一种彩钢压型板及其制备方法.pdf

本发明提供了一种彩钢压型板及其制备方法，通过轧制耐低温钢带和辊涂彩钢板生产线生产耐低温彩钢压型板，其包含0.15～0.2％的C、0.26～0.51％的Si、0.8～1.8％的Mn、0.01～0.02％的P、0.01～0.02％的S、0.01～0.14％的Nb、0.0005～0.002％的B、0.01～0.04％的Al、0.035～0.065％的V、0.001～0.006％的Ca，通过冶炼、连铸、轧制成耐低温钢带后经辊涂彩钢板生产线制备。本发明提供的耐低温彩钢压型板具有优良的耐低温性能，采用隔热材料的夹芯层结构，完全满足了耐低温彩钢压型板在严寒地区使用的施工安全性能的要求。

1.  一种耐低温彩钢压型板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：轧制耐低温钢带和通过辊涂彩钢板生产线生产耐低温彩钢压型板；
所述轧制耐低温钢带包括：
冶炼钢水，所述钢水包含0.15～0.2％的C、0.26～0.51％的Si、0.8～1.8％的Mn、0.01～0.02％的P、0.01～0.02％的S、0.01～0.14％的Nb、0.0005～0.002％的B、0.01～0.04％的Al、0.035～0.065％的V、0.001～0.006％的Ca，其余为Fe及不可避免的杂质；
所述钢水采用VD或RH进行真空脱硫处理，控制钢水的全氧含量；
将所述钢水连铸成厚度为280～300的板坯，连铸过程中出钢温度为1560～1580℃且始终进行电磁搅拌，拉坯速度是0.46～0.47m/min；
将所述连铸的板坯加热至1150～1200℃；
利用中厚板轧机对所述连铸的板坯在其奥氏体再结晶区进行控制轧制,然后冷却，轧制过程包括粗轧和精轧，粗轧包括不超过6道次的多道次轧制，粗轧中的压下率不低于10％，精轧包括不超过6道次的多道次轧制，精轧中的压下率不低于16％，轧制温度控制在1100～1120℃；
利用中厚板轧机对所述连铸的板坯在其奥氏体未再结晶区进行控制轧制，然后冷却，轧制过程包括粗轧和精轧，粗轧包括不超过5道次的多道次轧制，粗轧中的压下率不低于10％，精轧包括不超过4道次的多道次轧制，精轧中的压下率不低于16％，轧制温度控制在840～850℃；
将所述板坯轧制为钢带。

2.  根据权利要求1所述的耐低温彩钢压型板的制备方法，其特征在于，所述钢带中的铁素体晶粒度不低于8级。

3.  根据权利要求1所述的耐低温彩钢压型板的制备方法，其特征在于，所述钢带中O的重量百分比≤0.005％。

4.  根据权利要求1所述的耐低温彩钢压型板的制备方法，其特征在于，所述钢带中N的重量百分比≤0.004％。

5.  根据权利要求1所述的耐低温彩钢压型板的制备方法，其特征在于，所述辊涂彩钢板生产线的工艺流程包括：开卷机→缝合机→压辊涨力机-→开卷活套碱洗脱脂→清洗→烘干→钝化→烘干→初涂→初涂烘干→面漆精涂→面漆烘干→风冷降温→收卷活套→收卷机。

6.  一种耐低温彩钢压型板，其特征在于，所述耐低温彩钢压型板由权利要求1-5所述的制造方法制备。

7.  根据权利要求6所述的耐低温彩钢压型板，其特征在于，所述耐低温彩钢压型板包括包边条及相对设置的第一压型板和第二压型板，所述第一压型板和所述第二压型板之间设置有夹芯层。

