一种低成本高强镀锌板及其夹芯板的制造工艺的制作方法

1.本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种高强镀锌板。

背景技术：

2.夹芯板是目前建筑中常用的一种产品，具有很好的防火、隔热、隔音效果。金属面夹芯板顾名思义就是两层金属板材中间填充一层芯材，不同的芯材与不同板型金属面组合的夹芯板，可分别适用于不同的建筑需要，包括工业厂房、公共建筑、组合房屋、净化工程等多个建筑领域。金属面夹芯板金属面材料可以采用彩涂板、镀锌板、铝材等多种材质，其中镀锌板由于价格便宜而得到了广泛应用，但镀锌板在夹芯板轻量化方面不如铝材等材质，导致其在轻量化建筑应用方面受到一定限制。
3.对于金属面夹芯板面材重量占到了总重量的50％左右，目前主流应用的镀锌板厚度为0.5～0.8mm不等，强度集中在270～300mpa，存在高强减薄的空间。通过对金属面夹芯板面材高强减薄，在不降低夹芯板性能的情况下，实现其轻量化。同时夹芯板行业对价格敏感，所以金属面夹芯板面材高强化必须采用一种低成本方案。
4.本发明通过采用一种低成本高强度镀锌板作为夹芯板面材，匹配改进的夹芯板制造工艺，从而实现夹芯板的轻量化，是一种能够带来经济效益、可规模化市场推广的创新型发明。
5101956126a公开了一种冷基高强度镀锌板及生产方法，其化学成分配比为c：0.17～0.23％；mn：0.65～0.85％；si：≤0.15％；p：≤0.015％；s：≤0.012％；als：0.015～0.030％。该发明成分设计中mn含量(0.65～0.85％)较高，增加吨钢生产成本，同时c、mn含量高影响钢带焊接性能。
6101348880a公开了一种结构用高强镀锌板的生产方法，其化学成分配比为c：0.16～0.20％；mn：0.9～1.1％；si≤0.05％；p≤0.020％；s≤0.020％；als：0.02～0.06％。该发明成分设计中mn含量(0.9～1.1％)较高，增加吨钢成本，同时c、mn含量高影响钢带焊接性能。
7106756521a公开了一种高强结构用热镀锌板生产工艺，其化学成分配比为c：0.08～0.20％；mn：0.25～0.60％；si：0.01～0.03％；p：0.02～0.04％；s：0.03～0.05％；ni：0.05～0.10％；cr：0.08～0.12％。该发明成分设计中含ni元素和cr元素，且含量较高(ni：0.05～0.10％；cr：0.08～0.12％)，ni和cr合金成本高，增加吨钢成本。
8112226681a公开了一种结构用低成本高强度镀锌板sgc570及其生产方法，其化学成分配比为c：0.03～0.05％，si：≤0.03％，mn：0.15～0.25％，p：≤0.020％，s：≤0.010％，alt：0.020～0.050％，ca：0.0008～0.0020％，其余为fe和不可避免的杂质，该发明成分设计中c含量低，含量有ca元素，且工艺流程中采用低温退火，延伸率必然较低。
9.目前主流的以镀锌板为面板的夹芯板，其镀锌板厚度为0.5～0.8mm不等，强度集中在270～300mpa，其重量占到了成品夹芯板的一半以上。通过降低夹芯板金属面板的厚度，可以有效减轻夹芯板的重量，实现轻量化。但金属面板厚度降低增加了加工难度，例如
易出现折痕问题，同时降低了夹芯板强度，所以必须在降低金属面板厚度的同时，提高强度。但是金属面板强度提升太高，又会造成夹芯板生产过程中成型困难。
10.夹芯板的金属面实现轻量化、降低成本的同时保证其强度和加工性能成为亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

