一种700MPa级超细晶高强耐候钢的制备方法及应用技术

本发明专利技术涉及一种700MPa级超细晶高强耐候钢的制备方法及应用，所述制备方法包括连铸坯在高拉速下直接进入M机架粗轧机组，经过M道次连续大压下(50％～60％)粗轧，奥氏体晶粒大幅度细化，粗轧后，中间坯经过感应加热炉快速加热至精轧入口所需温度，同时形成反向温度场，然后依次经过精轧组、层流冷却、卷取机，最终形成表面和芯部较粗、1/4厚处较细的组织特征。生产过程中精轧和粗轧均为全无头轧制。本发明专利技术可获得耐候性相当于corten‑A的超细晶高强耐候热轧钢带，实现“以薄代厚”和“以热代冷”的效果，使汽车车身轻量化的同时，提高汽车板使用寿命，提高生产效率，降低生产成本，同时降低能耗，减少排放，实现资源节约型、环境友好型生产。属于冶金技术领域。

Preparation and application of a 700MPa grade Ultrafine Grained High Strength Weathering Steel

The invention relates to a 700MPa grade Ultrafine Grained High Strength Weathering Steel and preparation method and application, wherein the preparation method comprises the billet in high speed directly into the M frame rolling through M Road, continuous high pressure (50% ~ 60%) of rough rolling, the austenite grain is greatly refined after roughing intermediate billet after finishing the induction heating furnace is heated rapidly to the entrance to the required temperature, while the formation of reverse temperature field, then after finishing group, laminar cooling, coiling machine, and ultimately the formation of surface and core of coarse, 1/4 thick thin tissue characteristics. In the production process, both finish rolling and roughing rolling are all end rolling. The invention can obtain ultrafine grained weathering equivalent to corten A high strength hot rolled steel strip weathering, realize the \thin Daihou\ and \heat generation cold\ effect, the lightweight car body at the same time, improve the service life of automobile plate, improve production efficiency, reduce production cost, and reduce energy consumption, reduce emissions and realize the resource-saving and environment-friendly production. It belongs to the field of metallurgical technology.

