355MPa級汽車用冷成形鍍鋅熱軋基板及其生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種冷成形鍍鋅熱軋基板的生產(chǎn)方法，尤其是一種355MPa級汽車用 冷成形鍍鋅用基板及其生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 汽車用冷成形鍍鋅的鋼板(基板）與普通冷成形鋼板要求不同，不僅要求合理的強 度、良好的冷成形性能，同時為了達到產(chǎn)品耐腐蝕和美觀的要求，很多零部件沖壓后需要鍍 鋅。目前鍍鋅產(chǎn)品要求硅含量<0.03%。屈服強度為355MPa的冷成形及鍍鋅汽車用鋼為 了滿足產(chǎn)品機械性能要求，錳含量一般控制在1. 2%~1. 5%范圍內(nèi)，在板坯厚度為180mm連 鑄機上為了穩(wěn)定生產(chǎn)，碳含量一般控制在在0. 05%~0. 08%范圍內(nèi)。由于鍍鋅要求硅含量 < 0. 03%，為了保證硅含量不超標，冶煉時就必須用金屬錳代替中碳錳，防止因加入大量錳 鐵（由于錳鐵中含硅）增硅使硅含量超標。金屬錳價格大約是中碳錳價格的3倍，造成成 本大幅升高。同時由于錳含量高，鋼種MnS偏析難以控制，偏析對于鋼材的疲勞有著不利的 影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種錳含量較低的355MPa級汽車用冷成形鍍鋅 熱軋基板；本發(fā)明還提供了一種低成本的355MPa級汽車用冷成形鍍鋅熱軋基板的生產(chǎn)方 法。
[0004] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明成分的重量百分含量為：C 0.090~0. 117%， Si 彡（λ 03%，Mn 0· 45 ~（λ 79%，P 彡 0· 020%，S 彡 0· 007%，Als 0· 023 ~0· 040%，Nb 0· 010 ~ 0. 018%，Ti彡0. 016%，N彡0. 0050%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0005] 本發(fā)明所述基板厚度為2. 0~5. 0mm。
[0006] 本發(fā)明方法包括轉(zhuǎn)爐冶煉、RH精煉、連鑄、加熱、乳制、冷卻和卷曲工序；所述鋼板 成分的重量百分含量如上所述；所述轉(zhuǎn)爐冶煉和RH精煉工序，采用中碳錳鐵配錳，鈮鐵配 鈮。
[0007] 本發(fā)明方法所述連鑄工序：采用180mm厚度板坯鑄機；采用平板型結(jié)晶器，結(jié)晶器 錐度設(shè)定：開饒錐度7. 5mm/7. 5mm，連鑄拉速I. 2m/min~I. 6m/min ;結(jié)晶器冷卻采用弱冷 工藝，二冷采用弱冷工藝，比水量為0. 9~I. lL/kg ;中包鋼水過熱度25°C~30°C。
[0008] 所述連鑄工序采用下述重量含量成分的保護渣：C 7. 5±2. 5%，F(xiàn) 6. 5±1. 5%，F(xiàn)eO < 1. 8%，SiO2 29. 5±2. 0%，Na20 10. 5±L 5%，A1203 4. 5±L 0%，Mg0 + CaO 35±2· 5%，余量 為鐵。
[0009] 所述保護渣的堿度為L 05±0· 6,粘度為0· 106~0· 109(PaS，1300°C )。
[0010] 本發(fā)明方法所述冷卻工序根據(jù)不同季節(jié)采取下述冷卻模式：春或秋季時，17°C< 冷卻水溫度< 35 °C，冷卻水控制閥間隔開閉； 夏季時，冷卻水溫度多35°C，冷卻水控制閥采用開3關(guān)1的模式； 冬季時，(TC <冷卻水溫度< 17°C，冷卻水控制閥采用開1關(guān)2的模式。
[0011] 本發(fā)明鋼板(基板）熱軋后在長度為43米的短層流冷卻線上采用特殊的冷卻模式 和冷卻溫度相配合，解決了不同季節(jié)冷卻水溫度變化對冷卻速率的影響，保證了鋼板性能 的穩(wěn)定性。
[0012] 采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本發(fā)明通過采用包晶鋼成分設(shè)計，提 高碳含量，同時適當添加鈮，以鈮合金化工藝提高強度，大幅度降低錳含量，由于錳含量的 降低，可以利用廉價的中碳錳鐵代替金屬錳保證了因加錳而帶入的殘余硅不超過0. 03%，達 到了鍍鋅的硅成分的要求，同時具有低成本的特點。
