一种热轧薄规格IF钢制造方法与流程

一种热轧薄规格if钢制造方法
技术领域
1.本发明涉及一种制造方法，具体涉及一种热轧薄规格if钢制造方法，属于热连轧技术领域。


背景技术：

2.在常规热连轧产线采用奥氏体方式生产《2.5mm的if钢时，因该钢种相变点高，在精轧区域易发生相变，现有模型无法精确预报各机架的轧制力，精轧穿带时就会出现机架间拉钢或堆钢，极易发生机架间废钢，因此，到目前为止，采用奥氏体方式只能生产厚度≥2.5mmif钢热轧产品。采用铁素体轧制有诸多优点：因出炉温度降低100℃左右，从而节省能源、降低氧化烧损，提高成材率，因轧制温度低可降低辊耗，精轧轧制同样规格时，因负荷小节省电耗，改善表面质量，同样厚度规格的热轧产品，与奥氏体方式生产相比，除精轧负荷下降，冷轧负荷也会降低，尤其是可生产出奥氏体无法生产的薄规格产品，如2.3mm，甚至2.0mm的热轧产品，为冷轧进一步降低负荷以及减少轧制道次提供了前提条件。但要想生产出性能符合要求的产品，必须制定合理的工艺参数，即既能满足性能要求又能在热轧产线上能够实现的工艺参数与关键要点。
3.现有相关专利情况如下：中国专利申请号cn201310723913.1，《薄板坯连铸连轧铁素体轧制工艺》，该专利虽然给出了热轧各项关键参数，但是针对薄板坯连铸连轧，且相关参数与本案无交叉。
4.中国专利申请号：cn201611059348.3，《一种铁素体轧制工艺的精轧控制方法及装置》，涉及建立基于铁素体轧制工艺的钢种族号、建立基于铁素体轧制工艺的精轧变形抗力模型、设定所述精轧变形抗力模型中自学习参数的初始值，即是从模型设定与控制上的方法与本专利不相关。中国专利申请号：cn201610759108.8，《一种在csp产线采用铁素体轧制工艺生产低碳钢的方法》，涉及是csp产线而非常规热连轧产线，精轧7架轧机要求f3机架虚设；并控制f1与f2机架的压下率之和不低于90％；f1～f3机架间冷却水按照额定水量的60-90％进行设定；f4入口温度不超过850℃,与常规热连轧不同。
5.现有相关论文情况如下：论文《常规热连轧线ti-if钢铁素体轧制工艺探讨》，涉及热轧加热温度控制在1100～1150℃范围内，终轧温度控制在750～820℃范围内，卷取温度控制在700℃左右。未涉及粗轧终了温度与精轧入口温度要求、润滑轧制具体要求。。论文《常规热连轧线ti-if钢铁素体轧制工艺研究与应用》，涉及加热温度1100～1150℃、终轧温度：740～820℃、卷取温度700℃
±
20。未涉及粗轧终了温度、精轧入口温度及要求润滑轧制具体要求。论文《宝钢1580热轧if钢铁素体轧制工艺探讨》主要讲轧制镀锡板t-2.5cal轧制温度与变形温度。与本案超低碳if钢相关性不强。
6.如上等公开报道的文献均未见系统的热连轧生产if钢薄规格的关键工艺参数及工艺要点的公开。


技术实现要素：

7.本发明正是针对现有技术中存在的问题，提供一种热轧薄规格if钢制造方法，该技术方案针对普通if钢在常规热连轧产线(附图1)上生产厚度《2.5mm的热轧产品制定出相应的关键工艺，包括具体的工艺参数、技术要点等。本发明涉及加热炉出炉温度、粗轧终了温度、精轧入口温度、终轧温度、卷取温度以及润滑轧制使用的油水深度、层冷方式及成卷后的冷却方式等。
8.为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种热轧薄规格if钢制造方法，所述方法包括以下步骤：
9.步骤1：连铸坯加热；
10.步骤2：粗轧除鳞、粗轧；
11.步骤3：摆荡或强冷、热卷箱、飞剪；
12.步骤4：精轧除鳞、精轧；
13.步骤5：层冷、卷取、运输、钢卷库缓冷，卷取后运送到钢卷库进行缓冷。
14.步骤1中，板坯出炉温度在1080℃-1120℃范围内。
