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专利名称：高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202211385028.2

专利申请（专利权）人：广西柳州钢铁集团有限公司,广西柳钢华创开云优惠体育网页版入口研发有限公司
权利人地址：广西壮族自治区柳州市北雀路117号

专利发明（设计）人：李显,樊雷,余志军,宁子识,卢焕友,廖耀俊,梁武三,粟劲超,陈思

专利摘要：本发明提供了一种高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢，所述高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢金相组织为：铁素体+珠光体，晶粒度11级，屈强比小于0.75。本发明在无需大幅改造轧线现有设备的基础上，创新性的对精轧升速抛钢速度增加进行限幅。得到的焊瓶钢的组织基本均为正常的等轴铁素体+珠光体组织，屈强比命中率较高。

主权利要求：
1.一种高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢，其特征在于，所述热轧焊瓶钢的成分按重量百分比为：C：0.1414，Si：0.0431，Mn：0.7686，P：0.0138，S：0.009，Alt：0.0259，Ti：0.0169，其余为铁；
所述高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢金相组织为：铁素体+珠光体，晶粒度11级，所述高2
稳定性低屈强比热轧焊瓶钢抗拉强度Rm为458N/mm ，屈强比为0.69；下屈服强度ReL为：3152
N/mm，断后伸长率A％为：39.5；
所述高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢生产方法按照以下工艺进行生产：板坯连铸、热轧板坯加热、粗轧、精轧、层冷和卷。
热轧焊瓶钢为3mm厚的钢带，投用热卷箱，精轧抛钢速度为9.5m/s，终轧温度为880℃，层流温度为600℃，层流冷却模式为两段冷却。 说明书 : 高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢[0001] 本申请是分案申请，母案为：申请号：2021112525602，发明名称：高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢及其生产方法，申请日：2021.10.26。技术领域[0002] 本发明涉及轧钢领域，具体涉及一种高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢。背景技术[0003] 焊瓶钢泛指用于生产盛装石油液化气或盛装溶解乙炔气的钢材,因其内装易燃易爆液体或气体,所以要求制造焊瓶的母材必需具备较高的强度指标和韧性指标；焊接气瓶的生产工艺主要由拉延和焊接两部分组成,为了保证拉延过程的顺利完成,还要求母材焊瓶钢必须具备良好的冷成型性能,而屈强比ReL/Rm值是衡量钢板冷成型性能的重要技术指标,国标GB/T6653规定焊瓶钢的屈强比ReL/Rm≤0.80。[0004] 现有的焊瓶钢屈强比控制研究往往集中在冷却模式上，已形成的共识是热轧层流冷却的两段冷却模式有利于获得低屈强比的焊瓶钢。但实际的生产中，即便采用两段冷却模式，却往往还是存在焊瓶钢屈强比波动大，屈强比命中率低的情况，屈强比命中率仅约80％。[0005] 综上所述，现有技术中存在以下问题：热轧焊瓶钢屈强比波动大、屈强比命中率低。发明内容[0006] 本发明提供一种高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢及其生产方法，即一种热轧焊瓶钢及其生产方法，以解决热轧焊瓶钢屈强比波动大、屈强比命中率低的问题。