[0013] 本發(fā)明方法采用中碳錳鐵配錳，鈮鐵配鈮，降低錳含量，保證殘余硅不超標，同時 還需兼顧降低生產(chǎn)成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量。本發(fā)明方法通過合理的保護渣和連鑄工藝，克服了 連鑄機澆注包晶鋼可能出現(xiàn)鑄坯裂紋、凹陷、鑄坯振痕、漏鋼等缺陷，穩(wěn)定澆注出合格的板 坯，乳后板材中心無 MnS偏析。本發(fā)明基板軋制后在短層冷線條件下層流冷卻工藝根據(jù)季 節(jié)不同，冷卻水溫度的不同，采取了不同的冷卻工藝，保證了不同外部條件溫度下基板的性 能的穩(wěn)定，克服了短層冷線的缺點，使基板強度和成形性能不受不用季節(jié)冷卻水溫度變化 的影響。
[0014] 本發(fā)明方法具有生產(chǎn)成本低，工藝控制穩(wěn)定，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定優(yōu)良的特點。
【具體實施方式】
[0015] 下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。
[0016] 本355MPa級汽車用冷成形鍍鋅熱軋基板的生產(chǎn)方法的工藝流程為：高爐鐵水一 鐵水脫硫一轉(zhuǎn)爐冶煉一LF精煉一中等厚度板坯連鑄一步進式加熱爐加熱一粗軋前除磷 -7道次往復式粗乳一熱卷箱卷曲一精乳前除磷一7機架連乳一層流冷卻一卷曲。
[0017] (1)轉(zhuǎn)爐冶煉：入爐鐵水控制：將S彡0· 025wt%、P彡0· 13wt%，溫度彡1250°C的 鐵水轉(zhuǎn)入150噸轉(zhuǎn)爐，對S > 0. 025wt%的鐵水進行預(yù)脫硫至< 0. 015%。根據(jù)鐵水成分、 終渣堿度，計算石灰加入量。第一批料加入石灰總量的3/5,礦石、鐵皮球、輕燒白云石等加 入量的控制以穩(wěn)定操作，優(yōu)化溫度制度為前提條件，適時、適量加入。第二批渣料和冷卻劑 根據(jù)過程溫度及化渣情況，可分幾次加入，其它應(yīng)根據(jù)爐況進行靈活調(diào)整。轉(zhuǎn)爐終點成分要 求：C彡0· 080wt%，S彡0· 025wt%，P彡0· 018wt%，終點溫度要求T彡1630°C。采用中碳錳 鐵配錳，鈮鐵配鈮。
[0018] (2)LF精煉：嚴格大包出鋼控制硅含量< 0. 02wt%，采用石灰、螢石等造渣劑造渣， 堿度控制目標多3,采用鋁線段造白渣。采用碳粉、錳鐵、鈮鐵、鋁線微調(diào)成分，使用鈦鐵（70 鈦鐵)配鈦；根據(jù)進站溫度確定給電時間，給電時間< 25min。成分和溫度合格后，鋼水進行 鈣處理，鈣含量多l(xiāng)Oppm，保證鋼水可澆性。鈣處理后轉(zhuǎn)入靜吹，靜吹時間多8min。出站成 分控制目標如表1所示；出站溫度控制目標如表1所示。
[0019] 表1 :LF精煉出站鋼水成分（wt%)
(3)連鑄：180mm厚度板坯鑄機，碳含量為0. 09%~0. 117%屬于包晶鋼成分范圍，連鑄 面臨著鑄坯裂紋、凹陷、振痕甚至漏鋼的風險。本方法通過采用合理的保護渣、連鑄拉速、二 冷水配比、鋼水過熱度控制等措施，保證了包晶鋼穩(wěn)定生產(chǎn)，連鑄坯表面質(zhì)量良好。
[0020] 連鑄工藝參數(shù)如下：采用平板型結(jié)晶器；C、結(jié)晶器錐度設(shè)定：開澆錐度： 7. 5mm/7. 5mm ;D、結(jié)晶器水量設(shè)定：190/22t/h ;E、連鑄拉速 I. 2m/min ~I. 6m/min ;F、結(jié) 晶器冷卻采用弱冷工藝，二冷采用弱冷工藝，比水量為0. 9~I. lL/kg ;G、中包鋼水過熱度 25°C~30°C;H、使用下述重量含量成分的保護渣：C 7. 5±2. 5%，F(xiàn) 6. 5±1. 5%，F(xiàn)eO < 1. 8%， SiO2 29. 5 ±2. 0%，Na2O 10. 5 ± L 5%，Al2O3 4. 5 ± L 0%，MgO + CaO 35 ±2. 5%，余量為鐵；保 護渣的堿度為 1. 05±0· 6,粘度為 0· 106 ~0· 109(PaS, 1300°C )。