【技术实现步骤摘要】
一种700MPa级超细晶高强耐候钢的制备方法及应用
本专利技术属于冶金
具体涉及一种700MPa级超细晶高强耐候钢的制备方法及其应用。
技术介绍
耐候钢是通过在普通钢中添加一定量的合金元素制成的一种低合金钢，主要合金成分为Cu、P、Cr、Ni等元素。具有优质钢的强韧、塑延、成型、焊割、磨蚀、高温、抗疲劳等特性；耐候性为普碳钢的2～8倍，涂装性为普碳钢的1.5～10倍。同时，它具有耐锈，使构件抗腐蚀延寿、减薄降耗，省工节能等特点。相比于铝合金、塑料等其他轻量化材料，高强钢虽然具有成本低、强度高、耐冲击性好等优点，但其耐大气腐蚀性能相对较差。近年来，随着我国国民经济的快速发展，对客运和货运的铁道用高强耐候钢的需求越来越大，为了提高运输效率、减轻车厢重量、节约运输成本以及延长车厢使用寿命，要求制造车厢用耐候钢的强度级别和耐蚀性能不断提高。因此，综合考虑成本、加工方式、可回收利用等方面，开发高强、超薄、耐候等综合性能于一体的高强钢是大势所趋。高强度耐候钢是指Rel(屈服强度)≥400MPa的耐候钢，这类钢在特种集装箱及货车车箱的制造上有着广阔的应用前景。由于高强度耐候钢在要求高的耐蚀性的同时要求高的强度级别和较好的成形性能和焊接性能，因此对冶金工艺过程和设备控制水平要求很高，尤其是屈服强度700MPa的超高强度耐候钢板，目前只有很少数国家能生产。日本、德国、韩国、瑞典等采用传统流程已经生产出屈服强度400MPa以上的高强耐候钢和700MPa级的超高强度钢板，用于铁路车厢和货车车厢的生产。相比之下，我国在汽车轻量化材料，尤其是高强耐候钢研发与应用起步较晚，如目前市场上使用较多的汽车大梁钢多为510MPa和610MPa级(抗拉强度)，且耐候性能较差。不过，随着国内一些钢铁企业对汽车高强耐候钢认识的不断加深，近些年已开始着手高强耐候汽车板的开发与推广，700MPa级高强度耐候薄板坯的研发成为了各大钢厂及相关汽车制造厂商关注的焦点。目前，700MPa级高强热轧带钢的工业生产多采用薄板坯单坯轧制或半无头轧制工艺，传统生产工序为：连铸→铸坯二次加热→粗轧→精轧→层流冷却→卷取→酸洗→冷轧→退火。这种轧制工艺在粗轧前一般采用200-280m长的滚底式炉或感应加热炉对连铸坯进行加热，并且采用滚底式进行并流。传统的轧制工艺具有生产线长度增加、设备组成复杂、操作维护成本高、能耗高等缺点。且由于生产线过长(400m以上)，精扎入口温度无法精确控制，导致产品最终组织性能不稳定。此外，这种传统单坯轧制或半无头轧制生产的热轧表面质量及产品规格达不到下游用户要求，酸洗后的热轧板一般需要经过后续冷轧、退火工艺才能供货，使得生产工序繁杂、生产效率降低、生产成本增加。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种700MPa级超细晶高强耐候钢的制备方法，其具有缩短工艺流程、细化奥氏体晶粒和提高产品的力学性能等优点。此外，该方法可在ESP生产线上应用。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种700MPa级超细晶高强耐候钢的制备方法，所述制备方法包括连铸步骤、粗轧步骤、精轧步骤、层流冷却步骤和卷取步骤；所述制备方法是将初始原料依次经过连铸、粗轧、精轧、层流冷却和卷取步骤后，得到700MPa级超细晶高强耐候钢的最终成品薄板坯；所述粗轧步骤包括：将所述连铸步骤得到的连铸坯在高拉速下直接经过M机架粗轧机组进行M道次大压下，得到中间坯；所述粗轧步骤和精轧步骤均为全无头轧制。进一步地，所述高拉速为3-7m/min。进一步地，所述M为正整数，且M不小于3。进一步地，所述M道次大压下的单道次大压下的压下量为50％-60％。进一步地，所述连铸步骤得到的连铸坯直接对其进行粗轧，不经过传统工艺中粗轧前对铸坯的二次加热环节，缩短了工艺流程，在降低能耗的同时获得更高的单机产量。进一步地，所述粗轧步骤中在高温下大的压下量使得原奥氏体晶粒大幅度细化，为最终均匀细小的铁素体组织提供组织基础。进一步地，所述制备方法还包括中间坯处理步骤；所述中间坯处理步骤在所述粗轧步骤之后；所述中间坯处理步骤包括：将所述粗轧步骤得到的中间坯置于感应加热炉快速加热至温度T1，得到处理后的中间坯。进一步地，所述中间坯处理步骤还包括：将所述粗轧步骤得到的中间坯依次经过摆式剪、推废辊道、转毂剪后，再进行感应加热。进一步地，所述温度T1为所述处理后的中间坯的精轧入口温度。进一步地，所述温度T1为1100-1200℃。进一步地，所述中间坯处理步骤可精确控制中间坯精扎入口温度T1，满足终扎温度要求；同时，感应加热后中间坯表面温度高，芯部温度低，这种反向温度场为板坯厚度方向特殊的组织特征(表面和芯部较粗，1/4厚处较细)提供了温度基础。进一步地，所述连铸坯厚度为80-100mm。进一步地，所述连铸步骤中拉速为3-7m/min。进一步地，所述连铸步骤中进入铸机的钢水流量为4-6.5t/min。进一步地，所述精轧步骤包括：采用N机架精轧机组对所述处理后的中间坯进行N道次压下，得到薄板坯。进一步地，所述N为正整数，且N不小于5。进一步地，所述薄板坯的厚度规格为1.2-3.5mm、宽度规格为1500mm。进一步地，所述精轧步骤中终轧温度为810-860℃。进一步地，所述N道次压下的单道次压下的压下量为30％-40％，可以使奥氏体晶粒进一步细化，此外，终轧温度低可保证奥氏体在未在结晶区轧制，增加位错密度，增加形变储能，提高后续冷却过程中形变诱导铁素体和形变诱导析出的形核速率。进一步地，所述层流冷却步骤包括：将所述精轧步骤得到的薄板坯，经过配有高位水箱的层流冷却系统，采取前段密集冷却方式，将所述薄板坯冷却到卷取温度T2，得到冷却薄板坯。进一步地，所述卷取温度T2为580-660℃。进一步地，所述层流冷却步骤中，冷却速度为75％以上。进一步地，所述层流冷却步骤采用前段密集冷却方式，且冷却速度为75％以上；这种前段密集且较快的冷却方式，可使组织强化，进而提高所述最终成品薄板坯的力学性能。进一步地，所述卷取步骤包括：将所述层流冷却步骤得到的冷却薄板坯进行分卷后卷取过程，卷取温度T2，卷取后空冷至室温，得到所述最终成品薄板坯。进一步地，所述分卷过程采用高速飞剪进行分卷。进一步地，所述卷取过程采用卷取机进行卷取。进一步地，所述制备方法还包括除磷步骤，所述除磷步骤置于所述精轧步骤之前。进一步地，所述除磷步骤包括：采用高压除磷箱对中间坯处理步骤得到的处理后的中间坯进行除磷。进一步地，所述粗轧和精轧步骤均为全无头轧制。一种700MPa级超细晶高强耐候钢的制备方法在ESP生产线上的应用。进一步地，所述ESP生产线全长为180-210m。进一步地，所述ESP生产线全长为190m。进一步地，所述ESP生产线各部均由带钢直接连接。进一步地，所述ESP生产线的生产过程没有穿带和抛钢。进一步地，所述ESP生产线连铸步骤到卷取步骤所用时间为6-10min。进一步地，所述ESP生产线连铸步骤到卷取步骤所用时间为7min。进一步地，所述ESP生产线可以低成本、低能耗、紧凑、高效地生产出尺寸精度高性能优良的热轧薄带钢卷。所述的一种700MPa级超细晶高强耐候钢的制备方法在ESP生产线上的应用，开创性地采用了粗轧大压下技术及中间坯感应加热技术，生产出晶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种700MPa级超细晶高强耐候钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括连铸步骤、粗轧步骤、精轧步骤、层流冷却步骤和卷取步骤；所述制备方法是将初始原料依次经过连铸、粗轧、精轧、层流冷却和卷取步骤后，得到700MPa级超细晶高强耐候钢的最终成品薄板坯；所述粗轧步骤包括：将所述连铸步骤得到的连铸坯在高拉速下直接经过M机架粗轧机组进行M道次大压下，得到中间坯；所述M为正整数；所述粗轧步骤和精轧步骤均为全无头轧制。

