专利名称：一种热浸镀锌锅用热轧钢板及其生产方法
技术领域：
本发明属于钢的冶炼轧制エ艺领域，尤其涉及一种热浸镀锌锅用热轧钢板及其生
产方法。
背景技术：
在钢板表面进行镀锌是提高钢板使用寿命的ー种重要途径。目前，获得镀锌涂层的方法主要有热浸镀锌、电镀锌、渗镀锌以及机械镀锌等多种不同的方法。特别是近年来，由于热浸镀锌生产成本低、污染轻，再加上表面质量的提高和易于连续生产，因此近二十年来，热浸镀锌在我国得到了迅速发展。
热浸镀锌是目前世界上钢铁防腐方法中最基本、应用最广泛的方法之一。热浸镀锌エ艺的核心环节是锌的加热问题，采用铁制锌锅进行加热是目前热镀锌エ业中的三种加热方式之一。铁制锌锅热镀锌是通过将热源放置在锌锅底部或外侧加热，通过锌锅的热传导将热量传给锌液。这种加热方式可使用燃煤或燃气，传统钢板焊接的锌锅材料大多采用08F钢板制造而成。铁制锌锅的成本低，制造エ艺简单，升温快，维修方便，因此得到了广泛的应用。然而，生产实践发现，由于锌液对铁锅的腐蚀极为严重，不仅非正常锌耗而且致使锌锅服役时间短，一般只有2. 5年左右；同时锌锅内部温度不均匀，直接受到加热的部位远高于锌液的工作温度，因而导致这一部位的腐蚀加剧，并产生更多的锌渣，直接影响了镀锌エ件的表面质量。
发明内容
本发明g在提供ー种成分合理，エ艺简单，便于操作，成本较低，且具有良好的板形和使用性能，可提高热浸镀锌锅使用寿命的热轧钢板及其生产方法。研究发现,热镀锌过程中，钢中C量升高会令Fe-Zn反应剧烈，而使Fe-Zn合金的生长速率増大，当C作为珠光体的一部分，珠光体钢却使Fe-Zn反应增加，因此为保证钢板的焊接性能，C含量以不超过O. 1%为宜。在正常镀锌温度(450°C)下，当钢中Si含量低于O. 03%时，随着Si含量的増大，Fe-Zn反应活性虽然增加，但仍可获得正常组织，当Si含量增至O. 06-0. 10%范围或大于
O.3%时，Fe-Zn反应活性将急剧増大，出现活性峰值，处于该范围的钢热镀锌时，Fe-Zn合金t相层异常生长，出现灰暗粘附性差的超厚镀层，因此应控制Si含量在O. 03%以下。P对Fe-Zn反应的影响与Si类似，微量的P能促进t相层异常生长，同时抑制占相生长，使相晶粒粗大。当P在基体表面或生长的Fe-Zn合金层中偏析,会造成t相的迸发形成；当钢中Si含量小于O. 05%,尚未处于Sandelin峰，在正常镀锌温度450°C下，当钢中Si含量低于O. 03%吋，随着Si含量的増大，Fe-Zn反应活性虽然增加但仍可获得正常组织；当Si含量增加至O. 06-0. 1%范围以及大于O. 3%时，Fe-Zn反应活性急剧増大，出现活性峰值，这种现象称为Sandelin效应，处于该Si含量范围的钢通常称为活性钢，若此时钢中P含量小于O. 03%，也会产生超厚镀层。Si与P的复合作用，在460°C下产生正常热镀锌层的临界条件是若Si含量小于O. 04%时，则Si+2. 5P应小于O. 09% ;钢中S含量达到O. 091%,对Fe-Zn反应及镀层连续性仍无明显影响，一般控制在P < O. 016%、S < O. 010%。由于钢制镀锌锅钢板较厚，为保证焊接质量，并具备一定強度，因而Mn含量控制在O. 4-0. 7%即可。基于上述考虑，本发明所采取的技术解决方案为
一种热浸镀锌锅用热轧钢板，其特征在于，其化学成分wt%含量为
C O. 05-0. 10%、Si く O. 03%、MnO. 4-0. 7%、P 彡 O. 015%、S 彡 O. 010%、Als ^ O. 015%,余
为Fe及微量杂质。
ー种上述热浸镀锌锅用热轧钢板的生产方法，其特征在于，具体エ艺步骤及方法为
(1)、冶炼エ艺
采取铁水脱硫扒渣ー转炉冶炼ー炉后扒渣ーLF精炼ー板坯浇注的エ艺路线；
转炉使用含铝、钡脱氧剂，采用低硅合金进行合金化；降低挂罐温度5-10°C，选用较新出钢ロ，减少转炉下渣；炉后进行钢水扒渣；
LF炉使用含铝、钡脱氧剂，減少萤石和电石加入量，采用铝线调铝，对顶渣进行弱脱氧处理；
钢水罐采用清洁周转罐，且不得使用高硅钢用后的周转罐；
浇注时钢水罐使用长水口通氩气保护，中间包加入钢水覆盖剂隔绝空气，中间包采用浸入式水口并通氩气保护浇注，防止二次氧化；
