專題講座資料（2021-2022年）關(guān)于薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)問題的探討.

1、關(guān)于薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)問題的探討康永林 傅 杰(北京科技大學(xué) , 北京 100083摘 要 分析了國內(nèi)外薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 , 探討了轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄連軋生產(chǎn) HSLC 鋼的 優(yōu)勢 , 薄板坯連鑄連軋 HSLA 鋼微合金元素的控制 , 薄規(guī)格及超薄規(guī)格熱帶產(chǎn)品開發(fā) , 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)冷軋 用鋼板的技術(shù)分析 , 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)高性能 、 高附加值產(chǎn)品的技術(shù)探討以及薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)的關(guān) 鍵工藝技術(shù)等 。關(guān)鍵詞 薄板坯連鑄連軋 產(chǎn)品 開發(fā) 低碳高強(qiáng)鋼 微合金高強(qiáng)鋼APPR OACH ON PR OD UCTS DEVE LOPMENT OF THIN SLAB CA

2、STING AN D R OLL INGKAN G Y (and , Beijing 100083ABSTRACT In , according to the analysis on products development status and trend ofthin slab casting and rolling (TSCR at home and abroad , approached the advantage of HSLC steel produced by rotatory furnace 2TSCR , the micro 2alloy elements controlli

3、ng of HSLA steel , the devel 2opment of thin strip production , the technical analysis on hot rolling sheets for cold rolling sheets , the analysis on high property and high additional value products by TSCR , and the key process and technology on products development of TSCR , etc. .KE Y WOR DS thi

4、n slab casting rolling , products , development , high 2strength 2low 2carbon , high 2strength 2low 2alloy 從 1999年底到 2004年初 , 我國已有珠鋼 、 邯鋼 、鞍鋼 、 包鋼 、 唐鋼 、 馬鋼 、 漣鋼等七條薄板坯連鑄連軋 線相繼投產(chǎn) , 產(chǎn)能達(dá)到 1500萬 t/a 。 5年內(nèi) , 我國的 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線將在 10條以上 , 產(chǎn)能將突破 2500萬 t/a , 預(yù)計將來可能超過 3500萬 t/a 。隨著 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的試產(chǎn) 、 達(dá)產(chǎn)和工藝的穩(wěn)定 , 首要的問

5、題是如何結(jié)合這一新的流程工藝特點(diǎn) 、 發(fā)揮 其裝備與技術(shù)優(yōu)勢 、 進(jìn)行工藝技術(shù)的進(jìn)一步研究和產(chǎn) 品開發(fā) , 以滿足市場需求并獲得更高的經(jīng)濟(jì)和社會效 益 。本文就關(guān)于薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)問題進(jìn)行 初步探討 。 主要內(nèi)容包括 :國內(nèi)外薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 , 轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄連軋生產(chǎn) HSLC 鋼的優(yōu)勢 , 薄板坯連鑄連軋 HSLA 鋼微合金元 素的控制 , 薄規(guī)格及超薄規(guī)格熱帶產(chǎn)品開發(fā) , 薄板坯 連鑄連軋生產(chǎn)冷軋用鋼板的技術(shù)分析 , 薄板坯連鑄連 軋生產(chǎn)高性能 、 高附加值產(chǎn)品的技術(shù)探討以及薄板坯 連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵工藝技術(shù)等 1,2。1 國內(nèi)外薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)現(xiàn)狀及

6、發(fā)展趨勢111 國外薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)薄板坯連鑄連軋工藝起初生產(chǎn)的是普通中等強(qiáng) 度的低碳熱帶鋼 , 在過去的 10年里 , 其產(chǎn)品范圍不斷2004年 6月 中國冶金 第 6期 (總第 79期 擴(kuò)展 , 現(xiàn)在已經(jīng)能夠生產(chǎn)或在試生產(chǎn)的主要產(chǎn)品有 :低碳鋼 , 結(jié)構(gòu)鋼和 HSLA 鋼 (改進(jìn)成形性的 HSLA , 適 用于焊接的細(xì)晶粒結(jié)構(gòu)鋼 , 耐候鋼 , 特種含磷低合金 鋼 ; 管線鋼 (St E48017, X70 ; 可熱處理鋼 (碳鋼 , 碳 鉻鋼 , 碳錳鋼 , 碳錳硼鋼 , 碳鉻鉬鋼 , 碳鉻鉬釩鋼 ; 彈 簧鋼 (非合金彈簧鋼 , 合金彈簧鋼 ; 工具鋼 (碳素工具 鋼 , 合金工

