一种双辊薄带连铸生产马氏体钢带的方法技术

一种双辊薄带连铸生产马氏体钢带的方法，采用废钢作为原料，充分利用废钢中残余的Sn、Cu等元素进行钢水的冶炼，并在钢中有选择地添加Nb/Mo等微合金元素；冶炼过程中通过控制渣的碱度、钢中夹杂物类型及熔点、钢水中的游离氧含量、酸溶铝Als含量；然后进行双辊薄带连铸浇铸出1.5‑3mm厚的带钢，在带钢出结晶辊后，直接进入到一个有非氧化性气氛的下密闭室中，并在密闭情况下进入到在线轧机进行热轧；轧后采用气雾化快速冷却将带钢冷却到300℃以下，最后卷取获得钢卷；还可以进行等温回火处理，或进入连退生产线进行时效处理。

【技术实现步骤摘要】
一种双辊薄带连铸生产马氏体钢带的方法
本专利技术属于连铸工艺，具体涉及一种双辊薄带连铸生产马氏体钢带的方法。
技术介绍
传统的薄带钢大都是由厚达70-200mm的铸坯经过多道次连续轧制生产出来的，传统热轧工艺流程是：连铸+铸坯再加热保温+粗轧+精轧+冷却+卷取，即首先通过连铸得到厚度为200mm左右的铸坯，对铸坯进行再加热并保温后，再进行粗轧和精轧，得到厚度一般大于2mm的钢带，最后对钢带进行层流冷却和卷取，完成整个热轧生产过程。如果要生产厚度小于1.5mm(含)的钢带，则难度相对较大，通常要对热轧钢带进行后续冷轧以及退火来完成。且工艺流程长、能耗高、机组设备多、基建成本高，导致生产成本较高。薄板坯连铸连轧工艺流程是：连铸+铸坯保温均热+热连轧+冷却+卷取。该工艺与传统工艺的主要区别是：薄板坯工艺的铸坯厚度大大减薄，为50-90mm，由于铸坯薄，铸坯只要经过1～2道次粗轧(铸坯厚度为70-90mm时)或者不需要经过粗轧(铸坯厚度为50mm时)，而传统工艺的连铸坯要经过反复多道次轧制，才能减薄到精轧前所需规格；而且薄板坯工艺的铸坯不经冷却，直接进入均热炉进行均热保温，或者少量补温，因此薄板坯工艺大大缩短了工艺流程，降低了能耗，减少了投资，从而降低了生产成本。但薄板坯连铸连轧由于较快的冷速会导致钢材强度提高，屈强比提高，从而增加轧制载荷，使得可经济地生产热轧产品的厚度规格也不可能太薄，一般为≥1.5mm，见中国专利CN200610123458.1，CN200610035800.2以及CN200710031548.2。近年来兴起的一种全无头薄板坯连铸连轧工艺(简称：ESP)，是在上述半无头薄板坯连铸连轧工艺的基础上发展起来的一种改进工艺，ESP实现了板坯连铸的无头轧制，取消了板坯火焰切割和起保温均热、板坯过渡作用的加热炉，整条产线长度大大缩短到190米左右。连铸机连铸出来的板坯厚度在90-110mm，宽度在1100-1600mm，连铸出来的板坯通过一段感应加热辊道对板坯起到保温均热的作用，然后再依次进入粗轧、精轧、层冷、卷取工序得到热轧板。这种工艺由于实现了无头轧制，可以得到最薄0.8mm厚度的热轧板，拓展了热轧板的规格范围，再加上其单条产线产量可达220万t/年规模。目前该工艺得到了快速发展和推广，目前世界上已有多条ESP产线在运营生产。比薄板坯连铸连轧更短的工艺流程是薄带连铸连轧工艺，薄带连铸技术是冶金及材料研究领域内的一项前沿技术，它的出现为钢铁工业带来一场革命，它改变了传统治金工业中钢带的生产过程，将连续铸造、轧制、甚至热处理等整合为一体，使生产的薄带坯经过一道次在线热轧就一次性形成薄钢带，大大简化了生产工序，缩短了生产周期，其工艺线长度仅50m左右；设备投资也相应减少，产品成本显著降低，是一种低碳环保的热轧薄带生产工艺。双辊薄带连铸工艺是薄带连铸工艺的一种主要形式，也是世界上唯一实现产业化的一种薄带连铸工艺。双辊薄带连铸典型的工艺流程如图1所示，大包1中的熔融钢水通过大包长水口2、中间包3、浸入式水口4以及布流器5直接浇注在一个由两个相对转动并能够快速冷却的结晶辊8a、8b和侧封装置6a、6b围成的熔池7中，钢水在结晶辊8a、8b旋转的周向表面凝固形成凝固壳并逐渐生长，进而在两结晶辊辊缝隙最小处(nip点)形成1-5mm厚的铸带11，铸带11经由导板9导向夹送辊12送入轧机13中轧制成0.7-2.5mm的薄带，随后经过冷却装置14冷却，经飞剪装置16切头后，最后送入卷取机19卷取成卷。碳钢中的马氏体是奥氏体通过快速冷却或淬火形成的。奥氏体有特殊的FCC晶体结构。在自然冷却下，奥氏体会转变成铁素体和渗碳体。然而，在快速冷却或淬火条件下，FCC晶体结构的奥氏体会转变成为高应变的BCT晶体结构的铁素体，它是碳的过饱和固溶体。剪切应变导致的大量位错是该钢种最初的强化机理。马氏体效应是在奥氏体冷却过程中达到马氏体转变开始温度以及母奥氏体在热力学上变得不稳定时开始的。当试样被淬火时，奥氏体转变成马氏体的比例不断增加，直到较低地转变温度时才转变完成。马氏体钢被越来越多地应用在一些需要高强的领域，比如汽车用钢领域。其典型的抗拉强度范围一般为1000-1500MPa，主要用于车身碰撞保护的保险杠等安全部件，近年来，汽车上应用高强钢的比例逐年增加，薄规格马氏体钢产品的应用给汽车工业在轻量化、降低能耗和提高燃油经济性上面提供了广阔空间。采用薄带连铸来生产马氏体钢，由于厚度较薄，对于厚度小于1.5mm(含)的薄规格热轧高强产品，薄带连铸工艺具有较强的制造和成本优势。马氏体钢带以热轧状态直接供货的产品规格特征厚度为1.0、1.1、1.2、1.25、1.4mm和1.5mm等，由于产品厚度较薄，传统薄规格的马氏体钢，很多厂家由于传统热连轧线的能力限制，一般采用先热连轧工艺生产，然后进行冷轧，再进入到连续退火线上进行加热到奥氏体相区后，最后淬火形成马氏体钢，这样的生产流程增加了薄规格马氏体高强钢的生产成本。热轧带钢作为薄规格热轧板或者“以热代冷”产品使用时，对带钢表面质量要求很高。一般要求带钢表面氧化皮的厚度越薄越好，这就需要在铸带后续的各个阶段控制氧化铁皮的生成，如在双辊薄带连铸典型工艺中，在结晶辊直至轧机入口均采用密闭室装置防止铸带氧化，在密闭室装置内如美国专利US6920912添加氢气以及在美国专利US20060182989中控制氧气含量小于5％，均可以控制铸带表面的氧化皮厚度。但是在轧机至卷取这段输送过程如何控制氧化皮的厚度很少有关专利涉及，尤其是在采用层流冷却或喷淋冷却对带钢进行冷却的过程中，高温的带钢与冷却水接触，铸带表面的氧化皮厚度增长很快。同时，高温的带钢与冷却水接触还会带来很多问题：其一，会在带钢表面形成水斑(锈斑)，影响表面质量；其二，层流冷却或喷淋冷却用的冷却水容易造成带钢表面局部冷却不均匀，造成带钢内部微观组织的不均匀，从而造成带钢性能的不均匀，影响产品质量；其三，带钢表面局部冷却不均匀，会造成板形的恶化，影响板形质量。但是，薄带连铸由于其本身的快速凝固工艺特性，生产的钢种普遍存在组织不均匀、延伸率偏低、屈强比偏高、成型性不好的问题；同时铸带奥氏体晶粒具有明显不均匀性，会导致奥氏体相变后所获得的最终产品组织也不均匀，从而导致产品的性能不稳定。因此采用薄带连铸生产线来生产一些汽车行业、石化行业需要的具有高强的产品，具有一定难度，具有一定的挑战，因此，采用薄带连铸生产高强马氏体钢时，照搬传统的成分工艺是无法生产的，需要在成分和工艺上有突破。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种双辊薄带连铸生产马氏体钢带的方法，采用薄带连铸工艺生产热轧薄规格马氏体钢带，可以省去传统马氏体钢带生产中诸多复杂的中间步骤，通过单道次在线热轧即可达到期望产品厚度，且不需经过冷轧，直接供给市场使用，达到“以热带冷”目的；采用本专利技术所述的方法生产的马氏体钢带可广泛应用于高强汽车用钢领域，给汽车工业在轻量化、降低能耗和提高燃油经济性上面提供广阔空间。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是：...

