[发明专利]一种细晶粒热轧板带钢及其制备方法

说明书

一种细晶粒热轧板带钢及其制备方法，属于钢铁生产领域。该细晶粒热轧板带钢包含的成分为：C：0.03～0.35％，Si：0.05～0.8％，Mn：0.5～2.5％，P：0.001～0.035％，S：0.001～0.035％，Al：0.001～0.07％，Ti：0.002～0.05％，细晶元素：0.0006～0.03％，O：0.001～0.012％，N：0.002～0.015％，余量为Fe和不可避免的杂质；细晶元素为B、Mg、Zr、Ca中的一种或几种；含有的夹杂物为：Al₂O₃、TiO_x、TiN、AlN、MnS、由细晶元素形成的夹杂物。其制备为：冶炼、精炼、连铸、热轧和冷却，该方法对热轧板带钢成分和夹杂物进行优化设计，并结合冶炼与轧制工艺改进，实现高温轧制条件下晶粒尺寸细化，进而提高钢材强韧性。

技术领域

本发明属于钢铁生产技术领域，特别涉及一种细晶粒热轧板带钢及其制备方法。

背景技术

低合金高强度热轧板带钢在经济社会建设中具有广泛应用，随着工业生产技术的不断提高，热轧板带钢的生产应用向高强韧性能、低合金成本和高生产效率方向发展。有多种方法可以提高钢板强度，但晶粒细化能同时提高强度和改善韧性，并且节约合金添加量，因而在钢铁行业在有着广泛的应用。

目前，热轧板带钢普遍采用微合金化加控轧控冷的工艺方法达到细化组织提高性能的目的。控轧控冷工艺一般通过在奥氏体未再结晶区进行轧制，并且需要在中间厚度进行待温，在较低的温度下完成大压下量轧制变形。

专利CN111020375A公开了一种V-N微合金化钢中厚板及其生产工艺，提供了一种V-N微合金化钢中厚板及其生产工艺，通过改善组织均匀性提高中厚板材成材率的生产工艺。但所述的中厚板需要进行低温轧制，并对终轧道次压下量有较高要求，对生产节奏带来影响。

专利CN102051525A公开了一种低成本Q420qE桥梁用钢板的生产方法，通过添加微量的Nb、Ti合金，结合强的水冷提高性能，生产厚Q420qE级别的桥梁用钢。但该方法的精轧阶段的终轧温度在790～830℃，对设备能力要求高，轧制能耗大。

专利CN103451535A公开了一种510MPa级汽车大梁用热连轧板带钢及其生产工艺，仅添加少量的Ti，不添加其它贵重合金元素，实现钢种的减量化生产。但是，所述的热连轧板带钢采用低温轧制工艺与连续变速层流冷却工艺，不利于生产工艺的稳定控制。

专利CN200610116673.9公开了一种细晶强化碳素结构钢热轧薄板的制造工艺，解决利用普通碳素钢成分在热连轧机上生产较高强度热轧板的问题，通过细晶强化提高钢材强度。但需要在粗轧后进行热卷箱卷曲，然后再进行低温终轧，加大了生产工艺的复杂程度。

专利CN106244931A公开了一种屈服强度450MPa级热轧钢板及其制造方法，采用Ti替代Nb、V等合金元素，结合合适的热轧工艺设计，在保证了材料性能的前提下，降低合金成本。但需要采用低温控轧结合层流冷却，获得细小的铁素体晶粒，降低了生产效率。

专利CN107130180A公开了一种低成本Q390中厚板材及其生产方法，采用C-Mn成分体系设计，不加入Nb、Ti微合金元素，降低生产成本。但需采用具备强冷却能力的轧后超快冷设备进行冷却，稳定控制返红温度，提高了工艺难度和设备要求。

从上述现有技术来看，为实现晶粒细化，通过低温控轧的方法，对设备与工艺水平均有较高的要求，并且会降低生产效率，增加生产成本，另外一些产品不适用低温未再结晶区轧制。因此，在高温区进行轧制成为改进生产工艺的有效途径，但该工艺下奥氏体晶粒以及转变组织将发生粗化，降低钢材强韧性能。因此，人们对适用于高温轧制的钢材，在高温轧制过程中充分细化晶粒改善钢板组织性能进行了研究。