7、具鋼 ; 耐磨鋼 (90Mn4 ; 電工鋼 (無取向硅 鋼 、 取向硅鋼 ; 不銹鋼 (鐵素體類 , 奧氏體類 等 3。 例如 , 德國蒂森鋼鐵公司的 CSP 主要產(chǎn)品有 , 低 碳鋼 (0102%01075%C , SAE1006 , 結(jié) 構(gòu) 鋼 (S235、 S275、 S355 , 含微量合金元素鈮 、 釩的細(xì)晶結(jié) 構(gòu)鋼 (S420MC 和 S340MC , 高強(qiáng)度低合金 (HSLA 鋼 , 可熱處理鋼 (28Mn6、 27MnB5、 SAE1050 , 雙相 鋼 , 無取向硅鋼 ,IF 鋼等 。 美國紐柯公司的 CSP 線最 近在開發(fā)生產(chǎn)含 Nb 系列的高強(qiáng)度低合金鋼產(chǎn)品 (HSHA

8、-Nb ,HSHA -Nb -Mo , HSHA -Nb -Mo -Ni , 板材的屈服強(qiáng)度從 430MPa 到 530MPa , 抗拉 強(qiáng)度從 510MPa 到 650MPa 。此外 ,發(fā)了一種卡車車架用鋼 ,MPa , (J ( 哥的希爾沙 CSP材 、 汽車板材 、 、 電工鋼和制管等的市場需 求 4。 意大利 AST 廠為第一家生產(chǎn)不銹鋼的 CSP 廠 , 其每年大約生產(chǎn) 100萬 t 鐵素體和奧氏體類不銹 鋼以及硅鋼 5。經(jīng)過改進(jìn)的第二代 CSP 生產(chǎn)線的產(chǎn)品大綱和質(zhì) 量都有了進(jìn)一步的提高 , 生產(chǎn)的鋼種不斷增加 , 其中 包括用于汽車的面板 、 內(nèi)板的超深沖鋼板 、 雙相鋼和 三相

9、鋼板等 。 總之 , 新一代薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的 產(chǎn)品開發(fā)在向著傳統(tǒng)厚板坯連鑄連軋的所有品種發(fā) 展 。112 國內(nèi)薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)下面僅就我國較早投產(chǎn)的三條薄板坯連鑄連軋 生產(chǎn)線 , 即珠鋼電爐 CSP 線 、 包鋼轉(zhuǎn)爐 CSP 線和鞍鋼 轉(zhuǎn)爐中薄坯 ASP 線的產(chǎn)品開發(fā)情況進(jìn)行簡要介紹 。 (1 珠鋼電爐 CSP 的產(chǎn)品開發(fā)珠鋼近幾年通過產(chǎn)學(xué)研合作在產(chǎn)品開發(fā)方面進(jìn) 展較快 , 充分利用電爐鋼原料優(yōu)勢和 CSP 工藝技術(shù) 優(yōu)勢先后開發(fā)了集裝箱板 、 氣瓶板 、 低碳高強(qiáng)度熱軋 板 (包括汽車用大梁板 , 超薄規(guī)格鋼板 、 管線鋼等 , 并 逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品品種規(guī)格的系列化 。其中集裝箱板在

10、 2003年已達(dá)到年產(chǎn) 50多萬 t 。例如 , 珠鋼生產(chǎn)的低碳高強(qiáng)度汽車板 Z J 510L 的 屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度均較高 , 屈服強(qiáng)度在 402455 MPa , 平均屈服強(qiáng)度為 435MPa , 抗拉強(qiáng)度均在 555 605MPa 之間 , 平均抗拉強(qiáng)度 573MPa 。 而且汽車板 的屈強(qiáng)比較低 , 在 01700178之間 , 鋼板的伸長率為 27%37%, 冷彎性能全部合格 , 鋼板的橫向晶粒 尺寸在 511811m , 縱向晶粒尺寸在 512715m 。 Z J 550L 鋼的綜合性能良好 , 屈服強(qiáng)度在 465 525MPa , 平均屈服強(qiáng)度為 491MPa , 抗拉強(qiáng)度在 5

