一种消除Mn含量1.5%以上高强钢漏镀缺陷的方法及高强钢的应用与流程

一种消除mn含量1.5％以上高强钢漏镀缺陷的方法及高强钢的应用
技术领域
1.本发明涉及轧钢的技术领域，具体涉及一种消除mn含量1.5％以上高强钢漏镀缺陷的方法及高强钢的应用。


背景技术：

2.随着汽车轻量化技术的发展，汽车发展方向集中在节能、减排、降重和提高安全性。目前汽车用高强度、优良成型性能的钢板取代常规if钢和低碳软钢是汽车用钢的发展趋势。双相钢具有高强度、优良成型性能的特点，得到广泛的关注，单车用量也不断提高。
3.目前，冶金行业都在不断研究开发适合汽车用的高强双相钢板，因此在汽车结构件、承重中被广泛应用。但是双相钢在进行连续热镀锌时，钢中添加的合金元素在退火过程中容易发生选择性氧化，在钢板表面生成大量的氧化物。这些氧化物与锌液之间的浸润性较差，容易造成漏镀和镀层附着力差的问题。
4.cn103805840b公开了一种高成形性热镀锌超高强度钢板及其制造方法，该方法采用高mn、si成分设计，充分利用si、mn等合金元素的强化作用，以实现超高强度和高塑性统一的优越性能；同时配以连续退火工艺和炉内气氛控制工艺，以获得可镀性良好的钢板基板；并在经过镀锌后得到镀层质量良好、成本低廉的热镀锌超高强钢板产品；但是未针对不同锰含量、不同厚度高强钢的镀锌工艺做出相关的限定，而且工艺参数控制范围比较宽泛，不适用于对表面质量和成形性都有较高要求的汽车结构件和外板。