8.  根据权利要求7所述的耐低温彩钢压型板，其特征在于，所述夹芯层用隔热材料制成。

一种彩钢压型板及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种彩钢板，特别是涉及一种彩钢压型板及其制备方法。
背景技术
彩钢压型板，现已被广泛推广应用。薄钢板经冷压或冷轧成型的钢材。钢板采用有机涂层薄钢板(或称彩色钢板)、镀锌薄钢板、防腐薄钢板(含石棉沥青层)或其他薄钢板等。压型板具有单位重量轻、强度高、抗震性能好、施工快速、外形美观等优点，是良好的建筑材料和构件，主要用于围护结构、楼板，也可用于其他构筑物。根据不同使用功能要求，压型板可压成波形、双曲波形、肋形、V形、加筋型等。
压型板因原板很薄，防腐涂料的质量直接影响使用寿命，为了适应加工和防锈要求，涂层钢板需按有关规定进行各项检验。一般情况下薄钢板也可根据使用要求，经压型后再涂防锈油漆，或采用不锈钢薄板原板。压型板用作工业厂房屋面板、墙板时，在一般无保温要求的情况下，每平方米用钢量约5～11公斤。有保温要求时，可用矿棉板、玻璃棉、泡沫塑料等作绝热材料。压型板与混凝土结合做成组合楼板，可省去木模板并可作为承重结构。同时为加强压型板与混凝土的结合力，宜在钢板上预焊栓钉或压制双向加劲肋。而在严寒地区或南北极地区，风雪较大，彩钢压型板作为房屋面板时存在被风雪反复吹打撞击的现象，目前的彩钢压型板都是采用一般的钢材，如镀铝锌板、铝镁锰合金板、钛合金板等，其韧性－脆性转变温度通常在-10～-20℃之间，这些彩钢压型板适合应用于气温温和的地区，但在气温较低的严寒地区应用时极易发生脆性断裂等问题，严重影响结构设计的安全性。因此为保证在严寒地区甚至南北极地区的施工安全，要求彩钢压型板具有优良的耐低温性能。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种彩钢压型板及其制备方法，用于解决严寒地区常规彩钢压型板不适用的缺陷。
为了实现上述目的，本发明涉及的一种耐低温彩钢压型板的其制备方法包括：轧制耐低温钢带和通过辊涂彩钢板生产线生产耐低温彩钢压型板；
所述轧制耐低温钢带包括：
冶炼钢水，所述钢水包含0.15～0.2％的C、0.26～0.51％的Si、0.8～1.8％的Mn、0.01～0.02％的P、0.01～0.02％的S、0.01～0.14％的Nb、0.0005～0.002％的B、0.01～0.04％的Al、0.035～0.065％的V、0.001～0.006％的Ca，其余为Fe及不可避免的杂质；
所述钢水采用VD或RH进行真空脱硫处理，控制钢水的全氧含量；
将所述钢水连铸成厚度为280～300的板坯，连铸过程中出钢温度为1560～1580℃且始终进行电磁搅拌，拉坯速度是0.46～0.47m/min；
将所述连铸的板坯加热至1150～1200℃；
利用中厚板轧机对所述连铸的板坯在其奥氏体再结晶区进行控制轧制,然后冷却，轧制过程包括粗轧和精轧，粗轧包括不超过6道次的多道次轧制，粗轧中的压下率不低于10％，精轧包括不超过6道次的多道次轧制，精轧中的压下率不低于16％，轧制温度控制在1100～1120℃；
利用中厚板轧机对所述连铸的板坯在其奥氏体未再结晶区进行控制轧制，然后冷却，轧制过程包括粗轧和精轧，粗轧包括不超过5道次的多道次轧制，粗轧中的压下率不低于10％，精轧包括不超过4道次的多道次轧制，精轧中的压下率不低于16％，轧制温度控制在840～850℃；
将所述板坯轧制为钢带。
优选地，所述钢带中的铁素体晶粒度不低于8级。
优选地，所述钢带中O的重量百分比≤0.005％。
优选地，所述钢带中N的重量百分比≤0.004％。
优选地，所述辊涂彩钢板生产线的工艺流程包括：开卷机→缝合机→压辊涨力机-→开卷活套碱洗脱脂→清洗→烘干→钝化→烘干→初涂→初涂烘干→面漆精涂→面漆烘干→风冷降温→收卷活套→收卷机。
本发明还涉及了一种耐低温彩钢压型板，所述耐低温彩钢压型板由权利要求1-6所述的制造方法制备得到。
优选地，所述耐低温彩钢压型板包括包边条及相对设置的第一压型板和第二压型板，所述第一压型板和所述第二压型板之间设置有夹芯层。