11、90 670MPa 之間 , 平均抗拉強(qiáng)度為 624MPa , 屈強(qiáng)比 為 01770183, 而 且 試 制 鋼 板 的 伸 長 率 平 均 為 2910%, 橫向冷彎性能全部合格 , 鋼板的橫向晶粒尺 寸在 5517m , 縱向晶粒尺寸在 419615m 。 (2 包鋼轉(zhuǎn)爐 CSP 的產(chǎn)品開發(fā) 6目前包鋼轉(zhuǎn)爐 CSP 的產(chǎn)品生產(chǎn)線可生產(chǎn)的品種 有 C 2Mn 鋼系列 (熱軋低碳鋼 , , 汽車結(jié)構(gòu) 鋼 , , , , 管線鋼 , 。其成 即 C 2Mn , C 2Mn 2Nb , C 2Mn 2Nb 2 Ti , C 2Mn 2Nb 2V 2Ti ,C 2Mn 2Cr 2Ni (2Nb 等

12、 。(3 鞍鋼轉(zhuǎn)爐中薄板坯 ASP 的產(chǎn)品開發(fā)到 2003年底 , 鞍鋼 1700ASP 生產(chǎn)線共生產(chǎn)了 68個鋼種 , 主要生產(chǎn)有超低碳深沖鋼 、 焊瓶鋼 、 汽車專用 鋼 、 含 Ti 低 合 金 鋼 、 轎 車 用 IF 鋼 內(nèi) 板 及 面 板 、 50AW470無取向硅鋼 、 X70管線鋼等 。2 轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄連軋生產(chǎn) HSL C 鋼 珠鋼用電爐薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)了約 200萬 t 的 Z J 330、 Z J 400、 Z J 510L 和 Z J 550L 低碳高強(qiáng)度 (HSLC 鋼 , 形成了年產(chǎn) 100萬 t HSLC 鋼的生產(chǎn)能 力 。 HSLC 鋼是一種低 C 2Mn

13、 系鋼 , 其特征是不添加 微合金元素 V 、 Nb 、 Ti , 屈服強(qiáng)度可以達(dá)到 400500 MPa , 與同強(qiáng)度級別的低合金高強(qiáng)度 (HSLA 鋼相當(dāng) 。 211 H SLC 鋼的力學(xué)性能珠鋼用電爐 2CSP 工藝生產(chǎn) HSLC 鋼的力學(xué)性能 如表 1所示 7。Z J 510L 、 Z J 550L 的沖擊韌性示于表 2。由表 1、 表 2可見 , 珠鋼生產(chǎn)的 HSLC 鋼熱軋板 的屈服強(qiáng)度 s 可達(dá) 400450MPa , 并有較高的伸長 率和沖擊韌性 , 其中不含 V 或 Nb ,Mn 含量較低 , 其 強(qiáng)度水平與國外生產(chǎn)的 s 在 450MPa 的 HSLA 鋼相 當(dāng) , 其屈強(qiáng)

14、比及塑性可通過調(diào)整成分 、 軋制及冷卻工藝來控制 。表 1 用 EAF 2CSP 工藝制備的 HSLC 鋼與低合金高強(qiáng)度 (HSLA 鋼的化學(xué)成分及力學(xué)性能對比序號鋼種厚度 /mm C/%Mn/%Si/%S/%V/%Nb/%Al/%N/%d /ms /b /%12345363783391011HSLAHSLC 310010501740100700104901032010091378461291261301050176010070010520103201008436146130184170105110701007001060010320100833924982618211010501800100

15、70010520103201007639347025126130105511100104501009040248632174565473212710010741142013201001001038010370101008102398498341021061001050130010601004901020104<01005056387433331061001060161011701006001015<0100508122439494311561001180156012101003001028<0100506186437543291461001171121012801004001

16、024<01005051684925972718 3不同的軋制與冷卻工藝 ; 33121爐 ,18000t 鋼的平均值 ; d 平均晶粒尺寸。表 2 Z J510L 、 Z J550L 在不同厚度下的沖擊韌性 a K VJ/cm 2鋼種厚度 /mm 室溫0 -20 -40 -60 -80 -100 FATT/ Z J510L 610130120110108846415-81Z J550L 51014414213911875-90Z J550L 615159144140-77Z J550L81015014324-60 212 H SLC 為什么 Nb , s 可以 達(dá)到 450MPa 級