11.本发明目的在于提供一种金属面夹芯板用高强镀锌板的制造工艺，在实现轻量化、降低成本的同时保证其强度和加工性能，所得高强镀锌板屈服强度≧380mpa，抗拉强度≧420mpa，伸长率≧12％，在夹芯板加工的烘烤工艺中可以进一步提高镀锌板强度，使其屈服强度≧420mpa，抗拉强度≧460mpa，伸长率≧8％。
12.为达到上述目的，采用技术方案如下：
13.一种低成本高强镀锌板的制造工艺，包括以下步骤：
14.(1)炼钢：将铁水脱硫，并控制s≤0.002％；
15.(2)精炼：电炉或转炉冶炼，钢水精炼；
16.(3)连铸：控制中包钢水过热度在15～35℃，铸坯厚度在50～70mm，拉坯速度在3.0～6.0m/min；除鳞处理后进入均热炉，进轧机之前再次除磷；
17.(4)热轧：精轧出口厚度1.8～2.3mm；
18.(5)卷取：终轧结束温度840～900℃，进行层流冷却，将轧制带钢冷却到卷取温度460～540℃，获得热轧卷；
19.(6)酸洗：将热轧卷经酸洗线酸洗后获得酸洗卷；
20.(7)冷轧：将酸洗卷经可逆式单机架轧制成轧硬卷，所得轧硬卷厚度为0.25～0.35mm；
21.(8)热镀锌：将轧硬卷表面清洗后进入退火炉，过程包括带钢预热、均热、入锌锅、终冷，预热段加热速度40～60℃/s，均热温度580～640℃，入锌锅温度480～500℃，终冷温度140～160℃，带钢运行速度80～120m/min，退火炉内露点-20～-50℃，炉内氢气含量在1～10％，残氧1～20ppm。
22.按上述方案，步骤2中钢水精炼化学组成按重量百分比为：c：0.08～0.12％，mn：0.45％～0.7％，si：≤0.05％，als：0.030～0.060％，p：≤0.020％，s：≤0.002％，其余为fe和不可避免的杂质。
23.按上述方案，步骤3中铸坯入均热炉前除鳞处理，并控制除鳞水的压力在≥200bar；均热出炉温度为1150～1200℃；进轧机之前高压水除鳞，并控制除鳞水压力在≥250bar。
24.按上述方案，步骤4中控制第一、二道次压下率≥50％。
25.按上述方案，步骤7中采用可逆式轧机进行4～7个道次的冷轧，所述冷轧压下率为80～90％。
26.一种夹芯板的制造工艺，采用上述低成本高强镀锌板作为金属面层；包括辊压成型、芯材填充、拼装烘烤；其中烘烤时间1～3min，烘烤温度150～300℃。
27.本发明钢水精炼化学组成按重量百分比为：c：0.08～0.12％，mn：0.45％～0.7％，si：≤0.05％，als：0.030～0.060％，p：≤0.020％，s：≤0.002％，其余为fe和不可避免的杂
质。
28.c：碳在钢中起固溶强化提高钢材强度作用，但是含量太高，在精轧后的冷却过程中易形成大量的贝氏体、马氏体等硬相，其含量愈高，强度愈高，造成钢板的塑性和成形性能降低，因此钢中的c含量选择为0.08～0.12％。
29.mn：锰起固溶强化作用，其能降低相变驱动力，使“c”曲线右移，提高钢的淬透性，扩大γ相区，另它可降低钢的ms点，是高强与高塑性匹配获得的重要元素，所以，将其含量限定在0.45％～0.7％范围。
30.si：si为固溶强化元素，可显著提高钢材的强度，但过高的si含量热轧过程中易于在钢板表面形成2feo
·
sio2(铁橄榄石)氧化皮，热轧除鳞不易去除，si的含量不应太高，因此本发明中si含量为≤0.05％。