15.步骤2中，粗轧终了温度(rdt)在910-950℃范围内。
16.步骤3中，精轧入口温度设置为852℃
±
20℃范围内。
17.终轧温度(fdt)按800℃
±
20℃控制。
18.精轧总压下率》92％、末架压下率》10％。
19.卷取温度(ct)≥650℃。
20.相对于现有技术，本发明具有如下优点，该方案采用铁素体方式生产if钢薄格(≤2.5mm)热轧产品；该技术方案针对常规热连轧采用铁素体方式可生产出奥氏体方式无法生产厚度规格《2.5mm的if钢热轧产品，给出了成分范围、热轧关键目标工艺参数、润滑轧制使用工艺等具体参数与关键生产要点，采用此工艺不仅可生产出满足各种深冲性能要求的家电原板，而且因出炉温度比普通方法低100℃左右，既节能、降低排放，又能降低精轧能耗以及后工序冷轧的能耗，可谓是绿色产品。传统热连轧针粗轧采用1+7轧制方式、r2第7道次空过，既保证粗轧终了温度要求，又保证精轧入口温度要求。
附图说明
21.图1热连轧精轧7机架连轧；
22.图2{001}《110》织构平均取向密度与fme温度的关系；
23.图3精轧入口区域各设备相对位置图；
24.图4不同终轧温度对显微组织的影响；
25.图5热轧if钢板{001}《110》织构平均取向密度与fdt的关系；
26.图6不同卷取温度对显微组织影响；图中，5：卷取温度690℃的显微组织；6：卷取温度670℃的显微组织；7：卷取温度650℃的显微组织；8：卷取温度535℃的显微组织。
具体实施方式：
27.为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
28.实施例1：参见图1，一种热轧薄规格if钢制造方法，所述方法包括以下步骤：
29.步骤1：连铸坯加热；
30.步骤2：粗轧除鳞、粗轧；
31.步骤3：摆荡或强冷、热卷箱、飞剪；
32.步骤4：精轧除鳞、精轧；
33.步骤5：层冷、卷取、运输、钢卷库缓冷，卷取后运送到钢卷库进行缓冷。
34.步骤1中，板坯出炉温度在1080℃-1120℃范围内。
35.步骤2中，粗轧终了温度(rdt)在910-950℃范围内。
36.步骤3中，精轧入口温度设置为852℃
±
20℃范围内。
37.终轧温度(fdt)按800℃
±
20℃控制。
38.精轧总压下率》92％、末架压下率》10％。
39.卷取温度(ct)≥650℃。
40.本发明涉及加热炉出炉温度、粗轧终了温度、精轧入口温度、终轧温度、卷取温度以及润滑轧制使用的油水深度、层冷方式及成卷后的冷却方式等。
41.具体技术方案：
42.1、if钢成分
43.if钢成分见表1
44.表1if钢成分(质量分数％)
[0045][0046]
2、关键工艺参数的确定
[0047]
出炉温度及粗轧终了温度(rdt)；
[0048]
由于这两个参数是相互影响的，所以在制定时必须相互兼顾。出炉温度的确定原则：(1)以粗轧机的能力为主要参考，通常轧机单个道次压力不超过最大轧制力为准；(2)粗轧终了温度确保钢的组织在奥氏体区，也就是如表2的成分依照动态相变温度表3确定；(3)满足以上两个条件前提下，温度又不能太高，太高了除能耗高，炉内氧化烧损增多外，还会增加精轧入口温度控制的难度。
[0049]
表2测试动态相变用钢化学成分(质量分数％)
[0050][0051]
表3不同变形条件和冷却速度下的相变点
[0052][0053]
由于粗轧区域钢温通常需在1000℃以上，而现场冷却速度3-10℃范围内，即904℃即可能发生相变，因此粗轧终了温度不能低于905℃，故需控制在910℃以上，根据粗轧如轧