17、? 低碳高強(qiáng)度鋼具有與低合金高強(qiáng)度鋼類似的強(qiáng)化機(jī) 理 。 HSLA 鋼中微量元素 V 、 Nb 、 Ti 的作用主要有如 下 3點(diǎn) 。(1 固定鋼中的氮國外電爐鋼中的氮含量通常為 (80100 ×10-6。 在這樣高的氮含量條件下 , 鋼中的自由氮高 ,導(dǎo)致鋼的成形性能及焊接性能降低 , 易產(chǎn)生冷彎裂紋 等缺陷 。 見圖 1, 圖 28,9。 圖 1 氮含量對碳鋼平均塑性應(yīng)變比的影響圖 2 夏比沖擊韌脆轉(zhuǎn)變溫度隨焊接金屬氮含量的變化 為此 , 采用對 N 具有較大親合力的微合金元素 V 、 Nb 、 Ti 來固定氮 , 減少鋼中的自由氮 。同時 , 為變 害為利, 發(fā)展了一系列 HS

18、LA 鋼 。對于 HSLC 鋼 , 鋼中氮的有害作用是通過低氮控 制來避免的 , 珠鋼在生產(chǎn)低碳鋼時 , 開發(fā)了低氮電爐 鋼生產(chǎn)工藝 , 鋼中氮含量可低于 50×10-6, 自由氮可 達(dá) 10×10-6以下 , 見表 3。(2 細(xì)化奧氏體晶粒和鐵素體晶粒 對于加微量 V 或 Nb 的 s 為 400450MPa 的 HSLA 鋼 ,V 或 Nb 可能以 VN 、 NbN 、 V (CN 和 Nb (CN 等第二相粒子析出 , 阻礙奧氏體晶粒長大和細(xì) 化鐵素體晶粒 。 表 3 HSLC 鋼 Z J330熱軋薄板中氮化物的化學(xué)相分析結(jié)果 3% 成 分 Al Ti V Cr Mn

19、 Ni Mo Fe Nb C N AlN 010042010022 (Fe 01994Mn 01002Cr 01003Ni 01001 3(C 01979N 01021010020100101000501638010450010011 (Ti 01644V 01133Nb 01044Mo 01078(C 01200N 01800010014010003010008010002010001010005 010042010014010003010020100101000501000801638010002010451010038 3鋼中碳含量為 01054%, 氮含量為 010044%; 自由氮含

20、量為 010006%。 HSLC 鋼的晶粒尺寸為 410m 。細(xì)化晶粒是 通過軋制過程中 , 高溫大變形條件下動態(tài)再結(jié)晶導(dǎo)致 的 相變前奧氏體晶粒的細(xì)化以及未再結(jié)晶區(qū)軋 制和層流冷卻過程中快速冷卻 、 鐵素體形核率增加導(dǎo) 致鐵素體晶粒細(xì)化 , 加上納米級和亞微米級尺寸硫化 物和氧化物的阻礙晶粒長大和非自發(fā)形核作用來實(shí) 現(xiàn)的 。(3 V 或 Nb化作用眾所周知強(qiáng)化作用 。 :作用 。珠鋼用 CSP 工藝生產(chǎn) HSLC 鋼中細(xì)晶強(qiáng)化對 s 的貢獻(xiàn)為 150200MPa ; 沉淀強(qiáng)化對 HSLC 鋼的強(qiáng) 度也有著相當(dāng)大的貢獻(xiàn) , 為 100150MPa 。考慮晶 粒尺寸從傳統(tǒng)板材的 20m 細(xì)化到

21、5m , s 的增量 也只有 120MPa 左右 , 則可以認(rèn)為 HSLC 鋼亦存在 彌散沉淀強(qiáng)化作用 。概括起來 ,HSLA 鋼中的微合金元素主要是防止 自由氮的有害作用 , 細(xì)化晶粒和起彌散沉淀強(qiáng)化作 用 。 HSLC 鋼是通過低氮控制以減少鋼中的自由氮 , 同時亦存在細(xì)化晶粒和彌散沉淀的綜合強(qiáng)化作用 。 213 轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄連軋生產(chǎn) H SLC 鋼的優(yōu)勢 轉(zhuǎn)爐薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)過程細(xì)化晶粒和彌散 沉淀綜合強(qiáng)化的條件與電爐 CSP 工藝基本相同 ; 關(guān) 于氮的有害作用 , 由于轉(zhuǎn)爐鋼氮低 , 自由氮低 , 無需微 ,HSLC 鋼的條 , s 為 450 V 、 Nb 、 Ti 。3 薄板