31.als：al为脱氧剂，降低钢中的氧含量，减少钢中的夹杂物，从而提高钢材韧性的作用，但al含量太高，易形成粗大的aln粒子，降低钢材的韧性，因此本发明中al含量为0.030～0.060％。
32.p：p为钢中的杂质元素，易于在晶界偏聚，影响产品的韧性，因此其含量越低越好，根据实际控制水平，应控制在0.020％以下。
33.s：s为钢中的杂质元素，易在晶界产生偏聚，且与钢中的fe、mn形成低熔点的硫化物，降低钢材的冷弯、扩孔和延伸性，炼钢时应充分去除，应控制在0.002％以下。
34.本发明低成本高强镀锌板的主要生产工艺点为热轧卷取温度、镀锌退火工艺。当热轧卷取温度过高时，冷轧原料卷的晶粒粗大，强度较低，最终冷轧产品的强度下降。卷取温度过低，不仅对产线层流冷却能力要求高，而且卷取前板头易于翘起，不利于卷取，因此将卷取温度控制在460～540℃。镀锌退火工艺中主要控制加热段加热速度和均热段温度，通过加热段快速加热和合适的均热段温度，控制合适的铁素体晶粒形状、大小及碳化物析出数量、大小，从而控制镀锌板的力学性能。本发明中加热段加热速度40～60℃/s,均热温度580～640℃。
35.夹芯板加工工艺主要包括辊压成型、芯材填充、拼装烘烤等，夹芯板拼装完成后一般都有一道烘烤工艺，目的是使内部涂胶固化。本发明利用烘烤工艺通过控制烘烤温度及时间，进一步控制夹芯板金属面板碳化物析出数量、大小，提高夹芯板金属面板强度，从而提高整个夹芯板强度。本发明中烘烤时间1～3min，烘烤温度150～300℃。
36.相对于现有技术，本发明有益效果如下：
37.本发明提供了一种低成本，未添加任何微合金元素，屈服强度≧380mpa，抗拉强度≧420mpa，伸长率≧8％高强镀锌板，厚度0.25～0.35mm，用于金属面夹芯板制造。
38.热轧采用460～540℃低温卷取，镀锌退火工艺中通过加热段快速加热和合适的均热段温度，控制合适的铁素体晶粒大小及碳化物析出数量及大小，从而控制镀锌板的成品性能。
39.夹芯板加工完成，利用烘烤工艺，通过控制烘烤温度及时间，进一步控制夹芯板金属面板碳化物析出数量、大小，再次提高夹芯板金属面板强度，从而提高整个夹芯板强度，通过夹芯板金属面板高强减薄，实现夹芯板轻量化。
附图说明
40.图1：实施例1在不同热轧卷取温度下的热轧组织。
41.图2：对比例6在不同热轧卷取温度下的热轧组织。
42.图3：实施例1在不同热镀锌退火工艺下的组织。
43.图4：对比例7在不同热镀锌退火工艺下的组织。
44.图5：对比例8在不同热镀锌退火工艺下的组织。
45.图6、实施例1在不同烘烤工艺下的组织。
46.图7：对比例9在不同烘烤工艺下的组织。
具体实施方式
47.以下实施例进一步阐释本发明的技术方案，但不作为对本发明保护范围的限制。
48.具体实施方式提供了一种低成本高强镀锌板的制造工艺：
49.(1)炼钢：将铁水脱硫，并控制s≤0.002％；
50.(2)精炼：电炉或转炉冶炼，钢水精炼；
51.(3)连铸：控制中包钢水过热度在15～35℃，铸坯厚度在50～70mm，拉坯速度在3.0～6.0m/min；除鳞处理后进入均热炉，进轧机之前再次除磷；
52.(4)热轧：精轧出口厚度1.8～2.3mm；
53.(5)卷取：终轧结束温度840～900℃，进行层流冷却，将轧制带钢冷却到卷取温度460～540℃，获得热轧卷；
54.(6)酸洗：将热轧卷经酸洗线酸洗后获得酸洗卷；
55.(7)冷轧：将酸洗卷经可逆式单机架轧制成轧硬卷，所得轧硬卷厚度为0.25～0.35mm；
