本发明属于轧钢技术领域，更具体地说，是涉及一种碳素钢45mn热轧酸洗板及其生产方法。
背景技术：
热轧酸洗板是介于冷轧和热轧的产品，指热轧卷板通过酸洗机组的处理，去除热轧卷板表面的氧化铁皮，对钢卷表面进行涂油防锈处理，以其高表面质量控制和高尺寸精度的控制，来替代部分冷轧板，满足用户的使用要求。
一般条件下酸洗板主要生产低碳钢为主，通过酸洗去除表面氧化铁皮。在优质碳素钢生产过程中，由于碳含量较高，在热轧过程中氧化铁皮的组成、结构特征及厚度影响到优质碳素钢热轧钢卷的表面酸洗质量。在热轧卷板酸洗后表现为表面色泽发暗，严重的会造成酸洗板氧化铁皮洗不净。热轧板表面氧化铁皮酸洗时，酸洗的难易程度主要取决于fe3o4的含量和结构。带钢边部冷却速度较快，生成的feo发生共析反应，即4feo＝fe3o4 fe，促进了fe3o4的生长，使得带钢边部氧化铁皮致密度较高，且与钢板基体结合紧密，不利于酸洗。在中高碳钢45mn热轧钢卷酸洗的过程中，因表面质量问题严重影响到酸洗板产品的成材率。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种碳素钢45mn热轧酸洗板及其生产方法，旨在解决目前含钒优质碳素钢酸洗板表面氧化铁皮多、质量差、成品合格率低的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种碳素钢45mn热轧酸洗板，所述碳素钢45mn热轧酸洗板的成分包括：c：0.49％～0.54％、si：0.17％～0.23％、mn：0.60％～0.75％、p≤0.020％、s≤0.015％、als:0.02％～0.06％、v:0.02％～0.05％，其余为铁和不可避免的杂质。
本发明的另一目的是提供一种碳素钢45mn热轧酸洗板的生产方法，包括以下步骤：
制备板坯：制备具有以上所述的碳素钢45mn热轧酸洗板成分组成的碳素钢45mn热轧酸洗板板坯；
板坯加热：将所述板坯置于加热炉中加热，加热温度为1220～1280℃，加热时间为120～200分钟；
高压水除鳞：将所述板坯从加热炉中出炉后进行高压水除磷；
轧制及冷却：将所述板坯进行轧制和冷却；
卷取：将冷却后的所述板坯进行卷取。
作为本申请另一实施例，所述板坯的厚度为3～16mm。
作为本申请另一实施例，在所述板坯加热工序中，当所述板坯的厚度为3～6㎜时，加热时间为120～150分钟，加热温度为1200～1250℃；当所述板坯的厚度为6～12㎜时，加热时间为130～160分钟，加热温度为1230～1260℃；当所述板坯的厚度为12～16㎜时，加热时间为150～200分钟，加热温度为1240～1280℃。
作为本申请另一实施例，所述卷取温度为690～760℃。
作为本申请另一实施例，其特征在于，所述轧制包括：将经过高压水除磷的板坯依次经过粗轧机轧制和精轧机轧制。
作为本申请另一实施例，所述粗轧机的出口温度为1020～1080℃。
作为本申请另一实施例，所述精轧机的出口温度为860～910℃。
作为本申请另一实施例，所述板坯在所述粗轧机经过五道轧制。
作为本申请另一实施例，所述板坯在所述精轧机经过七道轧制。
本发明提供的一种碳素钢45mn热轧酸洗板及其生产方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种碳素钢45mn热轧酸洗板在钢中加入钒提升强度，加入酸溶铝细化钢材晶粒，降低钢中的硅含量，减少sio2粘性氧化物的生成，通过对温度和时间的控制减少氧化铁皮的产生，碳素钢45mn热轧酸洗板经酸洗后表面质量良好，表面不出现质量缺陷，满足酸洗板的生产要求。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
现对本发明提供的一种碳素钢45mn热轧酸洗板进行说明。一种碳素钢45mn热轧酸洗板，重量百分比计，碳素钢45mn热轧酸洗板的成分包括：c：0.49％～0.54％、si：0.17％～0.23％、mn：0.60％～0.75％、p≤0.020％、s≤0.015％、als:0.02％～0.06％、v:0.02％～0.05％，其余为铁和不可避免的杂质。