22、坯連鑄連軋 HSLA 鋼當(dāng)要求 s >450MPa 時 , 從進(jìn)一步細(xì)化組織和提 高彌散沉淀強(qiáng)化程度考慮 , 需要添加微合金元素 , 生 產(chǎn) HSLA 鋼 。如集裝箱板 , 汽瓶鋼板 , 管線鋼 , 高強(qiáng) 耐候鋼板等 。下面就 HSLA 鋼的強(qiáng)化機(jī)理作一分 析 。作者用化學(xué)相分析和 X 射線小角散射法 , 測定 了 HSLA 鋼電解粉末中不同尺寸顆粒的質(zhì)量百分 數(shù) , 結(jié)果如表 4所示 , 其中 MC 的結(jié)果列于表 5。表 4 電解粉末中尺寸 <36nm 顆粒的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)試樣 電解粉末總量 /%試樣中不同尺寸顆粒比例 /%315nm 510nm 1018nm 1836nm <

23、18nm <36nm<18nm顆粒 /%<36nm 顆粒 /%Corten 7000122140177/3111159/8100168/5140193/1618-/1615-/3313010365010737 B2C 0142900106/0120119/1100123/1181146/2613-/310-/2913010129011261 3分子 f (D , %/nm ; 分母 不同尺寸顆粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)占整個顆粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的比例。表 5 MC 中尺寸 <36nm 顆粒的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)試樣 MC 總量 /%試樣中不同尺寸顆粒比例 /%315nm 510nm 1018nm 1

24、836nm <18nm <36nm<18nm顆粒 /%<36nm 顆粒 /%Corten 7000108951105/4122115/10171126/10110191/1615-/2510-/4115010224010371 B2C 00575030/12065/32023/18047/84-/62-/1460003500084 3分子 f (D , %/nm ; 分母 不同尺寸顆粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)占整個顆粒質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的比例。 由表 4、 表 5可見 , 在 HSLA 鋼中起彌散沉淀強(qiáng) 化作用的第二相粒子可能主要不是 MC 類型碳化物 或碳氮化物 , 而是 Fe 碳化物 。

25、前者可能主要是起細(xì) 化晶粒作用 。從細(xì)化晶粒角度考慮 , 根據(jù)微合金碳化物及氮化 物的溶解度積數(shù)據(jù) 10, 在薄板坯連鑄連軋 HSLA 鋼 時 , 可以根據(jù)不同強(qiáng)度級別要求 , 在鋼中加入一定量 的 Ti 、 Nb 或 Ti +Nb 。4 薄規(guī)格及超薄規(guī)格熱帶產(chǎn)品開發(fā) (部分以熱代冷 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)薄規(guī)格 (厚度 2 112mm 超薄規(guī)格 (厚度 112018mm 熱軋帶鋼較 傳統(tǒng)熱帶軋機(jī)具有其獨(dú)特的優(yōu)勢 , 經(jīng)過滾底式爐升溫 和均熱的薄板坯溫度可達(dá) 11001150 , 高于傳 統(tǒng)軋機(jī)中間帶坯的溫度 , 而且薄板坯沿寬度和長度方 向的溫度都很均勻 , 是軋制薄規(guī)格和超薄規(guī)格熱帶的

26、有利條件 。 近幾年 ,線利用設(shè)備與技術(shù)優(yōu)勢 , 、熱帶的批量生產(chǎn) Hylsa 的 CSP 線每月 都在供應(yīng)厚度在 019mm 的超薄規(guī)格熱帶產(chǎn)品 , 珠鋼 CSP 線已成功軋出 110mm 薄帶產(chǎn)品 , 厚度 210 mm 的熱軋薄規(guī)格集裝箱板帶高達(dá) 40%以上 , 唐鋼已 成功軋制出 018mm 超薄規(guī)格帶 。利用半無頭軋制工藝生產(chǎn)超薄規(guī)格熱帶產(chǎn)品是 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的一大優(yōu)勢 。 SMS 公司推出 了以生產(chǎn)超薄規(guī)格熱帶產(chǎn)品為主的薄板坯連鑄連軋 半無頭軋制生產(chǎn)線 , 其中 018310mm 的薄帶鋼占 60%以上 , 利用達(dá)涅利公司的 f TSR (flexible Thin Slab