56.(8)热镀锌：将轧硬卷表面清洗后进入退火炉，过程包括带钢预热、均热、入锌锅、终冷，预热段加热速度40～60℃/s，均热温度580～640℃，入锌锅温度480～500℃，终冷温度140～160℃，带钢运行速度80～120m/min，退火炉内露点-20～-50℃，炉内氢气含量在1～10％，残氧1～20ppm。
57.当热轧卷取温度过高时，冷轧原料卷的晶粒粗大，强度较低，最终冷轧产品的强度下降。卷取温度过低，不仅对产线层流冷却能力要求高，而且卷取前板头易于翘起，不利于卷取，因此将卷取温度控制在460～540℃。镀锌退火工艺中主要控制加热段加热速度和均热段温度，通过加热段快速加热和合适的均热段温度，控制合适的铁素体晶粒形状、大小及碳化物析出数量、大小，从而控制镀锌板的力学性能。本发明中加热段加热速度40～60℃/s,均热温度580～640℃。
58.具体地，步骤2中钢水精炼化学组成按重量百分比为：c：0.08～0.12％，mn：0.45％～0.7％，si：≤0.05％，als：0.030～0.060％，p：≤0.020％，s：≤0.002％，其余为fe和不可避免的杂质。
59.具体地，步骤3中铸坯入均热炉前除鳞处理，并控制除鳞水的压力在≥200bar；均热出炉温度为1150～1200℃；进轧机之前高压水除鳞，并控制除鳞水压力在≥250bar。
60.具体地，步骤4中控制第一、二道次压下率≥50％。
61.具体地，步骤7中采用可逆式轧机进行4～7个道次的冷轧，所述冷轧压下率为80～
90％。
62.具体实施方式还提供了一种利用上述低成本高强镀锌板作为金属面层的夹芯板的制造工艺；包括辊压成型、芯材填充、拼装烘烤；其中烘烤时间1～3min，烘烤温度150～300℃。利用烘烤工艺通过控制烘烤温度及时间，进一步控制夹芯板金属面板碳化物析出数量、大小，提高夹芯板金属面板强度，从而提高整个夹芯板强度。本发明中烘烤时间1～3min，烘烤温度150～300℃。
63.表1为本发明各实施例及对比例的化学成分取值列表。
64.表2为本发明各实施例及对比例的主要工艺参数取值列表。
65.表3为本发明各实施例及对比例的性能检测情况列表。
66.表1
67.编号csimnpsals10.106090.013080.382180.0150.009070.0477120.10070.009520.379010.012960.006090.0497330.105030.011520.376050.01490.007040.04621
68.表2
[0069][0070]
表3
[0071]
编号rp0.2(mpa)rm(mpa)a％实施例143448812.2实施例244150910.0实施例342747814.9实施例443649611.9实施例54435139.06对比例640144519.9对比例741745821.4对比例835941325.5对比例941246714.8
[0072]
从表3实施例1-5可以看出，本发明通过夹芯板金属面板成分与生产工艺的设计匹配合理的夹芯板生产工艺，提升了夹芯板金属面板的强度，从而提供了一种通过金属面板高强减薄来实现夹芯板轻量化的方案。上述实施例仅为最佳例举，而并非是对本发明的实施方式的限定。
[0073]
图1、图2为实施例1和对比例6在不同热轧卷取温度下的热轧组织；较低的卷取温度可以获得细小的热轧晶粒组织，根据组织遗传特性，有利于在镀锌退火工艺再结晶得到晶粒细化的冷轧组织，提高产品强度和延伸率。
[0074]
图3、图4、图5为实施例1和对比例7、8在不同热镀锌退火工艺下的组织；图3为再结晶未完全组织，晶粒未完全等轴化，图4、图5为完全再结晶组织，晶粒完全等轴化。晶粒完全等轴化后虽然延伸率a％提高，但强度明显下降。保留部分未完全再结晶组织，有利于提高强度。
