厚度1.0-4.0mm，镀层重量60-275g/㎡(双面等厚镀层)，不需经过冷轧及退火处理，就可达到相同的规格，厚度精度较高。同时抗拉强度大于540MPa，且具有良好的强度与塑韧性匹配。

[0045] 为达到该产品表面质量，采用平整后水洗工艺，提高了表面质量，降低漏镀缺陷。同时相较于传统的热镀锌板生产方法，本发明通过进一步简化工序，省去了加热炉加热工序、冷轧及退火工序，缩短了工艺流程，大大提高了生产效率，节约了能源，且节约了成本约
300元/吨。

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