一种适用于含钛热轧宽钢带钢种的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于含钛热轧宽钢带钢种的生产方法，具体涉及在加热炉内的四个工艺参数：铸坯总在炉时间、均热时间、均热温度、目标出炉温度；本发明专利技术提供了随铸坯厚度、[Ti％]*[C％]溶解度积、Ti含量变化的加热炉工艺方案，方案中的计算公式根据理论推理和生产经验相结合方式精确计算使铸坯中的大尺寸TiC粒子完全溶解并使溶解后的Ti元素充分扩散的加热炉工艺条件以及操作要点，解决了含钛钢由于钛元素分布不均匀而导致的混晶问题。素分布不均匀而导致的混晶问题。素分布不均匀而导致的混晶问题。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于含钛热轧宽钢带钢种的生产方法


[0001]本专利技术属于钢铁冶金技术中轧钢领域，具体涉及一种适用于含钛热轧宽钢带钢种的生产方法。

技术介绍

[0002]在钢铁生产中，Nb、Ti是使用非常广泛的微合金化元素，目前铌是控制轧制钢材的首选元素，它是细化晶粒最有效的合金化元素，强化效果显著，在控轧和正火等热处理过程中，它对延缓奥氏体再结晶和细化晶粒的作用极其强烈，但是铌的价格较昂贵，目前含铌60％的铌铁的价格约为16万/吨，全球铌资源储量约430万吨，并且分布相对集中，仅巴西一国铌资源储量就占到了全球总储量的95％左右，中国的铌储量匮乏，铌矿品味低，因此在铌铁价格上没有定价权，每年中国进口铌铁合金花费10亿美元以上。
[0003]我国钛铁矿储量2亿吨，占全球储量28％，排名全球第一，钛合金也相对便宜，目前含量30％的钛铁合计价格仅为0.8万元/吨，远低于铌铁的价格，但钛对钢材性能的影响不稳定，含钛钢的韧性波动大，钢厂生产的含钛钢在使用过程中易发生开裂现象。研究含钛钢性能稳定性差的原因并优化含钛钢生产工艺，对提高含钛钢的物理性能稳定性、大规模推广Ti元素在钢铁中的使用率有重大意义，能降低对进口铌铁的依赖，提高国内钢厂的经济效益。
[0004]现有公布的含钛钢生产方法中并没有针对以上问题的解决工艺措施。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种适用于含钛热轧宽钢带钢种的生产方法，用以提高热轧含钛宽钢带的力学性能稳定性。该方法主要针对含钛钢的加热炉加热工艺和含钛钢下线后的缓冷工艺进行调整，其他粗轧、精轧、轧后冷却工艺与现有公开的技术相同。
[0006]本专利技术研究人员在生产中发现，含钛量大于0.06％钢材的组织已出现混晶现象，含有粗大的铁素体条带，粗晶粒尺寸约能达到20um以上，细晶粒尺寸约为2um，晶粒尺寸极为不均匀，通过微观成份分析发现，细晶粒区的钛含量远大于粗晶粒区的钛含量，在轧钢过程中，由于钛含量在铸坯中的不均匀分布，TiC粒子对位错移动的阻碍作用就不均匀，造成位错塞积程度的不均匀，引起奥氏体再结晶或未再结晶的不均匀，最终引起混晶现象，因此是钛元素的不均匀分布导致的钢材组织混晶，在轧材的后期使用的弯折或冲压过程中，由于晶粒不均匀，在粗晶粒处易产业应力集中，最终导致轧材弯折或冲压开裂。
[0007]在冬季生产含钛钢时，尤其在外部环境温度低于
‑
10℃时，热轧宽钢带钢卷外圈和边部轧材易出现韧性的断崖式下滑现象，韧性值约会降低30～50％，研究发现，低温环境下，卷取后热轧卷下线后冷速快，热轧钢卷外圈和边部轧材的冷速达到2～5℃/min，冷速快导致热轧钢卷外圈和边部轧材中的部分Ti无法充分析出，以固溶Ti的形式存在，由于Ti原子和Fe原子的原子尺寸差距较大(相差约15％)，造成铁原子晶格畸变，从而导致韧性下降，
热轧钢卷外圈和边部轧材在使用过程中易开裂。
[0008]钢坯在加热炉内的运动，完成从低温段至高温段，再进入均热段的加热，最后出钢轧制，加热炉的工艺参数中最主要的四个工艺参数分别为：铸坯总在炉时间、均热时间、均热温度、目标出钢温度；所述四个工艺参数解释如下：
[0009]铸坯总在炉时间是指：铸坯在加热炉内加热的总时间；
[0010]均热时间是指：铸坯在加热炉内均热段运行的时间；
[0011]均热温度是指：加热炉内均热段的温度；
[0012]目标出钢温度是指：铸坯出加热炉时的温度。
[0013]本专利技术的技术方案如下：
[0014]一种适用于含钛热轧宽钢带钢种的生产方法，包括如下步骤：铁水预处理、转炉、LF精炼、板坯连铸、热连轧或半连轧、卷取，其特征在于：加热炉的工艺控制和卷取后的缓冷工艺控制，具体如下：
[0015](一)含钛热轧宽钢带钢种铸坯的加热炉工艺控制，具体如下：