【技术保护点】
1.一种双辊薄带连铸生产马氏体钢带的方法，其特征是，包括如下步骤：/n1)冶炼、连铸/n所述马氏体钢带的成分重量百分比为：C：0.16-0.26％，Si：0.1-0.5％，Mn：0.4-1.7％，P≤0.02％，S≤0.007％，N：0.004-0.010％，Als<0.001％，总氧[O]

【技术特征摘要】
1.一种双辊薄带连铸生产马氏体钢带的方法，其特征是，包括如下步骤：
1)冶炼、连铸
所述马氏体钢带的成分重量百分比为：C：0.16-0.26％，Si：0.1-0.5％，Mn：0.4-1.7％，P≤0.02％，S≤0.007％，N：0.004-0.010％，Als<0.001％，总氧[O]T：0.007-0.020％，余量为Fe和不可避免杂质；且，同时满足：包含Nb：0.01-0.08％和Mo：0.1-0.4％中的一种或两种；Mn/S>250；按上述成分冶炼，炼钢过程造渣的碱度a＝CaO/SiO2控制a<1.5，优选a<1.2，或a＝0.7-1.0；钢水中MnO-SiO2-Al2O3三元夹杂物中的MnO/SiO2控制在0.5～2，优选为1～1.8；钢水中的自由氧[O]Free范围为：0.0005-0.005％；
连铸采用双辊薄带连铸，形成1.5-3mm厚的铸带，结晶辊直径在500-1500mm，优选为800mm，结晶辊内部通水冷却，铸机的浇铸速度为60-150m/min；连铸布流采用两级钢水分配布流系统，即中间包+布流器；
2)下密闭室保护
铸带出结晶辊后，铸带温度在1420-1480℃，直接进入到下密闭室内，下密闭室内通非氧化性气体，下密闭室内的氧浓度控制在<5％，下密闭室出口铸带的温度在1150-1300℃；
3)在线热轧
铸带在下密闭室内经夹送辊送至轧机，轧...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建春，方园，范建勇，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31