一种短流程生产高强度薄带钢的方法技术

一种短流程生产高强度薄带钢的方法，采用双辊薄带连铸生产含有稀土元素Re的耐大气腐蚀钢铸带，经过热轧、冷却、防氧化强冷除磷，经过矫直后进行卷取。其中，带钢经过热轧，压下量不小于20%，终轧温度850-1000℃，然后经雾化冷却＋防氧化强化冷却（喷洒干冰）的分段式冷却方式，对高温带钢进行强化冷却，其中雾化冷却的冷却速率50-100℃/s；防氧化强化冷却速率100-200℃/s。通过这样的组合式分段冷却，可得到均匀的微观组织为贝氏体的钢种，贝氏体组织可以显著提高钢的强韧性。本发明专利技术尤其适用于表面粗糙度Ra<2μm的高强耐大气腐蚀薄带钢，典型带钢厚度为0.8-1.6mm，可以“以热代冷”供货。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及连铸工艺，特别涉及。
技术介绍
传统的薄带大都是由厚达70_200mm的铸坯经过多道次连续轧制生产出来的，而采用双辊薄带连铸工艺生产的铸带经过一道次或两道次轧制成为热轧带，经过除磷处理即可以投入市场使用。相比传统的带的生产工艺，前者的生产线比较短，所需要的能源比较少，是一种低碳环保的热轧薄带生产工艺。双辊薄带连铸典型的工艺流程如图1所示，大包I中的熔融钢水通过水口 2、中间包3以及布流器4直接浇注在一个由两个相对转动并能够快速冷却的铸辊5a、5b和侧封装置6a、6b围成的熔池7中，钢水在铸辊5a、5b旋转的周向表面凝固形成凝固壳并逐渐生长，进而在两铸棍棍缝隙最小处(nip点)形成1-5_厚的铸带11，钢带经由导板9导向被夹送辊12送入轧机13中轧制成0.7-2.5mm的薄带，随后经过喷淋冷却装置14冷却，经输送辊道15至双边剪16切边、飞剪17切头后进入卷取机22、22’卷取成卷。废料经飞剪导板23至废料坑24。在应用此工艺的生产过程中金属的凝固时间比较短，产品晶粒细化、材料强度、延伸率等性能均有所提高。而且，薄带连铸生产的带钢，尤其是厚度小于2_的薄规格热轧带，如果性能允许，可以直接用来替代冷轧产品(以热代冷)，使得薄带连铸的产品领域得到大大的拓展，所以其产品生产成本低,性价比更加突出。大多数冷轧产品的表面质量要求比较高，表面不能够有锈蚀，而且表面粗糙度也比较低，限制了薄带连铸产品的应用，但是，目前市场上有一些应用领域需要厚度薄、表面要求不高的薄带钢，这种材料规格可以采用薄带连铸工艺进行制造。要使薄带连铸的热轧产品达到如此高的要求，需要对热轧板进行表面去氧化皮处理，并提高后者的表面质量。通过两个途径提高表面质量。一方面在薄带连铸生产过程中，要尽量控制带钢表面生成的氧化皮厚度，另一方面，薄带连铸在线热轧后的带钢要进行相应的表面处理，比如酸洗或其他方式的除磷，以提高带钢的表面质量。另一方面，利用薄带连铸生产某些钢种可以得到表面质量优于传统工艺生产的热轧板，比如，采用薄带连铸生产的耐大气腐蚀钢，带钢表面会富集一层耐腐蚀性元素，如Cu、P、Cr等，可以大大提高带钢的抗腐蚀性能。假如这样的带钢经过传统的湿法化学一酸洗除鳞的方法，会对带钢表面层造成破坏，使带钢表面富集的耐腐蚀性元素层，如Cu、P、Cr等消失或减少，从而降低耐腐蚀性能。实际上，为了利于轧制，薄带连铸生产工艺中必须十分注意控制铸带表面的氧化皮厚度，如在图1所示的典型工艺中，在铸辊5直至轧机13入口均采用密闭室装置防止铸带氧化，在密闭室10内如专利US6920912添加氢气以及在专利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。此外，采用层流冷却或喷淋冷却，其冷却强度有限，很难生产屈服强度550MPa以上的高强钢种。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供，利用薄带连铸工艺生产薄规格的高强钢带钢，铸带热轧后经过分段式强化冷却同时进行氧化皮控制结合在一起的工序，进一步缩短生产线的长度，提高生产率。