制共5道次加上除鳞的温降总共降温约170℃(每条轧线长短不同而稍有差别)，这样出炉温度最低为1080℃，为了减少精轧入口温度控制难度，出炉温度确定在1080℃-1120℃范围内，粗轧终了温度(rdt)，即粗轧最后一道次(有效道次或带压下量的道次)的温度在910-950℃。
[0054]
3、精轧入口温度(fme)；
[0055]
精轧入口温度(简称fme温度)的确定有两个原则：第一，首先保证中间坯进入精轧第一机架前完全进入铁素体，这里不仅是指表面温度，心部温度也要达到，以保证轧制完成后心部晶粒取向与表面一致，从而保证热轧后以及冷轧连退后的r值及δr值；第二，精轧入口温度不能太低，否则会显著提升精轧负荷，另外，还会影响终轧温度及卷取温度的控制，此时精轧入口温度又需要尽量向上限控制，尤其是薄规格如2.5mm以下的产品。
[0056]
综合以上两个原则，从表3不难确定出，当钢在精轧区域温度范围、冷速为5℃/s左右时，相变终了温度为847℃，因此带坯进入精轧第一机架温度为847℃以下，另外，从工业试验及织构分析：精轧入口温度从847℃、848℃、850℃、857℃直到927℃，{001}《110》织构平均取向密度呈现随着精轧入口温度(fme)的升高而降低。附图2所示。
[0057]
由于粗轧轧制后的中间坯，还需要通过辊道输送经飞剪切头及高压除鳞才能进入精轧第一机架，而精轧入口高温计通常安装在飞剪与高压除鳞箱前(附图3所示)，因此还需要考虑空冷(热辐射)及高压水强冷包括除鳞水使用的组数第一架轧机间距约12m，此时带坯运行速度平均1.2m/s，热辐射降温1℃/s，则辊道上热辐射温降约10℃，加上除鳞水开二组温降约15℃，经高温计检测后中间坯还要降温约25℃，这样允许精轧入口温度最高872℃，即确定出精轧入口温度按852℃
±
20℃控制。
[0058]
4、终轧温度(fdt)；
[0059]
使用表2的成分，在实验室进行了试验，试样成分如表3所示，采用实验室的φ450四辊可逆式轧机，以不同的终轧温度(fdt)和卷取温度(简称ct)进行轧制实验：把4块厚度为24mm的坯料放在1200℃炉中加热1小时，在奥氏体区粗轧2道次，在铁素体区精轧2道次，总压下率为83.3％，压下量分配为：24mm―17mm―10mm―6mm―4mm。粗轧温度范围为1100℃～930℃，精轧入口温度为850℃，终轧温度分别为800℃、770℃、740℃，再空冷至670℃后放入箱式电炉中保温2个小时模拟卷取，随炉冷却至200℃后空冷至室温。3块if钢的编号按照终轧温度从高到低的顺序分别为1#、2#、3#，如表4所示。
[0060]
表4不同终轧温度试验参数
[0061][0062]
不同终轧温度对应产品组织见附图4，热轧后试样都发生了再结晶，1#if钢组织为粗大等轴状铁素体晶粒，平均直径约为70μm。2#热轧板晶粒也比较粗大，平均直径约为60um。而3#热轧板晶粒尺寸相对较小，晶粒平均直径为35um，表层为晶粒尺寸均匀的完全再结晶组织，中心为变形态的纤维状组织，并且晶粒沿轧向伸长。粗大的二相粒子能在退火时为再结晶晶粒提供形核点，促进γ再结晶织构的发展，有利于深冲性能，而细小弥散的析出
物会阻碍再结晶晶界的迁移和长大，影响有利织构的发展，因此1#样为较理想的组织。
[0063]
当800℃《fdt《830℃时，表层、1/4层、1/2层样品的{001}《110》织构的取向密度随着终轧温度的升高而降低，表层和1/2层的织构的取向密度下降速率变化不大，1/4层织构的取向密度开始下降得很剧烈，813℃～830℃区间下降趋势变缓慢。终轧f6出口温度由830℃升高到840℃时，表层、1/4层、1/2层样品{001}《110》织构取向密度均随着温度的升高而上升，然后下降。如附图5所示。依据以上结论及现场试验情况；在生产薄规格产品时，如设备能力(包括机组速度、轧制力、轧制力矩等)允许，fdt低于800℃时，提高温度有利于深冲性能的改善，当2.0mm≤h≤2.5mm(h为带钢厚度)时，fdt目标值800℃可以达到；另外，fdt对卷取温度的影响至关重要，如果终轧温度较低，会影响到卷取温度的达到，因此目标值确定在800℃较合适。