(2)、轧制エ艺
轧制过程采用再结晶控轧エ艺；
钢坯出炉温度为1160-1200°C，加热时间根据钢坯厚度控制在O. 8min/mm- 1.1 min/_，保证钢坯温度均匀，钢板组织完全奥氏体化；
采用奥氏体完全再结晶区轧制，开轧温度980-1100°C，终轧温度920-960°C，至少两道次的道次变形率不低于30% ；
轧后进行堆垛缓冷保温自回火，堆垛温度控制在350-500°C，保温时间8-16h。本发明的有益效果为
本发明化学成分简单，成分组成合理，冶炼エ艺简单，便于操作，钢的成本较低，有利于市场竞争。由于采用奥氏体完全再结晶区轧制并配合自回火，从而可获得平整均匀的板形，提高表面质量合格率。轧后钢板具有良好的内在质量和力学性能，经检测，其力学性能平均指标为下屈服強度Rel为276N/mm2，抗拉强度Rm为458N/mm2，断后伸长率A为39. 5%，-20°C冲击吸收能量KV2为228. 5J，且焊接性能良好。经实际使用，采用本发明钢板制作的热浸镀锌锅的使用寿命可达到4年以上。
具体实施例方式实施例I :钢坯厚度230mm，轧后钢板厚度20mm。热浸镀锌锅用热轧钢板的化学成分Wt%含量为
C O. 06%、Si O. 013%、Mn O. 43%、P O. 011%、S O. 006%、Als O. 026%，余为 Fe 及微量杂质。I、冶炼工艺
采取铁水脱硫扒渣ー转炉冶炼ー炉后扒渣ーLF精炼ー板坯浇注的エ艺路线。转炉使用含铝、钡脱氧剂，采用低硅合金进行合金化；降低挂罐温度10°C，选用较新出钢ロ，减少转炉下渣；炉后进行钢水扒渣。
LF炉使用含铝、钡脱氧剂，减少萤石和电石加入量，采用铝线调铝，对顶渣进行弱脱氧处理，调整脱氧度，既清洁钢液又可防止回硅。钢水罐采用清洁周转罐，且不得使用高硅钢用后的周转罐。浇注时钢水罐使用长水口通氩气保护，中间包加入钢水覆盖剂隔绝空气，中间包采用浸入式水口并通氩气保护浇注，防止二次氧化。2、轧制エ艺
轧制过程采用再结晶控轧エ艺；
钢坯出炉温度为1182°C，加热时间根据钢坯厚度控制在230min，保证钢坯温度均匀，钢板组织完全奥氏体化。采用奥氏体完全再结晶区轧制，开轧温度1049°C，终轧温度935°C，两道次大变形率，第一大道次变形率34% ;第二大道次变形率31%，使形变在厚度方向充分渗透至中心部分，以使奥氏体再结晶充分进行，达到晶粒尺寸均匀，铁素体晶粒变得更均匀，力学性能更好。轧后进行堆垛缓冷保温自回火，堆垛温度控制在382°C，保温时间10h，以降低钢板中的残余应カ，均匀组织和性能。成品钢板检测结果，其Rel 为 296N/mm2，Rm 为 468N/mm2，A 为 41. 5%，-20°C的 KV2为 247J。实施例2 :钢坯厚度230mm，轧后钢板厚度40mm。热浸镀锌锅用热轧钢板的化学成分Wt%含量为
C O. 08%、SiO. 023%、MnO. 6%、P O. 01%、S0. 003%、AlsO. 042%,余为 Fe 及微量杂质。I、冶炼工艺
采取铁水脱硫扒渣ー转炉冶炼ー炉后扒渣ーLF精炼ー板坯浇注的エ艺路线。转炉使用含铝、钡脱氧剂，采用低硅合金进行合金化；降低挂罐温度8°C，选用较新出钢ロ，减少转炉下渣；炉后进行钢水扒渣。LF炉使用含铝、钡脱氧剂，减少萤石和电石加入量，采用铝线调铝，对顶渣进行弱脱氧处理，调整脱氧度，既清洁钢液又可防止回硅。钢水罐采用清洁周转罐，且不得使用高硅钢用后的周转罐。浇注时钢水罐使用长水口通氩气保护，中间包加入钢水覆盖剂隔绝空气，中间包采用浸入式水口并通氩气保护浇注，防止二次氧化。2、轧制工艺
轧制过程采用再结晶控轧エ艺；
钢坯出炉温度为1160°C，加热时间根据钢坯厚度控制在225min，保证钢坯温度均匀，钢板组织完全奥氏体化。采用奥氏体完全再结晶区轧制，开轧温度1028°C，终轧温度942°C，采用两道次大变形率，第一大道次变形率35% ;第二大道次变形率31%，使形变在厚度方向充分渗透至中心部分，以使奥氏体再结晶充分进行，达到晶粒尺寸均匀，铁素体晶粒变得更均匀，力学性能更好。轧后进行堆垛缓冷保温自回火，堆垛温度控制在405°C，保温时间12h，以降低钢板中的残余应カ，均匀组织和性能。成品钢板检测结果，其Rel 为 278N/mm2，Rm 为 442 N/mm2，A 为 40. 5%，-20°C的 KV2为 228J。实施例3 :钢还厚度300mm,轧后钢板厚度60mm。热浸镀锌锅用热轧钢板的化学成分Wt%含量为