[0016](1)铸坯总在炉时间
[0017]入炉温度大于500℃的热坯以下式
①
来计算铸坯的总在炉时间：
[0018]t
在炉
＝K1*H2+K2([Ti％]‑
0.01)
‑
20
ꢀꢀ①
[0019]入炉温度小于等于500℃的冷坯以下式
②
来计算铸坯的总在炉时间：
[0020]t
在炉
＝K1*H2+K2([Ti％]‑
0.01)
ꢀꢀ②
[0021]式
①
、
②
中t
在炉
为铸坯总在炉时间，单位：min；H为铸坯厚度，单位：mm；[Ti％]为钢种中Ti元素的质量百分含量，单位：％；K1、K2为系数，K1值的范围为0.0045～0.0055，K2值的范围为450～550。
[0022](2)均热时间
[0023]以下式
③
来计算铸坯在加热炉中的均热时间：
[0024]t
均热
＝K3*H2+K2([Ti％]‑
0.01)
ꢀꢀ③
[0025]式
③
中t
均热
为铸坯在加热炉中的均热时间，单位：min；H为铸坯厚度，单位：mm；[Ti％]为钢种中Ti元素的质量百分含量，单位：％；K3、K2为系数，K3值的范围为0.0013～0.0014，K2值的范围为450～550。
[0026](3)均热段温度
[0027]以下式
④
来计算铸坯在加热炉中的均热段温度：
[0028]T
均热
＝7000/(2.75
‑
lg([Ti％]*[C％]))+K4/t
均热目标
+K5([Ti％]‑
0.01)
‑
273
ꢀꢀ④
[0029]式
④
中：T
均热
为加热炉中的均热段温度，单位为：℃；[Ti％]、[C％]分别为钢种中Ti元素、C元素的质量百分含量，单位：％；K4、K5为系数，K4值的范围为2600～3000，K5值的范围为1400～1800，t
均热目标
为目标均热时间，单位：min，为K3值为0.00134，K2值为500时计算出的均热时间；
[0030]若T
均热
的计算结果大于1235℃，则以T
均热
作为均热段温度；
[0031]若T
均热
的计算结果不大于1235℃，则以1235℃作为均热段温度。
[0032](4)目标出钢温度
[0033]以下式
⑤
来计算铸坯在加热炉中的均热段温度：
[0034]T
出钢
＝7000/(2.75
‑
lg([Ti％]*[C％]))+K5([Ti％]‑
0.01)
‑
273
ꢀꢀ⑤
[0035]式
⑤...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于含钛热轧宽钢带钢种的生产方法，包括如下步骤：铁水预处理、转炉、LF精炼、板坯连铸、热连轧或半连轧、卷取，其特征在于，加热炉的工艺控制和卷取后的缓冷工艺控制，具体如下：(一)含钛热轧宽钢带钢种铸坯的加热炉工艺控制，具体如下：(1)铸坯总在炉时间入炉温度大于500℃的热坯以下式
①
来计算铸坯的总在炉时间：t
在炉
＝K1*H2+K2([Ti％]
‑
0.01)
‑
20
ꢀꢀꢀꢀ①
入炉温度小于等于500℃的冷坯以下式
②
来计算铸坯的总在炉时间：t
在炉
＝K1*H2+K2([Ti％]
‑
0.01)
ꢀꢀꢀ②
式
①
、
②
中t
在炉
为铸坯总在炉时间，单位：min；H为铸坯厚度，单位：mm；[Ti％]为钢种中Ti元素的质量百分含量，单位：％；K1、K2为系数，K1值的范围为0.0045～0.0055，K2值的范围为450～550；(2)均热时间以下式
③
来计算铸坯在加热炉中的均热时间：t
均热
＝K3*H2+K2([Ti％]
‑
0.01)
ꢀꢀꢀ③
式
③
中t
均热
为铸坯在加热炉中的均热时间，单位：min；H为铸坯厚度，单位：mm；[Ti％]为钢种中Ti元素的质量百分含量，单位：％；K3、K2为系数，K3值的范围为0.0013～0.0014，K2值的范围为450～550；(3)均热段温度以下式
④
来计算铸坯在加热炉中的均热段温度：T
均热
＝7000/(2.75
‑
lg([Ti％]*[C％]))+K4/t
均热目标
+K5([Ti％]
‑
0.01)
‑
273
ꢀꢀꢀ④
式
④
中：T
均热
为加热炉中的均热段温度，单位为：℃；[Ti％]、[C％]分别为钢种中Ti元素、C元素的质量百分含量，单位：％；K4、K5为系数，K4值的范围为2600～3000，K5值的范围为1400～1800，t
均热目标
...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪银，李广艳，王利，张庆峰，亓伟伟，
申请(专利权)人：山东钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：