[0064]
5、卷取温度(ct)的确定；
[0065]
实验室采用与3)所述试样相同成分、相同设备、相同试验方法、不同卷取温度(简称ct)的5#、6#、7#、8#试样，试验采用参数如表5所示。
[0066]
表5不同卷取温度(ct)试验参数
[0067][0068]
以上4个试样对应热轧显微组织如图6所示，5#试样同7#、8#均为不完全再结晶组织，其差异在于前者是由于压下量不足(压下率85％)，导致相变驱动力小，进而不足以推动完全再结晶过程，剩余的变形晶粒内部的驱动力通过回复过程散失，最终形成了变形的粗大铁素体晶粒和少数细小再结晶的混合组织，且由于平均晶粒尺寸大，细晶强化效果不足，进而其强度最低。而7#样虽因压下率大(压下率达92％)，具有较大的再结晶驱动力，即相同卷取时间内，只能消耗掉一部分的内应力，卷取后会有部分残余应力存在，这部分应力导致室温下材料具有较高的加工硬化能力，虽提高了if钢的强度，但是也显著影响材料的塑性。8#试样虽然压下率92％，但因卷取温度535℃太低，卷取后动态再结晶能力不能足以消除残余应力。从以上分析看，只要精轧压下率》92％、卷取温度》650℃，卷取后缓冷就可以完成动态再结晶。
[0069]
板坯厚度≥180mm；
[0070]
中间坯厚度≥40mm；
[0071]
中间坯冷却可以采用强冷水或通过在粗轧区域或中间辊道上摆荡；
[0072]
为减少中间坯头尾温差，可以使用热卷箱或保温罩保温；
[0073]
精轧末架压下率≥10％
[0074]
润滑轧制：为防止第一架咬钢时打滑，可以不投，但第2架到第7架必须全部投，而且油水浓度要比奥氏体轧制方式高，具体如表6
[0075]
表6精轧润滑轧制油水浓度比
[0076]
机架号f1f2f3f4f5f6f7
总浓度06
‰
4.5
‰
6.5
‰3‰
3.5
‰
3.5
‰
[0077]
层流冷却采用空冷方式，以减少带钢在层流辊道上的温降，最大限度提高ct；
[0078]
卷取后在钢卷库堆放时周围采用热卷堆放，有条件可采用保温罩等保温设施，以实现有效缓冷。在实际卷取温度相似的情况采用下采用围冷工艺，热卷屈服强度平均降低16.8％，延伸率平均提高了18.8％，而抗拉强度相当，详见表7。
[0079]
表7采用缓冷前后热轧产品性能对比
[0080] 方向/位置屈服强度/mpa抗拉强度/mpa延伸率/％未缓冷横向/尾2m均值356.639733.6 纵向/尾2m均值297.134830.5 45度向/尾2m均值329.835332.4 均值327.8366.032.2缓冷横向/尾2m均值298.539442.5 纵向/尾2m均值24234133.3 45度向//尾2m均值27834338.8 均值272.8359.338.2 效果/％-16.8-1.818.8
[0081]
具体实施例1：某热连轧产线生产出if钢，板坯尺寸：230
×
1110
×
9472，利用铁素体轧制方式生产成品规格为2.2mm
×
1100mm钢卷，生产的关键工艺如下：
[0082]
1.采用成分
[0083]
与表2中的化学成分相当。
[0084]
2.出炉温度与粗轧工艺
[0085]
出炉温度：1106℃、rdt：931℃(均值)，
[0086]
粗轧除鳞：r1入口开2组、r2机架各道次入口均开；
[0087]
轧制方式：由2架轧机采用1+7方式轧制，其中r2的第7道次空过轧制，r2的第6道次轧制后摆荡，摆荡时间可根据r2入口高温计检测到860℃左右，本例为863℃(均值)，以满足精轧入口温度要求。