C O. 10%、SiO. 017%、MnO. 68%、PO. 014%、S0. 004%、AlsO. 031%，余为 Fe 及微量杂质。I、冶炼工艺
采取铁水脱硫扒渣ー转炉冶炼ー炉后扒渣ーLF精炼ー板坯浇注的エ艺路线。转炉使用含铝、钡脱氧剂，采用低硅合金进行合金化；降低挂罐温度6°C，选用较新出钢ロ，减少转炉下渣；炉后进行钢水扒渣。LF炉使用含铝、钡脱氧剂，减少萤石和电石加入量，采用铝线调铝，对顶渣进行弱脱氧处理，调整脱氧度，既清洁钢液又可防止回硅。
钢水罐采用清洁周转罐，且不得使用高硅钢用后的周转罐。浇注时钢水罐使用长水口通氩气保护，中间包加入钢水覆盖剂隔绝空气，中间包采用浸入式水口并通氩气保护浇注，防止二次氧化。2、轧制エ艺
轧制过程采用再结晶控轧エ艺；
钢坯出炉温度为1180°C，加热时间根据钢坯厚度控制在300min，保证钢坯温度均匀，钢板组织完全奥氏体化。采用奥氏体完全再结晶区轧制，开轧温度1057°C，终轧温度937°C，采用两道次大变形率，第一大道次变形率33% ;第二大道次变形率32%，使形变在厚度方向充分渗透至中心部分，以使奥氏体再结晶充分进行，达到晶粒尺寸均匀，铁素体晶粒变得更均匀，力学性能更好。轧后进行堆垛缓冷保温自回火，堆垛温度控制在436°C，保温时间15h，以降低钢板中的残余应カ，均匀组织和性能。成品钢板检测结果，其Rel 为 266N/mm2，Rm 为 438 N/mm2，A 为 42. 5%，-20°C的 KV2为 212J。
权利要求
1.一种热浸镀锌锅用热轧钢板，其特征在于，其化学成分Wt%含量为C O. 05-0. 10%、Si く O. 03%、MnO. 4-0. 7%、P 彡 O. 015%、S 彡 O. 010%、Als ^ O. 015%,余为Fe及微量杂质。
2.一种如权利要求I所述热浸镀锌锅用热轧钢板的生产方法，其特征在于，具体エ艺步骤及方法为 (1)、冶炼エ艺 采取铁水脱硫扒渣ー转炉冶炼ー炉后扒渣ーLF精炼ー板坯浇注的エ艺路线； 转炉使用含铝、钡脱氧剂，采用低硅合金进行合金化；降低挂罐温度5-10°C，減少转炉下渣；炉后进行钢水扒渣； LF炉使用含铝、钡脱氧剂，減少萤石和电石加入量，采用铝线调铝，对顶渣进行弱脱氧处理； 钢水罐采用清洁周转罐； 浇注时钢水罐使用长水口通氩气保护，中间包加入钢水覆盖剂隔绝空气，中间包采用浸入式水口并通氩气保护浇注； (2)、轧制エ艺 轧制过程采用再结晶控轧エ艺； 钢坯出炉温度为1160-1200°C，加热时间根据钢坯厚度控制在O. 8min/mm- 1.1 min/_，钢板组织完全奥氏体化； 采用奥氏体完全再结晶区轧制，开轧温度980-1100°C，终轧温度920-960°C，至少两道次的道次变形率不低于30% ； 轧后进行堆垛缓冷保温自回火，堆垛温度控制在350-500°C，保温时间8-16h。
全文摘要
本发明提供一种热浸镀锌锅用热轧钢板及其生产方法，其化学成分为C0.05-0.10%、Si≤0.03%、Mn0.4-0.7%、P≤0.015%、S≤0.010%、Als≥0.015%。转炉采用低硅合金化，降低挂罐温度，进行炉后扒渣。LF炉采用铝线调铝，顶渣轻处理，并采用系统保护浇注。轧制过程采用再结晶控轧，控制出炉温度和加热时间；采用奥氏体完全再结晶区轧制，至少两道次变形率不低于30%；轧后进行堆垛缓冷保温自回火。本发明可获得平整均匀的板形，钢板具有良好的内在质量和力学性能，采用本发明钢板制作的热浸镀锌锅的使用寿命可达到4年以上。
文档编号C21D8/02GK102676918SQ201210194208
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月13日 优先权日2012年6月13日
发明者刘徐源, 李云, 李静, 杨军, 王 华, 王柏明, 陈军平, 隋轶 申请人:鞍钢股份有限公司