技术实现要素：

5.针对现有技术不适用于生产不同mn含量、不同厚度的无缺陷高强度钢的问题，本发明提供一种消除mn含量1.5％以上高强钢漏镀缺陷的方法及高强钢的应用。
6.第一方面，本发明提供一种消除mn含量1.5％以上高强钢漏镀缺陷的方法，主要包括以下步骤：
7.(1)将冶炼的钢坯进行加热和热轧：钢坯加热的均热段温度为1280～1300℃，在此温度范围内实现奥氏体化，消除铸造缺陷，使组织均匀化，降低变形抗力，且防止因温度过高导致晶粒异常长大，同时保证所有合金元素均固溶，并保证后续精轧温度的控制，均热时间为50～60min；粗轧出口温度为1060～1080℃，精轧终轧温度为870～900℃保证热轧板为组织均匀的奥氏体或铁素体，而且防止因精轧温度过高导致的粗大晶粒或因精轧温度过低出现混晶组织；粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算，保障轧钢表面无明显氧化铁皮；
8.(2)酸轧：将步骤(1)得到的热轧带钢进行酸洗全道次除鳞，之后采用50.0％～54.0％的压下量进行冷轧；
9.(3)连续退火及镀锌：酸轧后的带钢进入连续退火炉经过640～680℃的预热之后进入氧化室，根据带钢mn含量和厚度调整预氧化段露点为-30～-8℃；再进行800～810℃的
加热，之后通过800～820℃的均热控制马氏体、残余奥氏体组织，保证再结晶充分发生，提高钢板的塑性，通过690～710℃的缓冷和480～500℃的快冷使部分奥氏体转变为铁素体，控制铁素体占比，而且剩余奥氏体中含碳量提高，使得奥氏体的淬透性升，同时使得大部分奥氏体转变为马氏体；之后进入锌锅进行镀锌；入锌锅的温度为455～485℃，通过控制锌锅中锌液al的质量分数为0.20％～0.25％，fe的质量分数≤0.01％抑制锌液中顶底渣形成，提高表面质量，同时保证锌液中的铝与钢基之间形成致密的抑制层，提高镀层附着力。
10.进一步的，步骤(1)中的钢坯厚度为230mm。
11.进一步的，步骤(1)精轧后的钢板以20～30℃33的冷速冷却至620～660℃，进行卷取，能够通过控冷细化晶粒，提高形变储能，有利于后续通过再结晶获得细小均匀的组织。
12.进一步的，步骤(3)中通过控制循环风机流量控制预氧化室的氧含量和露点，循环风机流量≥370m33h，压缩空气流量≥60m33h，提前1.5h调整预氧化室内的气氛，逐渐将高氢含量由4％～7％提高到10％～15％，并检测压缩空气的流量。
13.进一步的，步骤(3)中氧化室的温度为710～730℃，氧含量为2.4％～3.2％；h含量为10％～15％，有利于化学反应向生成氧化物的方向进行，进而有利于si、mn等元素发生内氧化，使表面氧化铁薄膜还原为高活性的纯铁，以获得具有良好可镀性的钢板基板，有利于后续实现高质量热镀锌。
14.进一步的，步骤(3)镀锌钢板在退火炉中的带速为：镀锌钢板厚度δ《1.6mm时带速≥95m3min；1.6mm≤镀锌钢板厚度δ≤2.0mm，带速为70～95m3min；镀锌钢板厚度δ》2.0mm，带速为60～70m3min；通过控制带速使钢板充分氧化。
15.进一步的，mn：1.5％～1.7％，镀锌钢板厚度δ《1.6mm，预氧化段露点-30～-20℃，预氧化段氧含量2.4％～2.6％；mn：1.7％～2.0％，1.6mm≤镀锌钢板厚度δ≤2.0mm，预氧化段露点-20～-10℃，预氧化段氧含量2.6％～2.8％；mn》2.0％，镀锌钢板厚度δ》2.0mm，预氧化段露点-10～-8℃，预氧化段氧含量2.8％～3.2％；针对不同mn含量、不同厚度，合理控制露点，实现表面的氧化物还原成海绵铁，而si、mn等合金元素的氧化物被覆盖于海绵铁之下，产生“内氧化”现象，保证表面质量；合理控制氧浓度，减少合金元素在钢板表面氧化物的生成。
16.进一步的，步骤(3)之后进行光整，光整延伸率为0.3％～0.5％，控制成品板形、表面粗糙度和屈服强度。
17.第二方面，本发明提供一种高强钢的应用，通过上述消除mn含量1.5％以上高强钢漏镀缺陷的方法制备的高强钢适用于对表面质量和成形性都有较高要求的汽车结构件和外板。
18.进一步的，制备的镀锌钢板的厚度规格为1.0～3.0mm，屈服强度为355～450mpa，抗拉强度≥600mpa。
19.本发明的有益效果在于：
20.(1)通过控制循环风机流量≥370m33h，压缩空气流量≥60m33h，调整预氧化室内部的氧含量以及露点，实现了高强钢表面的选择性氧化由外氧化转变成内氧化。