[0088]
表7粗轧轧制规程
[0089][0090]
3.精轧、层冷及卷取工艺
[0091]
精轧入口温度(fme)：850-870℃,本例为861℃(均值)，通过粗轧摆荡或强冷实现。
[0092]
除鳞水开2组
[0093]
中间坯厚度40mm，采用热卷箱保温。
[0094]
表8精轧及卷取关键工艺参数检测值
[0095][0096]
润滑轧制油水浓度与表6相同
[0097]
层流未开水。
[0098]
4)卷后采用缓冷方式。
[0099]
具体实施例2：某热连轧产线生产出if钢，板坯尺寸：230
×
1040
×
9432，利用铁素体轧制方式生产成品规格为2.0mm
×
1028mm钢卷，生产的关键工艺如下：
[0100]
1.化学成分
[0101]
采用成分与表2所列的化学成分相当。
[0102]
2.出炉温度与粗轧工艺
[0103]
出炉温度：1101℃、rdt：926℃(均值)；
[0104]
粗轧除鳞：r1入口开2组、r2机架各道次入口均开；
[0105]
轧制方式：粗轧由2架轧机采用1+7方式轧制，其中r2的第7道次空过轧制，r2的第6道次轧后摆荡，摆荡时间可根据r2入口高温计检测到860℃左右，以满足精轧入口温度要求，本例为856℃(均值)。
[0106]
表9粗轧轧制规程
[0107][0108]
3.精轧、层冷及卷取工艺
[0109]
fme：848-876℃,均值为862℃，通过粗轧摆荡或强冷实现。
[0110]
中间坯厚度40mm，采用热卷箱保温。
[0111]
精轧入口除鳞水开2组。
[0112]
表10精轧及卷取关键工艺参数检测值
[0113][0114]
层流未开水。
[0115]
润滑轧制油水浓度与表6相同。
[0116]
4.卷后采用缓冷方式。
[0117]
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

技术特征：
1.一种热轧薄规格if钢制造方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：连铸坯加热；步骤2：粗轧除鳞、粗轧；步骤3：摆荡或强冷、热卷箱、飞剪；步骤4：精轧除鳞、精轧；步骤5：层冷、卷取、运输、钢卷库缓冷，卷取后运送到钢卷库进行缓冷。2.根据权利要求1所述的热轧薄规格if钢制造方法，其特征在于，步骤1中，板坯出炉温度在1080℃-1120℃范围内。3.根据权利要求2所述的热轧薄规格if钢制造方法，其特征在于，步骤2中，粗轧终了温度(rdt)在910-950℃范围内。4.根据权利要求3所述的热轧薄规格if钢制造方法，其特征在于，步骤3中，精轧入口温度设置为852℃
±
20℃范围内。5.根据权利要求3或4所述的热轧薄规格if钢制造方法，其特征在于，终轧温度(fdt)按800℃
±
20℃控制。6.根据权利要求5所述的热轧薄规格if钢制造方法，其特征在于，精轧总压下率>92％、末架压下率>10％。7.根据权利要求6所述的热轧薄规格if钢制造方法，其特征在于，卷取温度(ct)≥650℃。

技术总结
本发明涉及一种热轧薄规格IF钢制造方法，所述方法包括以下步骤：步骤1：连铸坯加热；步骤2：粗轧除鳞、粗轧；步骤3：摆荡或强冷、热卷箱、飞剪；步骤4：精轧除鳞、精轧；步骤5：层冷、卷取、运输、钢卷库缓冷，卷取后运送到钢卷库进行缓冷；采用此工艺不仅可生产出满足各种深冲性能要求的家电原板，而且因出炉温度比普通方法低100℃左右，既节能、降低排放，又能降低精轧能耗以及后工序冷轧的能耗，可谓是绿色产品。可谓是绿色产品。


技术研发人员：夏小明 汪明新 罗克力 卞皓 何义新 裴新华
受保护的技术使用者：上海梅山钢铁股份有限公司
技术研发日：2021.12.31
技术公布日：2023/7/13