优选地，所述夹芯层用隔热材料制成。
本发明提供的耐低温彩钢压型板晶粒度级别达到8级及以上，其屈服强度等力学性能优良，其韧性－脆性转变温度能够达到-80℃，具有优良的耐低温性能，完全满足了耐低温彩钢压型板在严寒地区使用的施工安全性能的要求。本发明提供的耐低温彩钢压型板采用隔热材料的夹芯层能够进一步提高其耐低温性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种耐低温彩钢压型板的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种耐低温彩钢压型板如图1所示，所述耐低温彩钢压型板的制备方法包括一下步骤：轧制耐低温钢带和通过辊涂彩钢板生产线生产耐低温彩钢压型板；
所述轧制耐低温钢带包括：
冶炼钢水，所述钢水包含0.15～0.2％的C、0.26～0.51％的Si、0.8～1.8％的Mn、0.01～0.02％的P、0.01～0.02％的S、0.01～0.14％的Nb、0.0005～0.002％的B、0.01～0.04％的Al、0.035～0.065％的V、0.001～0.006％的Ca，其余为Fe及不可避免的杂质；
所述钢水采用VD或RH进行真空脱硫处理，控制钢水的全氧含量；VD为真空脱气，主要用于钢水脱氢和脱氮；RH为真空循环脱气，主要用于钢水脱氢，通常配有氧枪，用于脱碳和升温。
将所述钢水连铸成厚度为280～300的板坯，连铸过程中出钢温度为1560～1580℃且始终进行电磁搅拌，拉坯速度是0.46～0.47m/min；
将所述连铸的板坯加热至1150～1200℃；
利用中厚板轧机对所述连铸的板坯在其奥氏体再结晶区进行控制轧制,然后冷却，轧制过程包括粗轧和精轧，粗轧包括不超过6道次的多道次轧制，粗轧中的压下率不低于10％，精轧包括不超过6道次的多道次轧制，精轧中的压下率不低于16％，轧制温度控制在1100～1120℃；
利用中厚板轧机对所述连铸的板坯在其奥氏体未再结晶区进行控制轧制，然后冷却，轧制过程包括粗轧和精轧，粗轧包括不超过5道次的多道次轧制，粗轧中的压下率不低于10％，精轧包括不超过4道次的多道次轧制，精轧中的压下率不低于16％，轧制温度控制在840～850℃；
将所述板坯轧制为钢带。
优选地，所述钢带中的铁素体晶粒度不低于8级。
优选地，所述钢带中O的重量百分比≤0.005％。
优选地，所述钢带中N的重量百分比≤0.004％。
在上述实施方式中，本发明中轧制的耐低温钢带中各合金元素的作用和机理如下：
C：C是传统的强化元素，是形成珠光体的主要物质，具有成本低，调控敏感性好的优点，随着C含量的增加钢的强度、硬度增加，而钢的塑性和韧性下降，尤其是钢的冲击韧性明显下降。所以C含量不宜太高，而碳是提高强度最有效的元素，C含量不宜过低。因此，将C含量控制在0.15～0.20％范围内。
Si：Si在钢中不形成碳化物，是以固溶体的形态存在于铁素体或奥氏体中，显著提高钢的弹性极限、屈服强度和屈强比，严重损害钢的低温韧性，故Si含量不宜过高，其控制在0.26～0.51％范围内。
Mn：Mn主要固溶于铁素体中以提高材料的强度，又是良好的脱氧剂和脱硫剂，含有一定量的锰可以消除或减弱钢因硫引起的脆性，从而改善钢的加工性能。但当锰含量较高时，有使钢晶粒粗化的倾向，冶炼浇铸和轧后冷却不当时，容易使钢产生白点，因此Mn含量不易太高。多年的科研及生产实践表明，在微合金结构钢中锰含量多少和强度成正比关系，其冲击韧性下降率较少，还不影响其脆性转变温度，为了弥补碳含量过低造成的强度损失，其含量不宜过低，故Mn含量控制在0.8～1.8％范围内。
P：P是强烈的裂纹敏感性元素，因而应尽可能的低。P能够提高低温脆性转变温度，使钢的低温冲击性能大幅下降，因此一般要求P的含量控制在0.01～0.02％。
S：S是强烈的裂纹敏感性元素，因而应尽可能的低。S含量过高，会形成大量的MnS，MnS在钢液凝固时易在晶界析出，在热轧时被轧成带状夹杂，降低了钢材的延展性及韧性，因此S含量越低越好，S含量控制在0.01～0.02％。