[0021] (4)所述冷卻工序根據(jù)不同季節(jié)采取下述冷卻模式：春或秋季時，17°C<冷卻水溫 度< 35°C，冷卻水控制閥采用開一個關(guān)一個的模式，即Χ0Χ0(開1關(guān)1); 夏季時，冷卻水溫度多35°C，冷卻水控制閥采用連著開3個關(guān)閉1個、再連著開3個關(guān) 閉1個的模式，即XXX〇(開3關(guān)1); 冬季時，(TC <冷卻水溫度< 17°C，冷卻水控制閥采用開1關(guān)2個、再開1關(guān)2個的模 式，即X00(開1關(guān)2)。
[0022] 實施例1 :本355MPa級汽車用冷成形鍍鋅用基板的具體生產(chǎn)過程如下所述。
[0023] (1)鐵水爐外預(yù)脫硫：采用噴吹金屬顆粒鎂對鐵水進行脫硫，把原始鐵水S從 0. 03Iwt%脫至0. 009wt%。金屬鎂噴吹結(jié)束后，對鐵水進行徹底扒渣。
[0024] (2)轉(zhuǎn)爐冶煉；轉(zhuǎn)爐裝入脫硫鐵水148t，廢鋼+生鐵塊+渣鋼14t，吹煉氧壓 0. 78MPa，吹煉時間14. 7min，吹煉終點溫度1650°C，終點成分為：C 0. 08%、P 0. 012%、S 0. 017%，終點鋼水氧位370ppm。出鋼進行脫氧合金化，加入中碳錳鐵720kg，鈮鐵30kg，鋁基 脫氧劑315kg，石灰306kg。出鋼后鋼包鋼水溫度1613°C。
[0025] (3) LF精煉：采用石灰、鋁鈣基復合脫氧劑造白渣，采用碳粉，中碳錳鐵、鋁線、鈮 鐵微調(diào)成分。采用鋁鈣線進行鈣處理，鈣處理后對鋼水軟吹9min，鋼水出站溫度1582°C。鋼 水重量 150 噸，鋼水出站成分為（wt) :C 0. 117%，Mn 0. 50%，S 0. 005%，P 0. 018%，Si 0. 02%， Als 0.040%，Nb 0.012%，Ti 0.015%，N 0.004,余量為 Fe 和不可避免的雜質(zhì)。
[0026] (4)鋼水經(jīng)過中間包在180mm厚度連鑄機上兩流澆筑，鑄坯寬度1250 mm ;采用平 板型結(jié)晶器，結(jié)晶器錐度設(shè)定：開澆錐度7. 5mm/7. 5_，連鑄拉速I. 2m/min ;結(jié)晶器冷卻采 用弱冷工藝，二冷采用弱冷工藝，比水量為I. 〇L/kg ;中包鋼水過熱度30°C ;保護渣的重量 成分：C 10%，F(xiàn) 6.0%，F(xiàn)eO 1.5%，SiO2 30%，Na2O 10. 5%，Al2O3 5. 5%，MgO+ CaO 35%，余量為 鐵；所述保護渣的堿度為1. 05,粘度為0. 108 (PaS，1300°C )。鑄坯表面質(zhì)量完好。
[0027] (5)鑄坯經(jīng)過步進式加熱爐加熱一粗軋前除磷一7道次往復式粗軋制成中間坯厚 度40mm-熱卷箱卷曲一精乳前除磷一7機架連乳一層流冷卻采用夏季冷卻模式一卷曲，成 品厚度5. 0mm、4. 0 mm、3. Omm共6卷，每個規(guī)格進線取樣1卷，力學性能檢驗結(jié)果見表2。
[0028] 表2 :實施例1所得產(chǎn)品的力學性能
實施例2 :本355MPa級汽車用冷成形鍍鋅熱軋基板的具體生產(chǎn)過程如下所述。
[0029] (1)鐵水爐外預(yù)脫硫：采用噴吹金屬顆粒鎂對鐵水進行脫硫，把原始鐵水S從 0. 028 %脫至0. 010%。金屬鎂噴吹結(jié)束后，對鐵水進行徹底扒渣。
[0030] (2)轉(zhuǎn)爐冶煉；轉(zhuǎn)爐裝入脫硫鐵水147t，廢鋼+生鐵塊+渣鋼15t，吹煉氧壓 0.77MPa，吹煉時間14.3min，吹煉終點溫度1643°C，終點成分為C:0.07%，P:0.013%， S: 0. 018%，終點鋼水氧位383ppm。出鋼進行脫氧合金化，加入中碳錳鐵713kg，鈮鐵35kg，鋁 基脫氧劑320kg，石灰296kg。出鋼后鋼包鋼水溫度1605°C。
[0031] (3) LF精煉：采用石灰、鋁鈣基復合脫氧劑造白渣，采用碳粉，中碳錳鐵、鋁線、鈮 鐵微調(diào)成分。采用鋁鈣線進行鈣處理，鈣處理后對鋼水軟吹8min，鋼水出站溫度1580°C，鋼 水出站成分為（wt) :C 0· 090%，Mn 0· 60%，S 0· 007%，P 0· 016%，Si 0· 03%，Als 0· 023%，Nb 0. 018%，Ti 0. 014%，N 0. 003%，余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
[0032] (4)鋼水經(jīng)過中間包在180mm厚度連鑄機上兩流澆筑，鑄坯寬度1250 mm ;采用平 板型結(jié)晶器，結(jié)晶器錐度設(shè)定：開澆錐度7. 5mm/7. 5_