27、 Rolling 技術(shù)在埃及安裝的生產(chǎn)線可軋制 018 mm 的超薄規(guī)格帶鋼 。美國 ACM E 平均厚度為 2 mm ; 西班牙 ACB 月產(chǎn)約 2萬 t 厚度小于 115mm 的 薄規(guī)格帶 , 產(chǎn)品的厚度分布 :小于等于 115mm 的占 25%30%,1153mm 為 40%,312mm 為 35 %30%;蒂森生產(chǎn)的熱軋板中寬度最多的是 1300 mm , 寬度最大為 1600mm ,2002年產(chǎn)品的平均厚度為 118210mm , 泰國 2mm 以下占 70%, 115mm 占 50 %。根據(jù)我國現(xiàn)已投產(chǎn)的七條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn) 線的軋機(jī)裝備水平和控制技術(shù) , 都可以軋制 2mm 以

28、 下的薄規(guī)格板帶 , 珠鋼 、 邯鋼 、 包鋼可軋制 112110 mm 超薄帶 , 唐鋼 、 馬鋼 、 漣鋼可軋制 112018mm 超薄帶 。 因此完全有條件實(shí)現(xiàn)部分以熱帶冷 、 如生產(chǎn) 薄規(guī)格集裝箱板 、 熱軋鍍鋅板 、 熱軋酸洗板 、 建筑用板 以及部分熱軋深沖板等 。參考國內(nèi)外近年冷軋鋼板的使用性能要求 、 厚度 規(guī)格范圍以及熱軋薄規(guī)格及超薄規(guī)格可能生產(chǎn)的品 種規(guī)格范圍 , 初步估計以熱代冷薄規(guī)格和超薄規(guī)格可 占冷軋品種量的 20%30%。5 鐵素體軋制鐵素體軋制作為一項(xiàng)新技術(shù)應(yīng)用在薄板坯連鑄 連軋生產(chǎn)線的熱帶和超薄規(guī)格帶鋼生產(chǎn)上具有許多 有利點(diǎn) , 如擴(kuò)大產(chǎn)品品種規(guī)格范圍 、 提高

29、板帶的質(zhì)量 性能 、 提高金屬收得率和延長軋輥壽命等 。:低碳鋼 LC 、 微碳鋼 E 10 ; 超低碳鋼 ULC IF 0, 013%Mn 。, 使粗軋后進(jìn)入精軋機(jī)組之前板坯 的溫度降到 A r 3 以下 (通常約在 830860 , 精軋 終了溫度在 750810 , 卷取溫度在 650 以上 。 在軋制過程中要配以潤滑軋制等相應(yīng)的工藝控制措 施 , 以提高板帶的組織均勻性 、 成形性能 、 表面質(zhì)量和 良好的板形 。 采用鐵素體軋制的主要特點(diǎn)為 : 可避免在 兩相區(qū)軋制 , 使軋制變形均勻 , 板形良好 , 生產(chǎn)控制比較容易和穩(wěn)定 , 此外 , 還可使帶 鋼的力學(xué)性能均勻 ; 減少氧化鐵

30、皮的產(chǎn)生和工作輥的磨損 , 提高了 帶鋼的表面質(zhì)量 , 降低了輸出輥道上冷卻水消耗 ; 可以作為新一代鋼鐵材料生產(chǎn)的手段 , 通過低 溫加工使鋼材的性能得到提高 , 可以少加或不加合金 元素而得到高強(qiáng)度 、 高性能鋼 ; 鐵素體軋制配合良好的工藝潤滑可顯著提高 板材的深沖性能 (提高 r 值 。6 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)冷軋用鋼板的 技術(shù)分析 根據(jù)中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會調(diào)查資料 ,2003年我國 熱軋寬帶鋼的生產(chǎn)能力已達(dá) 4632萬 t ,20042005年能力將達(dá) 6316萬 t , 而我國現(xiàn)有冷連軋及單機(jī)架 可逆機(jī)組共 23套 , 產(chǎn)能 1424萬 t ,2005年將增至 37第 6 期 康永林等

31、: 關(guān)于薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)問題的探討 13 套 ,產(chǎn)能將達(dá) 3 094 萬 t 。2005 年以后 ,我國冷軋/ 熱 軋比只能達(dá)到 49 % 。從我國目前熱 、 冷軋板帶市場 需求情況和熱軋 、 冷軋板的生產(chǎn)能力來看 , 熱軋板的 生產(chǎn)能力大大高于冷軋能力 2 。 因此 , 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的產(chǎn)品去向比例 , 必然要有一定量的熱軋板作冷軋板原料 。但從薄板 坯連鑄連軋生產(chǎn)的低碳鋼板來看 ,普遍存在屈服強(qiáng)度 較高的問題 ,這對用作冷軋原料帶來生產(chǎn)上的困難 。 解決此問題的方法 ,一方面可以從冶金成分設(shè)計和軋 制、 冷卻工藝控制上來進(jìn)行調(diào)整 ,以降低屈服強(qiáng)度 ; 另 一方面 ,有真空精煉設(shè)