【技术特征摘要】
1.一种700MPa级超细晶高强耐候钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括连铸步骤、粗轧步骤、精轧步骤、层流冷却步骤和卷取步骤；所述制备方法是将初始原料依次经过连铸、粗轧、精轧、层流冷却和卷取步骤后，得到700MPa级超细晶高强耐候钢的最终成品薄板坯；所述粗轧步骤包括：将所述连铸步骤得到的连铸坯在高拉速下直接经过M机架粗轧机组进行M道次大压下，得到中间坯；所述M为正整数；所述粗轧步骤和精轧步骤均为全无头轧制。2.根据权利要求1所述的一种700MPa级超细晶高强耐候钢的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括中间坯处理步骤；所述中间坯处理步骤在所述粗轧步骤之后；所述中间坯处理步骤包括：将所述粗轧步骤得到的中间坯置于感应加热炉快速加热至温度T1，得到处理后的中间坯；所述温度T1为1100-1200℃。3.根据权利要求2所述的一种700MPa级超细晶高强耐候钢的制备方法，其特征在于，所述精轧步骤包括：采用N机架精轧机组对所述处理后的中间坯进行N道次压下，得到薄板坯；所述N为正整数；所述层流冷却步骤包括：将所述精轧步骤得到的薄板坯，经过配有高位水箱的层流冷却系统，采取前段密集冷却方式，将所述薄板坯到卷取温度T2，得到冷却薄板坯；所述卷取步骤包括：将所述层流冷却步骤得到的冷却薄板坯进行分卷后卷取过程，卷取时卷取温度T2，卷取后空冷至室温，得到所述最终成品薄板坯；所述卷取温度T2为580-660℃。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：武会宾，许立雄，秦哲，谢国海，喻尧，罗继峰，吴进，于长江，陈统，赵锐，张勇，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11