[0007] 为此，本发明提出一种高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢生产方法，所述高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢生产方法包括：[0008] 热轧焊瓶钢的成分按重量百分比Wt％为：C≤0.18，Si≤0.10，Mn：0.70～1.00，P≤0.025，S≤0.012，Alt≥0.020，Ti≤0.060；[0009] 所述高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢生产方法按照以下工艺进行生产：板坯连铸、热轧板坯加热、粗轧、精轧、层冷和卷。桓菰线层流冷却控制能力高低的不同，设定层流速度、温度和层冷冷却模式。其中，轧线层流冷却控制能力高低是以具不具备单独设置中间段目标温度、空冷时间、前后段冷速这些要素的能力为依据。[0010] 进一步地，对带钢整卷的抛钢速度波动进行限幅，限定带钢尾部速度最高比头部速度高30％，增加机架间冷却水与终轧温度的反馈调节功能，通过机架间冷却水的水量大小来对带钢的终轧温度进行修正，修正至终轧温度目标值的±20℃之内。[0011] 进一步地，0.12≤C≤0.18，以实现精准控制。[0012] 进一步地，0.24≤Alt≤0.30，以实现精准控制。[0013] 进一步地，0.01≤Ti≤0.20，以实现精准控制。[0014] 进一步地，Mn：0.76～0.80，以实现精准控制。[0015] 进一步地，当轧线层流冷却控制能力高时，仍以保证最终稳定的层流温度为目标，新增层流中间段目标温度、空冷时间、前段冷速、后段冷速、前段和后段开水组数与集管数自动进行调整。[0016] 进一步地，当层流冷却控制能力较低时，以冷速控制为宗旨设定动态层流温度目标温度。设定层流温度调整范围，带钢层流目标温度实际控制与精轧抛钢速度范围百分比匹配。如设定带钢最小抛钢速度Vmin，最大抛钢速度Vmax，某一时刻速度V实,层流设定温度T设，层流温度调整范围为T范，则实际层流目标温度T实＝(V实?Vmin)/(Vmax?Vmin)*T范+T设，其中，Vmin、Vmax、V实单位均为m/s，T设和T范，单位均为秒。[0017] 进一步地，投用热卷箱。[0018] 进一步地，缩短精轧出口到层流冷却开始的时间，层流前段冷却的开始集管保证在第一组。[0019] 进一步地，带钢试验样取样时切尾长度增加，尾部切割后集中堆放进行空冷，避免进行分冷。[0020] 进一步地，热轧焊瓶钢为3mm厚的钢带，投用热卷箱，精轧抛钢速度为9.5m/s，终轧温度为880℃，层流温度为600℃，层流冷却模式为两段冷却。[0021] 进一步地，热轧焊瓶钢为3mm厚的钢带，热卷箱不投用，精轧抛钢速度：头部为8.5m/s，尾部为11.5m/s，终轧温度为880℃，层流温度为600℃，层流冷却模式为两段冷却，层流中间段目标温度720℃、空冷时间4s、前段和后段冷速最大值50℃/s。[0022] 进一步地，热轧焊瓶钢为3mm厚的钢带，热卷箱不投用，精轧抛钢速度：头部为9m/s，尾部为12m/s，终轧温度为880℃，层流温度为600℃，层流冷却模式为两段冷却，设定带钢最小抛钢速度Vmin，最大抛钢速度Vmax，某一时刻速度V实,层流设定温度T设，层流温度调整范围为T范，实际层流目标温度T实＝(V实?Vmin)/(Vmax?Vmin)*T范+T设，Vmin、Vmax、V实单位均为m/s，T设和T范，单位均为秒。[0023] 本发明还提供一种高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢，所述热轧焊瓶钢的成分按重量百分比Wt％为：C≤0.18，Si≤0.10，Mn：0.70～1.00，P≤0.025，S≤0.012，Alt≥0.020，Ti≤0.060；[0024] 所述高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢采用权前面所述的高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢生产方法，所述高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢金相组织为：铁素体+珠光体，晶粒度11级，屈强比小于0.75。[0025] 所述焊瓶钢为带钢，厚度例如为3mm。[0026] 进一步地，0.12≤C≤0.18，以实现精准控制。