一种薄规格耐火耐候钢板/带及其制造方法技术

薄规格耐火耐候钢板/带及其制造方法，其化学成分重量百分比为：C 0.02‑0.06％，Si 0.1‑0.55％，Mn 0.4‑1.7％，P≤0.03％，S≤0.007％，Cr 0.30‑0.80％，Mo 0.20‑0.60％，N 0.004‑0.010％，Als<0.001％，B：0.001‑0.006％，总氧[O]

【技术实现步骤摘要】
一种薄规格耐火耐候钢板/带及其制造方法
本专利技术属于冶金行业连铸工艺和产品，主要用于双辊薄带连铸工艺生产的薄带钢产品，尤其适用于生产一种耐火耐候钢板/带产品。
技术介绍
在传统钢铁生产流程中，锡(Sn)、铜(Cu)是钢中典型的残余元素或有害元素，炼钢过程中要充分地去除Sn、Cu非常困难而且也是非常昂贵，一旦钢中含有Sn、Cu，基本是无法彻底消除的，只能通过稀释钢水来降低Sn、Cu的含量，这些都造成钢铁产品冶炼成本的升高。近年来，由于废钢的连续循环利用，废钢资源越来越多，电价也持续降低，国内基于废钢的短流程电炉炼钢日益兴起，导致钢中的Sn、Cu等残余元素的含量逐渐升高，钢中的Sn、Cu是易偏析元素，容易富集在晶界导致裂纹等缺陷发生，因此在传统的工艺中Sn、Cu元素的含量是被严格控制的，在普通结构用钢中，对Sn、Cu的含量均有明确的要求：Sn(wt％)≤0.005％；Cu(wt％)≤0.2％。因此，如果能对钢(特别是废钢)中Sn、Cu等残余元素做到合理利用，“化害为利”，将对整个冶金界产生积极的影响；可以实现对现有废钢或低品质劣质矿资源(高锡矿、高铜矿)的有效利用，促进钢的循环利用，降低生产成本，实现钢铁业可持续发展。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，见专利CN200610123458.1，CN200610035800.2以及CN200710031548.2，且这些专利均未涉及元素Sn和Cu。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厚的钢带11，钢带经由导板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。近年来，随着国内外大型建筑、高层建筑不断涌现，为避免建筑物发生火灾时建筑钢材因为受热，强度急剧下降导致建筑物垮塌，给居民生命财产造成巨大损失，国际上对建筑用钢的防火工艺设计受到人们的广泛重视，建筑用钢的防火工艺设计已成为保证建筑安全的必要措施之一。普通建筑用钢受热时其强度和承载能力迅速降低，不能满足防火安全的要求。为了提高采用普通建筑用钢建造的建筑物抵抗火灾的能力，以前通常的做法是必须采取喷涂耐火涂层或覆盖防火板等措施，而现在大量使用耐火钢可减薄或省去耐火涂层或防火板，并能保证钢材在高温下保持较高的强度水平，还可缩短建造周期，减轻建筑物质量，增加建筑的安全性，降低建造成本,具有显著的经济效益和社会效益。同时，建筑用钢大多会裸露在空气中，服役年限也较长，因此，在耐火性能的基础上再兼具耐候性能，则衍生出一种全新的耐火耐候钢产品。在上述应用大背景下，目前耐火耐候钢板/带被越来越多地应用在一些有防火要求的建筑用钢、塔桅栏柱、工程机械、工业结构等行业和领域，特别在高层建筑、大型公共建筑、高档住宅等消防安全要求较高的地方被广泛应用。耐火耐候钢要求具有良好的高温性能，但它又不同于长期在高温下服役的耐热钢，耐热钢要求具有良好的高温强度及高温稳定性，一般采用高合金钢。而耐火耐候钢是在常温下承载，只是要求在遇到火灾的短时(通常为1-3h)高温条件下能够保持较高的屈服强度，可以为人员安全撤离赢得宝贵时间，因而属于低合金结构用钢的范畴，其成分设计不宜添加过多的昂贵合金元素。日本钢结构安全设计规范中规定：常温下钢材屈服强度的2/3相当于该材料的长期允许应力值，当发生火灾时，如果耐火耐候钢的屈服点仍然能保持此值，建筑物就不会倒塌。因此，要求耐火耐候钢在一定高温下其屈服强度不低于室温屈服强度的2/3。为提高钢结构的抗震性，总是希望尽量提高钢材吸收地震能量的能力。若钢的屈强比(σs/σb)较高，发生地震时就会产生局部应力集中和局部大变形，此时钢结构只能吸收较少的能量，因此低屈强比有利于提高建筑结构地震时吸收的能量，一般要求抗震耐火耐候钢的屈强比≤0.8。耐火耐候钢研制的关键之一是设定希望它达到高温强度下的耐火温度。在欧洲的Creusot-Loire炼钢厂曾研究了耐900-1000℃高温的含Mo钢，但因成本太高未推广应用。为了确定与降低生产成本和减少耐火材料用量之间达到最佳配合的耐火温度，新本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.薄规格耐火耐候钢板/带，其化学成分重量百分比为：C：0.02-0.06％，Si：0.1-0.55％，Mn：0.4-1.7％，P≤0.03％，S≤0.007％，Cr：0.30-0.80％，Mo：0.20-0.60％，N：0.004-0.010％，Als<0.001％，B：0.001-0.006％，总氧[O]

【技术特征摘要】
1.薄规格耐火耐候钢板/带，其化学成分重量百分比为：C：0.02-0.06％，Si：0.1-0.55％，Mn：0.4-1.7％，P≤0.03％，S≤0.007％，Cr：0.30-0.80％，Mo：0.20-0.60％，N：0.004-0.010％，Als<0.001％，B：0.001-0.006％，总氧[O]T：0.007-0.020％，余量为Fe和其他不可避免杂质，且同时满足：
含有Cu：0.10-0.60％或Sn：0.005-0.04％中的一种或两种元素；
Mn/S>250；
Pcm≤0.27％，Pcm＝C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Cr/20+Mo/15+5B。


2.如权利要求1所述的薄规格耐火耐候钢板/带，其特征在于，所述耐火耐候钢板/带的显微组织为块状铁素体+珠光体+针状铁素体混合微观组织，或块状铁素体+珠光体+下贝氏体混合微观组织。


3.如权利要求1或2所述的薄规格耐火耐候钢板/带，其特征在于，所述耐火耐候钢板/带的室温屈服强度≥345MPa，抗拉强度≥490MPa，延伸率≥17％；屈强比σs/σb≤0.8；600℃高温屈服强度≥232MPa，σs,600℃/σs,20℃≥0.67；相对腐蚀率≤60％。


4.如权利要求1或2或3所述的薄规格耐火耐候钢板/带的制造方法，其特征是，包括如下步骤：
a)冶炼
按照权利要求1所述化学成分要求进行冶炼，炼钢过程造渣的碱度a＝CaO/SiO2控制在a<1.5，优选a<1.2，或a＝0.7-1.0；钢水中获得低熔点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含量为：0.0005-0.005％；钢水成分中，Mn/S>250；
b)连铸
连铸采用双辊薄带连铸，在两结晶辊辊缝隙最小处形成1.5-3mm厚的铸带；结晶辊直径在500-1500mm之间，优选直径为800mm；结晶辊内部通水冷却，...

【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