32、備的廠家可生產(chǎn)低屈服強(qiáng)度的 微碳鋼 ( EL C 、 超低碳 ( UL C 、 冷軋深沖鋼板 ,并發(fā) IF 揮其深沖性能好 ,各向異性小的優(yōu)勢以生產(chǎn)高強(qiáng)度高 性能冷軋深沖板 。 綜合考慮 ,薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線生產(chǎn)冷軋用熱 帶鋼的比例以 30 % 50 %為宜 。表 6 為采用薄板 坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)軟鋼的產(chǎn)品要求及應(yīng)用范圍 。 表6 采用薄板坯連鑄連軋工藝生產(chǎn)軟鋼的 產(chǎn)品要求及應(yīng)用范圍 鋼種 碳含量/ % 組織和性能 0104 以鐵素體為主 ; EL C 0102 屈服強(qiáng)度 ( IF 鋼 : UL C < 01005 120160 MPa ; r 值 > 210 ; IF 無間隙

33、原子 n 值 = 01250130 應(yīng)用范圍 要求有良好的成形性能和 表面質(zhì)量 。主要用于汽車 工業(yè) ,家電 ; 消費(fèi)品工業(yè) ; 化 學(xué)工業(yè)等 。 ( 2 連鑄坯組織及表面質(zhì)量控制 連鑄過程鑄坯質(zhì)量的控制主要包括 : 鑄態(tài)組織 和成分偏析 ; 夾雜物數(shù)量 、 尺寸及分布控制 ; 鑄坯 表面缺陷控制 ; 表面氧化皮控制 。 鑄坯表面裂紋 , 振痕 , 結(jié)晶器中粘鋼結(jié)疤等表面 缺陷的控制對鑄坯及成品質(zhì)量及性能有著十分重要 的影響 。對結(jié)晶器錐度 、 保護(hù)渣 、 鋼水過熱度和澆注 速度 、 結(jié)晶器內(nèi)鋼水流場和溫度場 、 凝固坯殼應(yīng)力場 等參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化和嚴(yán)格控制 , 結(jié)合動態(tài)軟壓下和粘 鋼、 裂紋自動

34、檢測 ,可以生產(chǎn)高表面質(zhì)量鑄坯 。 表 7 為意大利達(dá)涅利公司的連鑄機(jī)所生產(chǎn)的薄板 坯質(zhì)量。可見達(dá)到無缺陷表面的比率是很高的11 。 表7 意大利達(dá)涅利公司的連鑄機(jī)所生產(chǎn)的薄板坯質(zhì)量 低碳鋼 包晶鋼 中碳鋼 高碳鋼 低碳鋼 HSLA 中碳鋼 HSLA 無缺陷表面/ % 內(nèi)部裂紋 ( 3 9910 100 % < 1° 9810 100 % < 1° 9910 100 % < 1° 9815 100 % < 1° 9815 100 % < 1° 9910 100 % < 1° 100 % < 1

35、° 100 % < 1° 100 % < 1° 100 % < 1° 100 % < 1° 100 % < 1° 及板卷基本無頭尾溫差 ,再加上半無頭軋制帶卷全長 和批量間性能的高穩(wěn)定性 ,對于生產(chǎn) IF 鋼等高質(zhì)量、 高 組織均勻性板材來說 ,比傳統(tǒng)流程具有明顯的優(yōu)勢。 ( 4 表面氧化皮控制 表面氧化皮的控制需要通過合理的加熱制度 、 爐 內(nèi)氣氛控制及提高除鱗水壓力和除鱗效率來解決 。 目前的薄板坯連鑄連軋線的除鱗技術(shù)已達(dá)到較高的 除鱗效果 ,但對生產(chǎn)高表面質(zhì)量的 IF 鋼板 ,還需要進(jìn) 一步的工作