同时强化冷却可以提高带钢的强度，细化晶粒，提高其延展性，尤其适用于某些高强钢的制造，生产的薄带连铸产品以热代冷供货，提闻广品的性价比。本专利技术适用于用双辊式薄带连铸机浇注厚度l_5mm的金属铸钢带，尤其是高强度钢带钢。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是:薄带连铸高强度薄带钢的方法,其包括如下步骤:a)冶炼按下述成分冶炼，其化学成分质量百分比为:C 0.02-0.15%，Si0.20-0.6%，Mn0.2-1.5%, P 0.02-0.3%, S ≤ 0.006%, Cr 0.40-0.8%, Ni 0.08-0.40%, Cu 0.3-0.80%, Nb0.010-0.025%, Ti 0.01-0.03%, Al 0.01% ~0.06%, Re 0.02-0.25% ;区域为 Fe 和不可避免杂质；上述元素之间要满足如下关系:耐腐蚀性指数I≥7:1=26.0lXCu+3.88xNi+l.2XCr+l.49XSi+17.28xP+5.18XRe-7.29XCuxNi_9.1xNixP-33.39X (Cu)2焊接冷裂纹敏感性系数Pcm ( 0.18%:Pcm = C + Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Mo/15+Ni/60+V/10+5Bb)铸造采用双辊薄带连铸工艺，铸辊直径500-1500mm，浇铸速度60-150m/min，将钢水连铸形成1.0-2.0mm厚的铸带；c)在线热轧铸带经过一道次或两道次的在线热轧，轧制成0.7-1.5mm厚度的带钢，热轧压下量不小于20%，终轧温度850-1000°C ；d)冷却采用雾化冷却，将雾化的冷却水雾直接喷洒在带钢表面，使带钢表面温度均匀下降、冷却，冷却速度50-100°C /s ；e)破磷、吹扫采用三辊破磷装置，对带钢表面破磷；采用气体吹扫以去除带钢表面散落的金属氧化皮；f)防氧化强化冷却、除磷气体夹裹干冰直接喷射在带钢表面除磷和强化冷却，干冰与惰性气体或压缩空气混合的混合体积比为5: f 10:1，以0.5-5MPa的压力直接将干冰喷射在带钢表面，冷却速度100-200 0C /s ；g)矫直、卷取将带钢矫直后卷取，卷取温度为520-660°C;最终的带钢性能达到屈服强度550MPa以上，抗拉强度达到600MPa以上，延伸率达到18%以上。进一步，所述的吹扫气体压力0.5-1.5MPa。所述的吹扫气体气体优选为氮气。又，所述的三辊破磷装置采用三个小辊错位压下的破鳞单元，三辊破磷机中的上辊是压下辊。另外，步骤f)防氧化强化冷却、除磷工序中，对喷射干冰前后的带钢设置温度检测装置，用于实时监控带钢表面温度，并反馈给产线控制系统，控制系统根据反馈值控制喷雾冷却装置和防氧化强化冷却干冰除磷、冷却的冷却速度，从而实现带钢冷却速度的闭环控制。本专利技术采用薄带连铸生产上述成份的高强度耐大气腐蚀钢时，带钢表面会富集一层耐腐蚀性元素，如Cu、P、Cr、Re等，可以大大提高带钢的抗腐蚀性能。富集在基体表面层的耐腐蚀元素，它们会由于酸洗遭受破坏而变薄，从而影响板带钢的抗腐蚀性能。稀土元素Re是一种很强烈的表面活性元素，能够在薄带连铸过程中富集在带钢表面，形成一层保护膜，有利于提高带钢的抗腐蚀性能；同时稀土元素的固溶强化作用明显，能够提高钢的强度；而且稀土元素在中国储量丰富，方便使用。带钢经过热轧压下量不小于20%的热轧轧制，终轧温度850-1000°C之间，然后经过雾化冷却+防氧化强化冷却(喷洒干冰)的分段式冷却方式，对高温带钢进行强化冷却，其中雾化冷却的冷却速率在50-100°C /s ;防氧化强化冷却的本文档来自技高网...