本实施例的成分配比适合碳素钢45mn热轧酸洗板的生产，在碳素钢45mn热轧酸洗板的生产过程中，因加热会使钢带表面形成氧化铁皮，fe3o4的生长使得带钢边部氧化铁皮致密，在酸洗的过程中氧化铁皮不易除去，影响到酸洗板的表面质量。传统碳素钢45mn热轧酸洗板生产过程中，主要是通过碳、硅、锰进行强化来保证产品的性能，由于成分中硅、锰含量较高，氧化后产生的粘性的氧化物附着在钢卷表面，造成在轧制的过程中氧化铁皮难以除净，酸洗后表现的更为明显。本实施例中在成分设计上尽量降低钢中的硅含量，减少sio2粘性氧化物的生成，避免优质碳素钢强度的降低，但硅含量的降低会使钢的强度降低，因此选择在钢中加入特定含量的钒合金来提升强度，减少加热过程中氧化铁皮的产生，经酸洗后，表面不会出现质量缺陷，满足酸洗板的生产要求。
钒是一种很强的稳定剂，能改善合金的结晶结构，提高高温稳定性、耐热性等；碳素钢45mn热轧酸洗板中添加了钒，具备细化晶粒和沉淀强化的作用，使抗拉强度明显提高；本发明通过协调碳素钢45mn热轧酸洗板中的硅和钒含量，使酸洗板在具有理想的强度和韧性的同时，减少了板坯表面氧化铁皮的产生，酸洗后具有良好的表面质量。本发明曾尝试用其他元素来补偿硅含量降低带来的强度下降，但酸洗板的屈服强度均在300mpa以下，抗拉强度在600mpa以下，不能达到本发明技术方案的效果。
另外，在炼钢生产中，铝是强脱氧元素，与氧、氮有很大的亲和力，使用铝或含铝的复合脱氧剂脱氧，不仅可以有效降低钢中的氧，还可细化钢的晶粒、改善韧性，加入钢中的铝部分形成al2o3或含有al2o3的各种夹杂物，部分则溶入固态铁中，随加热和冷却条件的不同或在固态下形成弥散的氮化铝，或者继续保留在固溶体中，通常将固溶体中的铝称作酸溶铝(als)，因此，钢中的als含量对夹杂有显著的影响，控制als的含量，能有效降低钢中非金属夹杂物总量，提高钢的纯净度及其他性能。
本发明的另一目的是提供一种碳素钢45mn热轧酸洗板的生产方法，包括以下步骤：
制备板坯：制备具有以上任一项碳素钢45mn热轧酸洗板成分组成的碳素钢45mn热轧酸洗板板坯；
板坯加热：将板坯置于加热炉中加热，加热温度为1220～1280℃，加热时间为120～200分钟；
高压水除鳞：将板坯从加热炉中出炉后进行高压水除磷；
轧制及冷却：将板坯进行轧制和冷却；
卷取：将冷却后的板坯进行卷取。
本发明提供的一种碳素钢45mn热轧酸洗板的生产方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种碳素钢45mn热轧酸洗板的生产方法通过对温度和时间的控制进一步减少sio2粘性氧化物的生成，减少加热过程中氧化铁皮的产生，使碳素钢45mn热轧酸洗板经酸洗后表面质量良好，表面不出现质量缺陷，满足酸洗板的生产要求。
作为本发明提供的一种热轧碳素钢45mn酸洗板的生产方法一种具体实施方式，板坯的厚度为3～16mm。
作为本发明提供的一种热轧碳素钢45mn酸洗板的生产方法的一种具体实施方式，为了保证碳素钢45mn热轧酸洗板的质量，在板坯加热工序中，不同产品厚度的加热时间和温度均不相同，当板坯的厚度为3～6㎜时，加热时间为120～150分钟，加热温度为1200～1250℃；当板坯的度为6～12㎜时，加热时间为130～160分钟，加热温度为1230～1260℃；当板坯的厚度为12～16㎜时，加热时间为150～200分钟，加热温度为1240～1280℃。
作为本发明提供的一种热轧碳素钢45mn酸洗板的生产方法的一种具体实施方式，卷取温度为690～760℃。
作为本发明提供的一种热轧碳素钢45mn酸洗板的生产方法的一种具体实施方式，轧制包括：将经过高压水除磷的板坯依次经过粗轧机轧制和精轧机轧制。
本实施例中，将经过高压水除磷的板坯依次经过粗轧、热卷箱和精轧以获得热轧板。
作为本发明提供的一种热轧碳素钢45mn酸洗板的生产方法的一种具体实施方式，粗轧机的出口温度为1020～1080℃；精轧机的出口温度为860～910℃；板坯在粗轧机经过五道轧制，在精轧机经过七道轧制。
为了更具体的说明本发明的技术方案，现通过以下实施例来进行详细的说明。
实施例1
一种热轧碳素钢45mn酸洗板按照重量百分比计，其成分包括：c：0.49％、si：0.17％、mn：0.60％、p：0.013％、s：0.008％、v:0.01％，als:0.02％，其余为铁和不可避免的杂质；制备具有以上成分组成并经过150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、lf精炼、板坯连铸生产的合格板坯；将板坯置于加热炉中加热，加热时间为120分钟，加热时间为1240℃，再将板坯从加热炉中出炉后进行高压水除磷，经过粗轧机粗轧5道后出口温度为1040℃，通过热卷箱，再经过精轧机精轧7道后出口温度为870℃，经过分散冷却，卷取温度为700℃，得到厚度为3.0mm、宽度为1250mm，屈服强度为340mpa，抗拉强度为620mpa，延伸率为20％的合格热轧优质碳素钢酸洗板，经酸洗后表面未发现缺陷，表面质量满足酸洗板的要求。