36、。 ( 5 熱連軋過程控制 7 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)高性能 、 高附 加值產(chǎn)品的技術(shù)探討 隨著第二代 、 第三代薄板坯連鑄連軋工藝裝備及 高精度連軋控制技術(shù)不斷進(jìn)步以及該流程本身具有 的流程短 、 成本低 、 多品種 、 高質(zhì)量 、 高精度以及靈活 性大等工藝技術(shù)特點(diǎn) , 如何充分利用和發(fā)揮這些優(yōu) 勢 ,開發(fā)生產(chǎn)一些高性能 、 高附加值的產(chǎn)品 ,從而提高 產(chǎn)品的競爭力和經(jīng)濟(jì)效益是一個十分重要的課題 。 從薄板坯連鑄連軋的技術(shù)發(fā)展來看 ,研究開發(fā)和 生產(chǎn) IF 鋼 、 高性能無取向及取向硅鋼 、 不銹鋼 、 多相 鋼 ,高強(qiáng)度管線鋼 ( X80 、 熱軋酸洗板 、 熱軋鍍鋅 板、 各向同性沖壓板

37、、 高強(qiáng)度深沖板 、 高表面質(zhì)量沖壓 板、 高成形性鋼板 、 高精度 ( 尺寸及形狀 鋼板等高性 能、 高附加值產(chǎn)品是有條件和有可能的 。但需要從如 下工藝技術(shù)著手 : ( 1 鋼水成分及潔凈度控制 形板厚控制精度和水平等于或高于傳統(tǒng)流程的精軋 控制技術(shù) ,精軋機(jī)帶鋼開軋溫度偏差可在 ± ,終 10 軋溫度的保證偏差可在 ±15 , 可完全確保生產(chǎn)帶 鋼的尺寸和形狀的高精度化 。 ( 6 層流冷卻及卷取溫度控制 冷卻 、 冷速精確可控 , 并可保證薄板在長度及寬度方 向上溫度均一 ; 卷取溫度的保證偏差 , 本體可達(dá) ± 16 20 ,端部溫度偏差在 ±

38、 , 可以滿足高質(zhì)量 、 24 ( 3 數(shù)值按曼內(nèi)斯曼標(biāo)準(zhǔn) ( 3 鑄坯加熱工藝控制 薄板坯連鑄連軋工藝中鑄坯溫度的高均勻性以 目前 ,薄板坯連鑄連軋線所采用的精軋機(jī)組的板 薄板坯連鑄連軋線的層流冷卻系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)快速 偏析 ( 3 14 中國冶金 高性能鋼板所要求的冷卻能力和冷卻方式及性能穩(wěn) 定性要求 。控制 HSLA 鋼中微合金元素的固溶析出 過程 ,實(shí)現(xiàn)薄板中這些元素彌散析出 , 以及 HSL C 鋼 中納米級第二相粒子的析出過程 ,實(shí)現(xiàn)鋼的組織細(xì)化 和彌散沉淀強(qiáng)化 。 8 薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品開發(fā)的關(guān)鍵工 技術(shù) ; ( 3 熱連軋過程高效潤滑技術(shù) ; ( 4 半無頭軋制技術(shù) ; ( 5 薄規(guī)

39、格及超薄規(guī)格穩(wěn)定軋制控制技術(shù) ; ( 6 高精度板形及板厚控制技術(shù) ; ( 7 熱連軋工藝過程的智能控制技術(shù) 。 814 層流冷卻工藝控制 ( 1 高精度 、 高均勻性層流冷卻工藝控制技術(shù) ; 藝技術(shù) 811 冶煉工藝 812 連鑄工藝 ( 2 可針對不同鋼種及成品規(guī)格組織性能要求 鋼的冶煉工藝控制要點(diǎn)為 : ( 1 HSL C 鋼的低氮和低自由氮控制 , 轉(zhuǎn)爐2CSP 的智能型層流冷卻工藝控制技術(shù) 。 流程更適合生產(chǎn) HSL C 鋼 ; ( 2 MnS 濃度積控制 ; ( 3 終點(diǎn)碳控制 ; ( 4 最佳 Al 及溶解氧含量控制 ; ( 5 最佳微合金元素的設(shè)計與精確控制 。 鋼的連鑄工藝控制要點(diǎn)為 : ( 1 無缺陷高表面質(zhì)量鑄坯的生產(chǎn)技術(shù) ; ( 2 包晶鋼連鑄技術(shù) ; ( 3 凝固冷卻過程中的氧化物 、 硫化物夾雜及析 此外還有雙鑄機(jī)雙流的智能型加熱爐物流調(diào)控 技術(shù) 、 連鑄連軋組織性能預(yù)報技術(shù)以及建立適合于薄 板坯連鑄連軋鋼種的材料數(shù)據(jù)庫和用于材料組織性 能