【技术保护点】
薄带连铸高强度薄带钢的方法，其包括如下步骤：a)冶炼按下述成分冶炼，其化学成分质量百分比为：C?0.02?0.15%，Si0.20?0.6%，Mn?0.2?1.5%，P?0.02?0.3%，S≤0.006%，Cr?0.40?0.8%，Ni?0.08?0.40%，Cu?0.3?0.80%，Nb?0.010?0.025%，Ti?0.01?0.03%，Al?0.01%～0.06%，Re?0.02?0.25%；其余为Fe和不可避免杂质；上述元素之间要满足如下关系：耐腐蚀性指数I≥7：I=26.01×Cu+3.88xNi+1.2×Cr+1.49×Si+17.28xP+5.18xRe?7.29×CuxNi?9.1xNixP?33.39×(Cu)2焊接冷裂纹敏感性系数Pcm≤0.18%：Pcm＝C＋Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Mo/15+Ni/60+V/10+5Bb)铸造采用双辊薄带连铸工艺，铸辊直径500?1500mm，浇铸速度60?150m/min，将钢水连铸形成1.0?2.0mm厚的铸带；c)在线热轧铸带经过一道次或两道次的在线热轧，轧制成0.7?1.5mm厚度的带钢，热轧压下量不小于20%，终轧温度850?1000℃；d)冷却采用雾化冷却，将雾化的冷却水雾直接喷洒在带钢表面，使带钢表面温度均匀下降、冷却，冷却速度50?100℃/s；e)破磷、吹扫采用三辊破磷装置，对带钢表面破磷；采用气体吹扫以去除带钢表面散落的金属氧化皮；f)防氧化强化冷却、除磷气体夹裹干冰直接喷射在带钢表面除磷和强化冷却，干冰与惰性气体或压缩空气混合的混合体积比为5:1~10:1，以0.5?5MPa的压力直接将干冰喷射在带钢表面，冷却速度100?200℃/s；g)矫直、卷取将带钢矫直后卷取，卷取温度为520?660℃；最终的带钢性能达到屈服强度550MPa以上，抗拉强度达到600MPa以上，延伸率达到18%以上。...

【技术特征摘要】
1.薄带连铸高强度薄带钢的方法，其包括如下步骤: a)冶炼 按下述成分冶炼，其化学成分质量百分比为=C 0.02-0.15%，Si0.20-0.6%，Mn0.2-1.5%, P 0.02-0.3%, S ≤ 0.006%, Cr 0.40-0.8%, Ni 0.08-0.40%, Cu 0.3-0.80%, Nb0.010-0.025%, Ti 0.01-0.03%, Al 0.01% ~0.06%, Re 0.02-0.25% ;其余为 Fe 和不可避免杂质；上述元素之间要满足如下关系: 耐腐蚀性指数I≥7:1=26.0lXCu+3.88xNi+l.2XCr+l.49XSi+17.28xP+5.18xRe_7.29XCuxNi_9.1xNixP-33.39X (Cu)2 焊接冷裂纹敏感性系数Pcm≤0.18%:Pcm = C + Si/30+(Mn+Cu+Cr)/20+Mo/15+Ni/60+V/10+5B b)铸造 采用双辊薄带连铸工艺，铸辊直径500-1500mm，浇铸速度60-150m/min，将钢水连铸形成1.0-2.0mm厚的铸带； c)在线热轧 铸带经过一道次或两道次的在线热轧，轧制成0.7-1.5mm厚度的带钢，热轧压下量不小于20%，终轧温度850-1000°C ； d)冷却 采用雾化冷却，将雾化的冷却水雾直接喷洒在带钢表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建春，叶长宏，张健，方园，于艳，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：