[0075]
图6、图7为实施例1和对比例9在不同烘烤工艺下的组织图6析出相呈带状分布特征，数量较多，尺寸主要为40nm～200nm,部分为200nm～500nm，类型为碳化物。图7析出相呈带状分布特征，数量较多，尺寸主要为200nm～500nm,部分为40nm～200nm，类型为碳化物。对比图6、图7，较高的烘烤温度和较长的烧烤时间，可以在组织中获得较小的碳化物分布，从而提高产品强度。

技术特征：

1.一种低成本高强镀锌板的制造工艺，其特征在于包括以下步骤：(1)炼钢：将铁水脱硫，并控制s≤0.002％；(2)精炼：电炉或转炉冶炼，钢水精炼；(3)连铸：控制中包钢水过热度在15～35℃，铸坯厚度在50～70mm，拉坯速度在3.0～6.0m/min；除鳞处理后进入均热炉，进轧机之前再次除磷；(4)热轧：精轧出口厚度1.8～2.3mm；(5)卷取：终轧结束温度840～900℃，进行层流冷却，将轧制带钢冷却到卷取温度460～540℃，获得热轧卷；(6)酸洗：将热轧卷经酸洗线酸洗后获得酸洗卷；(7)冷轧：将酸洗卷经可逆式单机架轧制成轧硬卷，所得轧硬卷厚度为0.25～0.35mm；(8)热镀锌：将轧硬卷表面清洗后进入退火炉，过程包括带钢预热、均热、入锌锅、终冷，预热段加热速度40～60℃/s，均热温度580～640℃，入锌锅温度480～500℃，终冷温度140～160℃，带钢运行速度80～120m/min，退火炉内露点-20～-50℃，炉内氢气含量在1～10％，残氧1～20ppm。2.如权利要求1所述低成本高强镀锌板的制造工艺，其特征在于步骤2中钢水精炼化学组成按重量百分比为：c：0.08～0.12％，mn：0.45％～0.7％，si：≤0.05％，als：0.030～0.060％，p：≤0.020％，s：≤0.002％，其余为fe和不可避免的杂质。3.如权利要求1所述低成本高强镀锌板的制造工艺，其特征在于步骤3中铸坯入均热炉前除鳞处理，并控制除鳞水的压力在≥200bar；均热出炉温度为1150～1200℃；进轧机之前高压水除鳞，并控制除鳞水压力在≥250bar。4.如权利要求1所述低成本高强镀锌板的制造工艺，其特征在于步骤4中控制第一、二道次压下率≥50％。5.如权利要求1所述低成本高强镀锌板的制造工艺，其特征在于步骤7中采用可逆式轧机进行4～7个道次的冷轧，所述冷轧压下率为80～90％。6.一种夹芯板的制造工艺，其特征在于采用权利要求1所述低成本高强镀锌板作为金属面层；包括辊压成型、芯材填充、拼装烘烤；其中烘烤时间1～3min，烘烤温度150～300℃。

技术总结

本发明公开了一种低成本高强镀锌板的制造工艺，将铁水脱硫，并控制S≤0.002％；电炉或转炉冶炼，钢水精炼；控制中包钢水过热度在15～35℃，铸坯厚度在50～70mm，拉坯速度在3.0～6.0m/min；除鳞处理后进入均热炉，进轧机之前再次除磷；精轧出口厚度1.8～2.3mm；终轧结束温度840～900℃，进行层流冷却，将轧制带钢冷却到卷取温度460～540℃，获得热轧卷；将热轧卷经酸洗线酸洗后获得酸洗卷；将酸洗卷经可逆式单机架轧制成轧硬卷，所得轧硬卷厚度为0.25～0.35mm；将轧硬卷表面清洗后进入退火炉，过程包括带钢预热、均热、入锌锅、终冷，预热段加热速度40～60℃/s，均热温度580～640℃，入锌锅温度480～500℃，终冷温度140～160℃，带钢运行速度80～120m/min，退火炉内露点-20～-50℃，炉内氢气含量在1～10％，残氧1～20ppm。残氧1～20ppm。残氧1～20ppm。