21.(2)通过合理控制氢气含量，实现了高强钢表面的选择性氧化由外氧化转变成内氧化，使si、mn等元素发生内氧化，继而表面氧化铁薄膜还原为高活性的纯铁，从而获得具有良好可镀性的钢板基板，实现了高质量热镀锌高强钢。
22.(3)采用预氧化还原工艺，调整带钢在退火炉内发生的内氧化和还原效果，实现炉内气氛的优化调节，控制不同mn含量、不同厚度规格的高强钢镀锌钢板合金元素的析出，以及控制锌液中铝含量0.20％～0.25％，在镀锌板表面形成细小致密且连续的铁铝锌抑制层，提高可镀性，从而改善表面质量，从根本上解决了高强表面漏镀问题。
23.(4)采用本发明的方法制备出镀锌钢板厚度规格为1.0～3.0mm，屈服强度为355～450mpa，抗拉强度≥600mpa，热镀锌后得到的热镀锌钢板外观质量好，无漏镀、麻点、色差等缺陷，适用于对表面质量和成形性都有较高要求的汽车结构件和外板。
具体实施方式
24.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。
25.实施例1-3
26.本发明实施例mn含量为1.5％以上的高强度镀锌钢板的制备工艺包括以下步骤：
27.(1)将化学成分进行转炉冶炼，并浇铸成钢坯，钢坯厚度为230mm。
28.(2)进行连铸坯热轧：将钢坯加热，设置均热段温度为1280～1300℃，均热时间50～60min；粗轧机和精轧机道次分配和各道次压下率由二级系统粗轧设定模型计算；粗轧出口温度1060～1080℃，精轧终轧温度870～900℃，精轧后的钢板以20～30℃33的冷速冷却至620～660℃，进行卷取。
29.(3)酸轧：将步骤(2)得到的热轧带钢进行酸洗全道次除鳞，之后采用50.0％～54.0％的压下量进行冷轧；
30.(4)连续退火及镀锌：在确保进入退火炉前钢板表面清洁下，进行退火，先进行预热温度为640～680℃，再进入氧化室进行预氧化，氧化室加热温度710～730℃，提前1.5h投入预氧化，稳定预氧化气氛，并检测压缩空气流量能力；之后进行加热、均热、缓冷、快冷、进入锌锅，加热温度为800～810℃、均热温度为800～820℃，缓冷出口温度690～710℃，快冷出口温度480～500℃，入锌锅温度455～485℃，锌液中al含量控制在0.20％～0.25％，fe％≤0.01％。
31.同时，mn：1.5％～1.7％，镀锌钢板厚度δ《1.6mm，预氧化段露点-30～-20℃，预氧化段氧含量2.4％～2.6％；mn：1.7％～2.0％，1.6mm≤镀锌钢板厚度δ≤2.0mm，预氧化段露点-20～-10℃，预氧化段氧含量2.6％～2.8％；mn》2.0％，镀锌钢板厚度δ》2.0mm，预氧化段露点-10～-8℃，预氧化段氧含量2.8％～3.2％；提前投入高氢快冷，逐渐将高氢含量由4％～7％提高到10％～15％，使用炉鼻子氮气加湿；
32.同时控制循环风机流量≥370m33h，压缩空气流量≥60m33h，镀锌钢板厚度δ《1.6mm，带速≥95m3min；1.6≤镀锌钢板厚度δ≤2.0mm，带速：70～95m3min；镀锌钢板厚度δ》2.0mm，带速：60～70m3min。
33.(5)进行光整：光整延伸率为0.3％～0.5％。
34.实施例1-3镀锌钢板的热轧工艺参数见表1，退火工艺参数见表2，预氧化还原工艺参数见表3；实施例1-3的性能检测结果见表4。
35.表1实施例的热轧工艺参数
[0036][0037]
表2实施例的退火工艺参数
[0038][0039]
表3实施例不同规格的镀锌钢板的预氧化还原工艺参数
[0040][0041]
表4实施例1-3的性能检测结果
[0042][0043]
从实施例显示表明，相比现有技术至少具有以下技术效果或优点：
[0044]
1)通过控制循环风机流量≥370m33h，压缩空气流量≥60m33h，调整预氧化室内部的氧含量以及露点，实现了高强钢表面的选择性氧化由外氧化转变成内氧化；
[0045]
2)通过合理控制氢气含量，实现了高强钢表面的选择性氧化由外氧化转变成内氧
化，使si、mn等元素发生内氧化，继而表面氧化铁薄膜还原为高活性的纯铁，从而获得具有良好可镀性的钢板基板，实现了高质量热镀锌高强钢；
[0046]
3)采用预氧化还原工艺，调整带钢在退火炉内发生的内氧化和还原效果，实现炉内气氛的优化调节，控制不同mn含量、不同厚度规格的高强钢热镀锌板合金元素的析出，以及控制锌液中铝含量0.20％～0.25％，在镀锌板表面形成细小致密且连续的铁铝锌抑制层，提高可镀性，从而改善表面质量，从根本上解决了高强表面漏镀问题。
