一种高强度Q420B制管用热轧带钢的生产方法 |
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| 申请号 | CN202311759739.6 | 申请日 | 2023-12-20 | 公开(公告)号 | CN117862225A | 公开(公告)日 | 2024-04-12 |
| 申请人 | 天津市新天钢联合特钢有限公司; | 发明人 | 安韶华; 梁云科; 聂荣恩; 任茂勇; 李玉明; 郭朋; 董冠求; 时晓杰; 郝艳强; 杨春伟; 闫伟; | ||||
| 摘要 | 本 发明 属于 冶金 技术领域，特别涉及一种高强度Q420B制管用 热轧 带 钢 的生产方法，包括以下步骤：选择制管用热轧带钢； 连铸 坯热送；连 铸坯 加热；炉后高压 水 除鳞；中间坯空冷；粗轧及粗除鳞；精轧、精除鳞、 机架 间水冷却； 层流 冷却；卷取。通过选择合适成分的制管用热轧带钢，采用低含量Si和Mn、添加 合金 Ti，且采用合适的粗轧和精轧工艺，配合中间坯冷却和机架间水冷却工艺，在保证产品性能的 基础 上，降低生产成本。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种高强度Q420B制管用热轧带钢的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、选择制管用热轧带钢；S2、连铸坯热送；S3、连铸坯加热；S4、炉后高压水除鳞；S5、中间坯空冷； |
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| 说明书全文 | 一种高强度Q420B制管用热轧带钢的生产方法技术领域背景技术[0002] Q420B是低合金高强度钢的一种，具有高强度、高韧性、耐磨性、抗疲劳性、抗冲击性、易加工性、良好的耐磨性、可焊性和机械性能的特点，而且具有可减轻结构重量，降低施工成本的特点，是一种低碳环保型材料，Q420B管材广泛应用于建筑、铁路、汽车、船舶、石油、化工、电站及工程机械等国民经济和国防建设的诸多领域。如脚手架、矿山机械管、液压支架、港口机械管、桥梁结构管等。 [0003] 生产Q420B管材的原料热轧带钢需要添加不同种类合金，才能使力学性能合格，这样必然导致Q420B生产成本增加，降低企业利润，不利于在市场中竞争。为了使产品质量满足用户需求，同时实现产品降本增效，需要对化学成分和生产工艺进行优化。 发明内容[0005] 为了实现上述目的，本发明的技术方案为： [0006] 一种高强度Q420B制管用热轧带钢的生产方法，包括以下步骤：S1、选择制管用热轧带钢；S2、连铸坯热送；S3、连铸坯加热；S4、炉后高压水除鳞；S5、中间坯空冷；S6、粗轧及粗除鳞；S7、精轧、精除鳞、机架间水冷却；S8、层流冷却；S9、卷取。 [0007] 作为优选的技术方案，S1中以质量百分比含量计，热轧带钢包括以下化学成分：C：0.15‑0.19％，Si≤0.15％，Mn：0.75‑0.90％，Alt：0.02 ‑0.04％；Ti：0.04‑0.06％，P≤ 0.025％，S≤0.020％，其余为Fe和杂质； [0008] 作为优选的技术方案，S2中连铸坯采用热送工艺，连铸坯温度550‑800℃。 [0009] 作为优选的技术方案，S3中加热炉采用三段式加热，预热段温度：850‑1150℃，加热段温度：1150～1250℃，均热段温度1200～1250℃，所述加热的时间为70～100min，空燃比控制在0.60‑0.70； [0011] 作为优选的技术方案，S4中炉后采用高压水除鳞，除鳞压力≥16MPa。 [0012] 作为优选的技术方案，S5中中间坯在中间辊道上自然冷却，温降控制在10‑30℃。 [0013] 作为优选的技术方案，S6中粗轧连续轧制工艺为：粗轧开轧温度1080‑1150℃；平轧5道次，单道次压下率20‑40％；总压下率：80.6‑85.6％；具体的：第一道次变形量34.4～34.6％；轧制力4300～5020KN，轧制速度0.41～0.42m/s；第二道次变形量34.0～34.8％；轧制力4270～4800KN，轧制速度0.63～0.64m/s；第三道次变形量27.5～32.7％；轧制力4100～4550KN，轧制速度0.91～0.96m/s；第四道次变形量24.8～31.1％；轧制力3550～3750KN，轧制速度1.28～1.29m/s；第五道次变形量26.9～28.3％；轧制力3700～3900KN，轧制速度 1.70‑1.90m/s；立轧3道次，道次压下量：≤40mm；S6中粗轧在1立后采用高压水除鳞，除鳞压力≥15MPa。 [0014] 作为优选的技术方案，S7中精轧开轧温度为940‑1000℃，终轧温度为800～850℃；精轧平轧工作辊采用负凸度辊型轧制，凸度值为‑0.05mm～‑0.15mm；精轧平轧单道次压下率：10‑40％；总压下率：76.9‑92.9％；精轧终轧速度8.0‑13.0m/s；具体的：精轧采用连续轧制，根据规格的不同，平轧8‑9道次；第一道次变形量26.5～36.8％，轧制力4150～5450KN，轧制速度1.1～1.8m/s；第二道次变形量25.5～31.4％，轧制力4300～5720KN，轧制速度1.6～2.4m/s；第三道次变形量22.0～37.2％，轧制力2600～3620KN，轧制速度2.4～3.2m/s；第四道次变形量17.6～32.6％，轧制力2500～3620KN，轧制速度3.3～4.7m/s；第五道次变形量14.0～19.3％，轧制力2250～2920KN，轧制速度4.4～5.5m/s；第六道次变形量10.1～ 11.3％，轧制力2100～2970KN，轧制速度5.9～6.4m/s；第七道次变形量10.5～15.8％，轧制力1870～2650KN，轧制速度7.1～7.2m/s；第八道次变形量10.6～15.0％，轧制力1620～ 2300KN，轧制速度8.1～8.3m/s；第九道次变形量0～10.5％，轧制力0～2150KN，轧制速度0～9.5m/s；立轧2道次，道次压下量：≤20mm；精轧在1立后采用高压水除鳞，除鳞压力≥ 15MPa；精轧机组之间采用机架间水冷却，冷却水压力0.4‑0.6Mpa。 [0015] 作为优选的技术方案，S9中卷取张力20‑30KN，卷取温度580～620℃卷取后得到热轧带钢。 [0016] 作为优选的技术方案，采用该方法制备的制管用热轧带钢，具有以下指标：热轧带钢力学性能：屈服强度≥420MPa，抗拉强度520‑680MPa，断后伸长率≥20％；边部缺陷率：0；热轧带钢金相组织：S+P；带状组织：≤0.5级；晶粒度：11‑12级；宽度尺寸偏差：0～3mm；三点差：0‑0.05mm。 [0017] 本发明的有益效果为： [0018] 本发明的高强度Q420B制管用热轧带钢的生产方法从以下方面在保证产品性能的基础上，降低生产成本： [0019] 1、为提高一次氧化铁皮和二次氧化铁皮的剥离性，采用低Si含量的方法减少液态Fe2SiO4的生成，Fe2SiO4这个液相层会对氧化铁皮起到钉扎作用，增加了氧化铁皮的粘附性，除鳞时也难以去除干净，容易对成品造成氧化铁皮压入缺陷，因此Si含量要处于较低水平。 [0020] 2、本发明采用添加合金Ti的方法，利用Ti的细化晶粒和析出强化的原理来提高钢材的强度，加热时TiN粒子可阻止加热时奥氏体的长大，轧制是采用大变形量有利于TiN和TiC的形变诱导析出；层流冷却可控制TiC和TiN粒子的析出，其中TiC粒子在相间应变诱导析出或相变后在铁素体内析出时，其分布细小弥散，粒子尺寸小于10nm。Ti还能变质钢中的硫化物，也即通过析出Ti4C2S2减少MnS的析出，改善板材的纵横向性能的差异及冷成型性能； [0022] 4、本发明通过增加钛的质量百分比替代铌和部分锰，降低生产成本30元/吨，提高经济性； [0023] 5、本发明采用中间坯冷却和机架间水冷却，进一步降低终轧温度，细化晶粒，提高钢材力学性能； [0024] 6、本发明精轧平轧工作辊采用负凸度辊型轧制，避免了无液压弯辊装置成品带钢中间薄板形不良的弊端； [0025] 7、本发明粗、精轧采用立辊箱型孔型轧制，配合合理的压下工艺，提高了立轧的稳定性，同时避免边部裂纹、点线状缺陷；还可以提高尺寸的稳定性。 具体实施方式[0026] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。 [0027] 实施例1： [0028] 本实施例的一种高强度Q420B制管用热轧带钢的生产方法，包括如下步骤： [0029] S1、优选制管用热轧带钢化学成分； [0030] 表1焊管用热轧带钢的原料化学成分单位：(％) [0031] [0032] S2、连铸坯热送； [0033] 连铸坯厚度为180mm；连铸坯加热温度550‑800℃，在节约能源的基础上，实现热送目的； [0034] S3、连铸坯加热； [0035] 加热炉采用煤气、空气双蓄热方式，煤气为高炉、转炉的混合气，煤气热值800‑3 1000Kcal/Nm，采用三段式加热：预热段温度：850‑1150℃，加热段温度：1150～1250℃，均热段温度1200～1250℃，所述加热的时间为70～100min，空燃比控制在0.60‑0.70； [0036] S4、炉后高压水除鳞：除鳞压力≥16MPa，一次氧化铁皮可有效去除。 [0037] S5、粗轧和粗除鳞： [0038] 粗轧开轧温度：1080‑1150℃； [0039] 粗轧连续轧制，平轧5道次；立轧3道次； [0040] [0041] 粗轧在1立后采用高压水除鳞，除鳞压力≥15MPa； [0042] 粗轧平轧单道次压下率20‑40％；总压下率：80.6‑85.6％； [0043] 粗轧立轧采用立辊箱型孔型轧制，道次压下量：≤40mm； [0044] 中间坯厚度26‑35mm； [0045] S6、中间坯空冷：中间坯在中间辊道上自然冷却，温降控制在10‑30℃； [0046] S7、精轧、精除鳞、机架间水冷却： [0047] 精轧采用连续轧制，根据规格的不同，平轧8道次；立轧2道次； [0048] [0049] 精轧开轧温度为940‑1000℃； [0050] 精轧在1立后采用高压水除鳞，除鳞压力≥15MPa； [0051] 精轧终轧速度8.0m/s； [0052] 精轧平轧单道次压下率：10‑40％；总压下率：76.9‑92.9％％； [0053] 精轧平轧工作辊采用负凸度辊型轧制，凸度值为‑0.05mm～‑0.15mm； [0054] 精轧立轧采用立辊箱型孔型轧制，道次压下量：≤20mm； [0055] 精轧机组之间采用机架间水冷却，冷却水压力0.4‑0.6Mpa： [0056] 精轧终轧温度为800～850℃； [0057] S8可改为：层流冷却：精轧后采用层流冷却工艺，冷却速度40‑80℃/s，控制卷取温度580～610℃； [0059] 经检测，本实施例得到的热轧带钢具有以下关键指标：热轧带钢力学性能：屈服强度430‑480MPa，抗拉强度540‑590MPa，断后伸长率25‑30％；边部缺陷率：0；热轧带钢金相组织：S+P；带状组织：0.5级；晶粒度：11级；宽度尺寸偏差：0～3mm；三点差：0‑0.05mm；完全满足用户制管的质量要求。 [0060] 实施例2： [0061] 本实施例的一种高强度Q420B制管用热轧带钢的生产方法，包括如下步骤： [0062] S1、优选制管用热轧带钢化学成分； [0063] 表2焊管用热轧带钢的原料化学成分单位：(％) [0064] [0065] S2、连铸坯热送； [0066] 连铸坯厚度为180mm；连铸坯加热温度700‑800℃，在节约能源的基础上，实现热送目的； [0067] S3、连铸坯加热： [0068] 加热炉采用煤气、空气双蓄热方式，煤气为高炉、转炉混合气，煤气热值800‑3 1000Kcal/Nm，三段式加热，预热段温度：850‑1150℃，加热段温度：1150～1250℃，均热段温度1200～1250℃，所述加热的时间为70～100min，空燃比控制在0.60‑0.70； [0069] S4、炉后高压水除鳞：除鳞压力≥16MPa，一次氧化铁皮可有效去除。 [0070] S5、粗轧和粗除鳞： [0071] 粗轧开轧温度：1080‑1150℃ [0072] 粗轧连续轧制，平轧5道次；立轧3道次； [0073] [0074] 粗轧在1立后采用高压水除鳞，除鳞压力≥15MPa； [0075] 粗轧平轧单道次压下率20‑40％；总压下率：80.6‑85.6％； [0076] 粗轧立轧采用立辊箱型孔型轧制，道次压下量：≤40mm； [0077] 中间坯厚度26‑35mm； [0078] S6、中间坯空冷：中间坯在中间辊道上自然冷却，温降控制在10‑30℃。S7、精轧、精除鳞、机架间水冷却： [0079] 精轧采用连续轧制，根据规格的不同，平轧9道次；立轧2道次； [0080] [0081] 精轧开轧温度为940‑1000℃； [0082] 精轧在1立后采用高压水除鳞，除鳞压力≥15MPa； [0083] 精轧终轧速度12.0m/s； [0084] 精轧平轧单道次压下率：10‑40％；总压下率：85.7‑90.4％； [0085] 精轧平轧工作辊采用负凸度辊型轧制，凸度值为‑0.05mm～‑0.15mm； [0086] 精轧立轧采用立辊箱型孔型轧制，道次压下量：≤20mm； [0087] 精轧机组之间采用机架间水冷却，冷却水压力0.4‑0.6Mpa： [0088] 精轧终轧温度为800～850℃； [0089] S8：层流冷却：精轧后采用层流冷却工艺，冷却速度40‑80℃/s，控制卷取温度580～610℃； [0090] S9、卷取工艺：钢带卷取收集，卷取张力27KN，卷取后得到厚度为2.5mm的高强度Q420B制管用热轧带钢。 [0091] 经检测，本实施例得到的热轧带钢具有以下关键指标：热轧带钢力学性能：屈服强度440‑490MPa，抗拉强度550‑600MPa，断后伸长率25‑32％；边部缺陷率：0；热轧带钢金相组织：S+P；带状组织：0级；晶粒度：12.0级；宽度尺寸偏差：0～3mm；三点差：0‑0.05mm；完全满足用户制管的质量要求。 [0092] 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。 |
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