Nb：Nb是钢中重要的微合金化元素，其提高强度的机理是细晶强化和沉淀强化，细化晶粒，提高强度但不降低钢的低温冲击韧性，通过析出物的钉扎作用，抑制奥氏体在轧制过程中的晶粒长大。但Nb降低钢的高温热塑性，从而增加了含Nb钢铸坯的热裂倾向，因此含量不宜过高，其含量为0.01～0.14％。
B：钢中加入极少量的硼能够显著影响材料的性能，微量硼对材料的韧性存在有利作用，抑制磷、硫偏析和沿晶断裂，沿晶偏析的硼能降低磷、硫在晶界的偏析及引起的沿晶断裂，显著提高低温韧性，这是由于硼抑制了磷、硫对晶界的弱化和硼自身能提高晶界结合力的结果。硼可改善夹杂物的形态和分布，加硼处理后，由于硼是表面活性元素，吸附在硫化物、氧化物表面，阻止夹杂物进一步长大，使夹杂物变得细小、圆整，均匀分布于晶界，强化了晶界，减小了局部应力集中，抑制了裂纹萌生，降低了裂纹扩展速率，使材料的韧性提高。当硼加入Nb钢中，增加了对奥氏体再结晶的阻力，这主要来自于应变诱导的硼偏聚。由于硼可以减少Nb的晶界扩散系数，所以硼加入Nb钢后增加了Nb对晶界的拖拽作用。硼和Nb的微合金复合对再结晶的阻碍也来源与Nb,B复合物的形成，这样的复合物存在于新晶界上，增加了Nb原子的溶质拖拽作用力，减小了界面的迁移速度和再结晶驱动力，这将有利于进一步细化晶粒。加硼还有利于减少连铸坯的化学成分不均匀性、细化柱状晶体，最终形成最佳的组织，同时减轻时效硬化作用。为了尽量较少加入的硼对轧制工艺的影响，本发明将硼含量控制在0.0005～0.002％。
Al:Al是用作炼钢时的脱氧定氮剂，Al与钢中的N形成细小难熔AlN质点，这些细小弥散分布的难熔化合物起阻抑作用，进而细化铁素体晶粒，铁素体晶粒细小有利于提高钢的耐低温性能，故控制铁素体晶粒度应不低于8级，Al的含量过低，细化铁素体晶粒作用不明显，Al的含量过高，会使钢液的流动性降低，形成的大量A1₂0₃会在水口处结瘤，从而堵塞水口。因此将Al含量控制在0.01～0.04％范围内。
V：V是钢的优良脱氧剂。钢中加0.5％的V可细化组织晶粒，提高强度和韧性。V与碳形成的碳化物，在高温高压下可提高抗氢腐蚀能力。本发明将V含量控制在0.035～0.065％范围内。
Ca：Ca可以净化钢液，提高钢的纯净度，使钢中的MnS球化，发挥材料的潜能，其含量过高时，易形成粗大的非金属夹杂物。故本发明将Ca含量控制在0.001～0.006％范围内。
在上述实施方式中轧制的钢带晶粒度级别达到8级及以上，其屈服强度等力学性能优良，具有优良的耐低温性能。
在一个优选的实施方式中，所述辊涂彩钢板生产线的工艺流程包括：开卷机→缝合机→压辊涨力机→开卷活套碱洗脱脂→清洗→烘干→钝化→烘干→初涂→初涂烘干→面漆精涂→面漆烘干→风冷降温→收卷活套→收卷机。所述辊涂彩钢板生产线的工艺流程为现有技术中制备彩钢压型板的常用的工艺方法。
本发明还提供了使用上述实施方式制备的一种耐低温彩钢压型板。
优选地，所述耐低温彩钢压型板包括包边条1及相对设置的第一压型板2和第二压型板3，所述第一压型板2和所述第二压型板3之间设置有夹芯层4。包边条1、第一压型板2和第二压型板3是采用上述实施方式中制备的耐低温钢带制成的。第一压型板2和第二压型板3的边沿采用包边条1密封封边。
优选地，所述夹芯层4用隔热材料制成。隔热材料可以是岩棉、玻璃纤维棉、聚苯乙烯、聚氨酯等。
在上述实施方式中耐低温彩钢压型板采用隔热材料的夹芯层能够进一步提高其耐低温性能。
北方冬季天气寒冷，而钢铁的低温下的性质很大变化，脆性增加，因此会发生突然地脆性断裂，这对实际的工程应用带来很大的麻烦。从钢材力学性能随温度的变化趋势可以看出，对于防止脆性断裂的设计，最危险的温度范围是在韧脆转变温度区间。在这个区间里，随着温度的变化，钢材的一些韧性指标会发生急剧的变化。本发明提供的耐低温彩钢压型板晶粒度级别达到8级及以上，其屈服强度等力学性能优良，其韧性－脆性转变温度能够达到-80℃，比目前通常使用的碳素钢降低了60-70℃。本发明提供的耐低温彩钢压型板具有优良的耐低温性能，采用隔热材料的夹芯层结构进一步提高其耐低温性能，完全满足了耐低温彩钢压型板在严寒地区使用的施工安全性能的要求。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。