[0047]
尽管通过优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内3任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种消除mn含量1.5％以上高强钢漏镀缺陷的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将冶炼的钢坯进行加热和热轧：钢坯加热的均热段温度为1280～1300℃，均热时间为50～60min；粗轧出口温度为1060～1080℃，精轧终轧温度为870～900℃；(2)酸轧：将步骤(1)得到的热轧带钢进行酸洗全道次除鳞，之后采用50.0％～54.0％的压下量进行冷轧；(3)连续退火及镀锌：酸轧后的带钢进入连续退火炉经过640～680℃的预热之后进入氧化室，根据带钢mn含量和厚度调整预氧化段露点为-30～-8℃；再进行800～810℃的加热、800～820℃的均热、690～710℃的缓冷和480～500℃的快冷之后进入锌锅进行镀锌；入锌锅的温度为455～485℃，锌锅中锌液al的质量分数为0.20％～0.25％，fe的质量分数≤0.01％。2.如权利要求1所述的一种消除mn含量1.5％以上高强钢漏镀缺陷的方法，其特征在于，步骤(1)中钢坯厚度为230mm。3.如权利要求1所述的一种消除mn含量1.5％以上高强钢漏镀缺陷的方法，其特征在于，步骤(1)精轧后的钢板以20～30℃33的冷速冷却至620～660℃，进行卷取。4.如权利要求1所述的一种消除mn含量1.5％以上高强钢漏镀缺陷的方法，其特征在于，步骤(3)中通过控制循环风机流量控制预氧化室的氧含量和露点，循环风机流量≥370m33h，压缩空气流量≥60m33h，提前1.5h调整预氧化室内的气氛，并检测压缩空气的流量。5.如权利要求4所述的一种消除mn含量1.5％以上高强钢漏镀缺陷的方法，其特征在于，步骤(3)中氧化室的温度为710～730℃，氧含量为2.4％～3.2％，h含量为10％～15％。6.如权利要求1所述的一种消除mn含量1.5％以上高强钢漏镀缺陷的方法，其特征在于，步骤(3)镀锌钢板在退火炉中的带速为：镀锌钢板厚度δ<1.6mm时带速≥95m3min；1.6mm≤镀锌钢板厚度δ≤2.0mm，带速为70～95m3min；镀锌钢板厚度δ>2.0mm，带速为60～70m3min。7.如权利要求4所述的一种消除mn含量1.5％以上高强钢漏镀缺陷的方法，其特征在于，mn：1.5％～1.7％，镀锌钢板厚度δ<1.6mm，预氧化段露点-30～-20℃，预氧化段氧含量2.4％～2.6％；mn：1.7％～2.0％，1.6mm≤镀锌钢板厚度δ≤2.0mm，预氧化段露点-20～-10℃，预氧化段氧含量2.6％～2.8％；mn>2.0％，镀锌钢板厚度δ>2.0mm，预氧化段露点-10～-8℃，预氧化段氧含量2.8％～3.2％。8.如权利要求1所述的一种消除mn含量1.5％以上高强钢漏镀缺陷的方法，其特征在于，步骤(3)之后进行光整，光整延伸率为0.3％～0.5％。9.一种高强钢的应用，其特征在于，利用如权利要求1所述的消除mn含量1.5％以上高强钢漏镀缺陷的方法制备的高强钢用于汽车结构件和外板。10.如权利要求9所述的一种高强钢的应用，其特征在于，高强钢厚度规格为1.0～3.0mm，屈服强度为355～450mpa，抗拉强度≥600mpa。

技术总结
本发明涉及轧钢的技术领域，具体涉及一种消除Mn含量1.5％以上高强钢漏镀缺陷的方法及高强钢的应用。具体步骤包括：将冶炼的钢坯进行加热和热轧、酸轧、连续退火及镀锌；连续退火及镀锌的工艺为：酸轧后的带钢进入连续退火炉经过预热之后进入氧化室，根据带钢Mn含量和厚度调整预氧化段露点为-30～-8℃；再进行加热、均热、缓冷和快冷之后进入锌锅进行镀锌，锌锅中锌液Al的质量分数为0.20％～0.25％，Fe的质量分数≤0.01％。采用本发明的方法制备出镀锌钢板厚度规格为1.0～3.0mm，屈服强度为355～450MPa，抗拉强度≥600MPa，热镀锌后得到的热镀锌钢板外观质量好，无漏镀、麻点、色差等缺陷。陷。


技术研发人员：田祥省 胡华东 李洪翠 刘培星 王乐 刘万春 徐国军 陈庆军 查凯 刘闯 刘尧尧
受保护的技术使用者：山东钢铁集团日照有限公司
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/7/7