[0027] 进一步地，0.24≤Alt≤0.30，以实现精准控制。[0028] 进一步地，0.01≤Ti≤0.20，以实现精准控制。[0029] 进一步地，Mn：0.76～0.80，以实现精准控制。[0030] 申请人通过对生产工况的分析，发现焊瓶钢的屈强比在使用前后向冷却的前提下，还受到热卷箱投用情况、抛钢速度及前后向集管开水模式、取样方法的强烈影响。在以上分析的基础上，申请人通过将抛钢速度与层流冷却的温度、冷速等结合的方式，在无需大幅改造轧线现有设备的基础上，创新性的对精轧升速抛钢速度增加进行限幅。得到的焊瓶钢的组织基本均为正常的等轴铁素体+珠光体组织，屈强比为0.75以下，屈强比命中率达到100％。附图说明[0031] 图1为本发明的生产方法得到的高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢金相组织照片。具体实施方式[0032] 为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明。[0033] 申请人研究发现：热轧焊瓶钢实际生产中，即便采用两段冷却模式，却往往还是存在焊瓶钢屈强比波动大、命中率低的情况。通过对生产工况的细致分析，发现焊瓶钢的屈强比在使用前后向冷却的前提下，还受到热卷箱投用情况、抛钢速度及前后向集管开水模式的强烈影响。本发明针对热卷箱投用情况、抛钢速度及前后向集管开水模式等影响因素进行专项控制，进而形成一套完善的高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢生产方法。[0034] 在现有的焊瓶钢生产及研究中，热轧层流冷却模式一般是两段冷却，即精轧结束后在层流前段开一部分层流集管将带钢冷却至一定温度，之后在层流中段空冷一段时间，最后层流末段再开一定的层流集管保证最终层流温度的命中。对大多数热轧产线而言，仅最终层流温度可进行较为精确的控制，层流中间过程中的温度及冷速往往由模型自学习进行控制，无法进行精准控制。而轧线工艺规程通常也仅仅定义终轧温度、层流温度及冷却模式，对实际的层流开始方式、冷却速度等都无明确规定。当工况变化时温度控制的合理性和稳定性都会有所欠缺，其中又以热卷箱投用与否、层流实际开水方式对屈强比的影响最大。[0035] 轧线生产投用热卷箱时，带钢头尾温差较。抛钢速度较均匀，如焊瓶钢最常规厚度3.0mm，以轧线层流冷却长度100m,空冷长度40m，终轧温度880℃，层流温度600℃为例，投用热卷箱时精轧出口速度约为9.5m/s，可得出带钢在层流段的时长为10.5s，空冷时间4.2s,前后冷却段平均冷速为44.4℃/s。[0036] 而当热轧卷无法投用或轧线为提高轧制节奏特意不投用热卷箱时，带钢头尾温差会大幅增加，为了保证尾部终轧温度命中，控制系统会采用升速轧制的模式。如焊瓶钢最常规厚度3.0mm，以轧线层流冷却长度100m,空冷长度40m，终轧温度880℃，层流温度600℃为例，不投用热卷箱时带钢前段的速度约为8.5m，后段速度可达到近11.5m/s，而为了提高热轧产量或保证热轧卷不投用时的轧制节奏，操作人员往往还会手动对抛钢速度进行提速，使得带钢尾部的速度最终可以达到约12m/s。此时可得出热卷箱不投用时带钢尾部在层流段的时长为8.33s，空冷时间3.33s,前后冷却段平均冷速为56℃/s；带钢头部在层流段的时长为12.5s，空冷时间5s,前后冷却段平均冷速为37.3℃/s。[0037] 由以上分析可得出，相同层流冷却模式下焊瓶钢屈强比波动大与其实际层流冷速有较大关系，冷速过大时甚至出现准多边形铁素体或贝氏体组织，导致屈强比的大幅增加。而冷速又受轧线实际抛钢速度的影响，抛钢速度则以热卷箱投用与否的影响最为强烈，另外操作工的人工干预也是抛钢速度波动的重要因素。[0038] 此外同一冷却模式下，层流实际开水方式受层流集管故障情况的影响，特别是前一两组集管因故障无法投用时，会使精轧之后即存在一定的空冷时间，使得精轧后的变形奥氏体晶粒长大，造成屈服比的波动。[0039] 最后钢卷下线取样时，钢卷温度约为400?500℃，取样工通常是切尾部50?70cm长的一段，空冷或放置在风扇前冷却至接近室温后取试验样。因取样长度过短以及取样后空冷或风冷的冷速波动大，也是造成屈强比波动大的原因。