实施例2
一种热轧碳素钢45mn酸洗板按照重量百分比计，其成分包括：c：0.50％、si：0.18％、mn：0.62％、p：0.015％、s：0.010％、v:0.01％，als:0.03％，其余为铁和不可避免的杂质；制备具有以上成分组成并经过150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、lf精炼、板坯连铸生产的合格板坯；将板坯置于加热炉中加热，加热时间为130分钟，加热时间为1250℃，再将板坯从加热炉中出炉后进行高压水除磷，经过粗轧机粗轧5道后出口温度为1050℃，通过热卷箱，再经过精轧机精轧7道后出口温度为880℃，经过分散冷却，卷取温度为710℃，得到厚度为6.0mm、宽度为1250mm，屈服强度为350mpa，抗拉强度为630mpa，延伸率为23％的合格热轧优质碳素钢酸洗板，经酸洗后表面未发现缺陷，表面质量满足酸洗板的要求。
实施例3
一种热轧碳素钢45mn酸洗板按照重量百分比计，其成分包括：c：0.51％、si：0.20％、mn：0.65％、p：0.017％、s：0.012％、v:0.02％，als:0.04％，其余为铁和不可避免的杂质；制备具有以上成分组成并经过150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、lf精炼、板坯连铸生产的合格板坯；将板坯置于加热炉中加热，加热时间为150分钟，加热时间为1260℃，再将板坯从加热炉中出炉后进行高压水除磷，经过粗轧机粗轧5道后出口温度为1060℃，通过热卷箱，再经过精轧机精轧7道后出口温度为890℃，经过分散冷却，卷取温度为720℃，得到厚度为9.0mm、宽度为1250mm，屈服强度为360mpa，抗拉强度为660mpa，延伸率为24％的合格热轧优质碳素钢酸洗板，经酸洗后表面未发现缺陷，表面质量满足酸洗板的要求。
实施例4
一种热轧碳素钢45mn酸洗板按照重量百分比计，其成分包括：c：0.53％、si：0.22％、mn：0.70％、p：0.019％、s：0.013％、v:0.02％，als:0.05％，其余为铁和不可避免的杂质；制备具有以上成分组成并经过150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、lf精炼、板坯连铸生产的合格板坯；将板坯置于加热炉中加热，加热时间为160分钟，加热时间为1245℃，再将板坯从加热炉中出炉后进行高压水除磷，经过粗轧机粗轧5道后出口温度为1070℃，通过热卷箱，再经过精轧机精轧7道后出口温度为900℃，经过分散冷却，卷取温度为740℃，得到厚度为12.0mm、宽度为1250mm，屈服强度为360mpa，抗拉强度为640mpa，延伸率为23％的合格热轧优质碳素钢酸洗板，经酸洗后表面未发现缺陷，表面质量满足酸洗板的要求。
实施例5
一种热轧碳素钢45mn酸洗板按照重量百分比计，其成分包括：c：0.54％、si：0.23％、mn：0.75％、p：0.020％、s：0.015％、v:0.02％，als:0.06％，其余为铁和不可避免的杂质；制备具有以上成分组成并经过150吨转炉提钒、150吨转炉冶炼、lf精炼、板坯连铸生产的合格板坯；将板坯置于加热炉中加热，加热时间为170分钟，加热时间为1255℃，再将板坯从加热炉中出炉后进行高压水除磷，经过粗轧机粗轧5道后出口温度为1090℃，通过热卷箱，再经过精轧机精轧7道后出口温度为910℃，经过分散冷却，卷取温度为750℃，得到厚度为16.0mm、宽度为1250mm，屈服强度为370mpa，抗拉强度为670mpa，延伸率为25％的合格热轧优质碳素钢酸洗板，经酸洗后表面未发现缺陷，表面质量满足酸洗板的要求。
在这里需要说明的是，以上五个实施例在热轧碳素钢45mn酸洗板的生产过程中，分别将钢水连铸以得到五个板坯，五个板坯均包括c、si、mn、p、s、als、v以及铁和不可避免的杂质，五个实施例的质量百分比如表1所示，五个实施例制得的板坯加热时间及加热温度如表2所示，五个实施例制得的碳素钢45mn热轧酸洗板成品的性能如表3所示：
