[發明專利]一種熱軋先進高強鋼的扁卷控制方法

有效

• 申請號: 202010183210.4
• 申請日: 2020-03-16
• 公開（公告）號: CN111408625B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 劉洋;王成;宋波;何金平;孫宜強;汪水澤
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: B21B37/00
• 分類號: B21B37/00;B21B37/30;B21B37/48;B21B37/74;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/12;C22C38/14;C22C38/06;C22C38/22;C22C38/28;C22C38/26;C22C38/38;C22C38/3
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

本發明公開了一種熱軋先進高強鋼的扁卷控制方法，其特征在于主要包括四個控制階段：帶鋼精軋表面粗糙度控制階段、層流冷卻奧氏體相變控制階段、卷取張力控制階段、卷取后旋轉控制階段。本發明增加了熱軋帶鋼成品表面粗糙度，使鋼卷的層間摩擦力及等效剪切剛度增加，繼而增加抵抗鋼卷扁卷的能力；增加了帶鋼在層流輥道上的奧氏體相變比例，減少了卷取后相變膨脹、潛熱膨脹及相變塑性變形，協調鋼卷重力勢能和總彈性儲存能的轉化，使鋼卷卸卷后的內圈直徑變化在可控范圍，避免切除鋼卷內圈造成的額外生產成本增加及成材率損失。本發明適用于不同成分的熱軋先進高強鋼鋼種，尤其適用于薄規格熱軋帶鋼，具有廣泛的應用價值。

技術領域

本發明涉及一種帶鋼的制造方法，具體涉及一種熱軋先進高強鋼的扁卷控制方法，屬于鋼鐵冶金的熱軋帶鋼制造領域。

背景技術

隨著社會對環境、能源、安全性等要求的提高，汽車鋼正向輕量化、高強化和低成本方向發展，采用薄板坯連鑄連軋工藝生產薄規格先進高強鋼(AHSS)已成為行業新的發展方向。典型的薄板坯連鑄連軋工藝生產流程一般包括鋼水冶煉、板坯連鑄、均熱爐加熱、精軋、帶鋼層流冷卻、卷取及入庫冷卻幾個階段，如附圖1所示。值得重視的是，部分品種的先進高強鋼(AHSS)在生產過程中容易出現熱軋扁卷失效，且其中薄規格(≤2.5mm)尤其嚴重。

熱軋扁卷失效(簡稱扁卷)是指帶鋼在卷取結束后，當卷取機的卷筒抽出，臥式鋼卷在重力作用下發生塌陷而呈橢圓形。這種扁卷過程可能是在卸卷后迅速發生的，也能是在冷卻過程中緩慢發生的。帶鋼鋼卷出現扁卷后，其最小內徑會小于后續加工設備允許的最小直徑，從而會導致鋼廠或鋼材客戶的后續工序無法順行。對于輕微扁卷的鋼卷，可使用火焰槍切除部分變形嚴重的內圈，然后上機生產，但此措施會增加額外生產成本，影響生產效率和成材率。此外，橢圓鋼卷在平整過程中圓周速度不一致，張力波動較劇烈，容易造成鋼卷表面損傷，造成產品降級或判廢。

針對此類帶鋼扁卷問題，公開號為CN1506174A的中國發明專利公開一種防止熱軋鋼帶扁卷的卷取方法，將含碳量＞0.25％的鋼帶的卷取溫度控制在Ar₁+(-10～+60℃)范圍，使鋼卷的相變從外層及卷筒接觸的芯部向中間層逐步進行，從而消除扁卷。公開號為CN108754104A 的中國專利公開了一種消除590MPa級別雙相鋼扁卷缺陷的方法：熱軋終軋溫度按照奧氏體的鐵素體化的相變起始溫度控制，促進奧氏體向鐵素體轉變；熱軋冷卻段分成快冷段和緩冷段，在快冷段將熱軋板冷卻到層冷中間溫度，促進奧氏體向鐵素體轉變，在緩冷段促進奧氏體向珠光體轉變，降低殘余奧氏體的占比。公開號為CN107904376A的中國專利提供一種防止雙相鋼扁卷的方法及裝置，通過控制精軋出口溫度為860～900℃、控制冷卻速度為 70～100℃/s，可以為帶鋼相變積累能量使得帶鋼相變提前發生，防止帶鋼卷取成卷后再發生相變形成扁卷。公開號為CN102335681A的中國專利公開了一種防止熱軋帶鋼扁卷的卷取方法，卷取溫度為500℃～600℃，然后將卷取后的鋼卷在卷取機卷筒上停留20s～60s。公開號為 CN107812789A的中國專利公開了一種防止熱軋卷扁卷的方法：將熱軋后的帶鋼經過層流冷卻，快速冷卻至650～700℃或500～550℃進行卷取，卷取后的熱軋鋼卷在卷取機上停留5～20s；所述卷取張力較常規卷取張力提高5～10％。

熱軋帶鋼的扁卷機制與鋼卷的相變過程有關。DP、TRIP、QP鋼等先進高強鋼基于對組織和性能的要求，一般添加較多的C、Mn、Cr等高淬硬性合金元素，推遲擴散相變的發生，如附圖2所示。由于帶鋼在層流冷卻輥道上未相變或者相變未完成，未轉變的奧氏體在卷取后發生相變會產生相變膨脹及相變潛熱熱膨脹，使鋼卷出現松卷而發生扁卷；另一方面，由于未轉變奧氏體的相變塑性機制，在重力場應力作用下鋼卷會發生塑性變形導致扁卷。因此，帶鋼在層流輥道上奧氏體轉變完成度是扁卷的最重要影響因素之一。除此之外，熱軋帶鋼厚度也是影響扁卷的重要因素，帶鋼厚度越薄，其剛度越低，不足以支持自重，容易造成扁卷缺陷。上述專利技術涉及的熱軋扁卷控制方法有的卷取溫度過高，對于部分鋼種容易帶來內氧化等表面問題，給后續涂鍍帶來困難；有的控制方法(如過長的卷筒等待時間)影響生產效率，或者對薄規格鋼卷的扁卷問題無顯著改善。

發明內容