[0040] 结合以上情况，本发明提供一种高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢及其生产方法，成分控制见表1：[0041] 表1高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢的成分[0042]C Si Mn P S Alt Ti≤0.18 ≤0.10 0.70～1.00 ≤0.025 ≤0.012 ≥0.020 ≤0.060[0043] 生产方法的具体操作控制如下：[0044] (1)对带钢整卷的抛钢速度波动进行限幅，如限定带钢尾部速度最高比头部速度高30％，增加机架间冷却水与终轧温度的反馈调节功能，通过机架间冷却水的水量大小来对带钢的终轧温度进行修正。[0045] (2)当轧线层流冷却控制能力高时，仍以保证最终稳定的层流温度为目标，新增层流中间段目标温度、空冷时间、前后段冷速，前后段开水组数与集管数自动进行调整。[0046] (3)当层流冷却控制能力较低时，以冷速控制为宗旨设定动态层流温度目标温度。设定层流温度调整范围，带钢层流目标温度实际控制与精轧抛钢速度范围百分比匹配。如设定带钢最小抛钢速度Vmin，最大抛钢速度Vmax，某一时刻速度V实,层流设定温度T设，层流温度调整范围为T范，则实际层流目标温度T实＝(V实?Vmin)/(Vmax?Vmin)*T范+T设。[0047] (4)热卷箱尽量投用。[0048] (5)操作人员不得手动加速；[0049] (6)缩短精轧出口到层流冷却开始的时间，层流前段冷却的开始集管(层流前段冷却主要是通过增加过冷度提高相变驱动力,促进铁素体形核。保证第一组冷却可减少精轧后晶粒的回复过程，提高铁素体的形核率)保证在第一组；[0050] (7)带钢试验样取样时切尾长度增加，尾部切割后集中堆放进行空冷，避免进行分冷。[0051] 通过热轧实际工况分析确定焊瓶钢屈强比波动大因素，通过将抛钢速度与层流冷却的温度、冷速等结合的方式，在无需大幅改造轧线现有设备的基础上，创新性的对精轧升速抛钢速度增加进行限幅，同时设计出两种焊瓶钢高稳定性屈强比层流控制模式：①保证最终稳定的层流温度为目标，新增层流中间段目标温度、空冷时间、前后段冷速，前后段开水组数与集管数自动进行调整；②层流温度目标波动匹配精轧抛钢速度波动的控制方法。此外再通过对冷却前段开水集管、操作人员手动升速、取样长度及堆放进行控制，最终形成一套高稳定性低屈强比焊瓶钢生产方法。[0052] 实施本发明后，焊瓶钢的组织基本均为正常的等轴铁素体+珠光体组织，屈强比命中率达到100％。屈强比小于0.75，例如为0.73，进一步的，小于0.73，例如，屈强比为0.69、0.71或0.72。断后伸长率A％大于35，例如为35.5、36、36.5、37、38、或39.5。[0053] 本发明的高稳定性低屈强比热轧焊瓶钢及其生产方法，采用下述成分配比和具体工艺。其中，表2、表3是实例焊瓶钢对应的成分参数、工艺参数，表4是与表2表3各实例所述焊瓶钢对应的综合性能。[0054] 表2焊瓶钢各实例成分参数[0055] 实例 C Si Mn P S Alt Ti实例1 0.1414 0.0431 0.7686 0.0138 0.009 0.0259 0.0169实例2 0.1351 0.0499 0.7628 0.0115 0.0047 0.0254 0.013实例3 0.1357 0.0316 0.7761 0.012 0.0045 0.024 0.0154实例4 0.1255 0.0211 0.78 0.0153 0.0074 0.0287 0.0136实例5 0.1354 0.04 0.795 0.0179 0.0093 0.034 0.0174实例6 0.1377 0.0272 0.7631 0.0135 0.006 0.0291 0.0143[0056] 表3焊瓶钢工艺参数[0057][0058] 表4焊瓶钢性能参数[0059][0060][0061] 以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

专利地区：广西

专利申请日期：2021-10-26

专利公开日期：2024-11-22

专利公告号：CN116287971B