表1
表2
表3
从表1、表2和表3中可以看出，使用本发明的碳素钢45mn热轧酸洗板的生产方法制造的热轧碳素钢45mn酸洗板具有较高的屈服强度、抗拉强度和延伸率；在钢中添加适量的铝和钒，铝可和氮结合形成氮化铝以使热加工过程中晶粒细化，可有效降低钢中非金属夹杂物总量，提高钢的纯净度及其他性能；通过实施例可以看出，在不同厚度的热轧碳素钢45mn酸洗板加入不同含量的铝和钒，可使不同厚度的碳素钢45mn热轧酸洗板获得不同的性能；为提高钢的强度，v的含量需≤0.05％；为保证钢的充分脱氧，使制得的板坯不出现气泡及内部缺陷，als的含量需≤0.06％，通过对实施例1～5的对比可以看出，当v元素的重量百分比为0.04％时，对9㎜厚度的碳素钢45mn热轧酸洗板的性能提高最佳。
总之，本发明的碳素钢45mn热轧酸洗板的生产方法适用于热轧碳素钢45mn酸洗板的生产，本发明在成分设计上尽量降低钢中的碳、硅、锰的含量，减少sio2粘性氧化物的生成，避免工具钢强度的降低，在钢中加入铝和钒合金来提升强度；将加热时间控制在120～200分钟，加热温度控制在1220～1280℃范围之内，钢卷厚度为3～16mm，屈服强度≥300mpa，抗拉强度≥600mpa，延伸率≥18％；减少加热过程中氧化铁皮的产生，经酸洗后，表面不会出现质量缺陷和表面麻坑现象，满足酸洗板的生产要求。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
1.一种碳素钢45mn热轧酸洗板，其特征在于，按照重量百分比计，所述碳素钢45mn热轧酸洗板的成分包括：c：0.49％～0.54％、si：0.17％～0.23％、mn：0.60％～0.75％、p≤0.020％、s≤0.015％、als:0.02％～0.06％、v:0.02％～0.05％，其余为铁和不可避免的杂质。
2.一种碳素钢45mn热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
制备板坯：制备具有权利要求1所述的碳素钢45mn热轧酸洗板成分组成的碳素钢45mn热轧酸洗板板坯；
板坯加热：将所述板坯置于加热炉中加热，加热温度为1220～1280℃，加热时间为120～200分钟；
高压水除鳞：将所述板坯从加热炉中出炉后进行高压水除磷；
轧制及冷却：将所述板坯进行轧制和冷却；
卷取：将冷却后的所述板坯进行卷取。
3.如权利要求2所述的一种碳素钢45mn热轧酸洗板，其特征在于，所述板坯的厚度为3～16mm。
4.如权利要求3所述的一种碳素钢45mn热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，在所述板坯加热工序中，当所述板坯的厚度为3～6㎜时，加热时间为120～150分钟，加热温度为1200～1250℃；当所述板坯的厚度为6～12㎜时，加热时间为130～160分钟，加热温度为1230～1260℃；当所述板坯的厚度为12～16㎜时，加热时间为150～200分钟，加热温度为1240～1280℃。
5.如权利要求4所述的一种碳素钢45mn热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，所述卷取温度为690～760℃。
6.如权利要求2～5任一项所述的一种碳素钢45mn热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，所述轧制包括：将经过高压水除磷的板坯依次经过粗轧机轧制和精轧机轧制。
7.如权利要求6所述的一种碳素钢45mn热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，所述粗轧机的出口温度为1020～1080℃。
8.如权利要求7所述的一种碳素钢45mn热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，所述精轧机的出口温度为860～910℃。
9.如权利要求8所述的一种碳素钢45mn热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，所述板坯在所述粗轧机经过五道轧制。
10.如权利要求9所述的一种碳素钢45mn热轧酸洗板的生产方法，其特征在于，所述板坯在所述精轧机经过七道轧制。
技术总结