薄板坯连铸连轧生产冷轧用低碳热轧带钢的力学性能
薄板坯连铸连轧技术及其ESP工艺
薄板坯连铸连轧技术及其ESP工艺陈燕才;张堂正【摘要】介绍了主要薄板坯连铸连轧工艺流程及其装备特点,分析了ESP新工艺的技术特性、工艺路线、设备参数,明确了ESP工艺在极薄带生产、"以热代冷"工艺上的显著优势.%Introducing process and equipment of the main thin slab casting-rolling, the paper analyzes the technical characteristics, process route and equipment parameters of the ESP process.The advantages of the ESP process in very thin slab production and "replacing cold with heat" technology are also discussed.【期刊名称】《武汉工程职业技术学院学报》【年(卷),期】2017(029)001【总页数】5页(P1-5)【关键词】薄板坯连铸连轧;ESP工艺;连铸连轧产线;无头轧制技术;CSP【作者】陈燕才;张堂正【作者单位】武钢研究院湖北武汉 430080;武钢研究院湖北武汉 430080【正文语种】中文【中图分类】TG162.8薄板坯连铸连轧技术自上世纪八十年末代投入工业化生产以来，由于其流程大别于此前的连铸加热连轧工艺，在不到三十年的时间里，得到了飞速地应用。
目前世界范围内薄板坯连铸连轧产线已近百条，产能接近2亿吨，形成了与传统连铸——热连轧工艺齐头并进的势头。
相比传统连铸——热连轧工艺，薄板坯连铸连轧技术将连铸、加(均)热和热连轧三大流程有机整合到一条产线内，优势十分明显：投资省，占地少，能耗低，成材率高，运行成本低，且通过无头轧制技术可生产传统热连轧工艺无法生产的薄材、极薄材，实现部分品种规格的“以热代冷”。
SS400热轧带钢力学性能控制
美 国 布 里 克 蒙 公 司 设 计 。薄 板 连 铸 坯 厚 度 采 用
７ ｍｍＮ９ ｍｍ （ 中 ７ ｍｍ 是采 用 了 ２ ｒｍ 的软 ０ Ｏ 其 ０ ０ ａ
压 下） Ｓ４ ０是 该 生产 线 的主 要产 品 ， 生产 量 占 ，Ｓ ０
６ ％ 以上 ，０ ７年 Ｓ ４ ０热 轧板 卷 出 口量 达 ３ ０ ２０ Ｓ０ ５万 ｔＳ ４ ０出 口钢 大 部分 产 品厚度在 ７ ｍｍ 以上 ， 。 Ｓ０ ． ０ 对
ｃ ｎ ｉｕ ｕ ａ ｔ ｇ ａ ｄ ｒ ｌ ｇ ｎ ｌｚ ｄ ｔ ｅ ｒ ｌｔ ｎ ａ ｎ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｐ ｏ ｅ ｔ ｓ ｃ ｅ ｃ ｌｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓ ｐ ｏ ｅ ｓ ｏ ｔ ｏ ｓ ｃ ｓｉ ｎ ｏ ｌ ，ａ ａ ｙ ｅ ｈ ｅａ ｏ ｍｏ ｇ ｔ ｃ ａ ｉａ ｒ ｐ ｒｉ 、 ｈ ｍｉａ ｏ ｏ ｅ ｔ 、 ｒ ｃ ｓ ｎ ｎ ｎ ｉ ｉ ｈ ｅ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｔ ．ｆ ｃｏ ｓ ｒ ｖ ｄ ｄ ｔｅ ｃ ｒｅ ａ ｏ ａ ｕ ｅ ｏ ｈ ｗ ｏ ｔ ｌｔ ｅ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｐ ｏ ｅ ｔ ｓ ｔ ｃ ｉｖ ｈ ａ ａ ｔ ｒｅ ｃ ａ ｔｒ ．Ｐ ｏ ｉ ｅ ｈ ｏ ｒ ｌｔ ｎ ｍｅ ｓ ｒ ｓ ｔ ｏ ｔ ｃ ｎ ｒ ｈ ｃ ａ ｉａ ｒ ｐ ｒｉ ｏ ａ ｈ ｅ ｅ ｔｅ ｉ ｏ ｏ ｅ
１ 前 言
唐 钢 薄板 坯 连 铸 连轧 生 产 线连 铸 采 用 意大 利
连 轧 生 产 线 生 产 过 程 中 ＳＰ控 制 很 低 ， 如 ｓ 、
００ ８ Ｐ ． ５ ． ％， ≤０Ｏ ％，这对 提 高产 品的综 合 性 能是 ０ ２ 有好 处 的 。 文主 要从 化学 成分 和控 制轧 制两 方面 本
构钢 中是 主要 的元 素 ，在 钢 中 以碳 化 物 的形 式存 在 ， 决 定钢 强度 的主 要元 素 ， 是形 成 珠 光体 的 是 也 主要 物质 ， 珠光 体在 钢 中 的多少又 决定 了钢 的强 而 度， 碳化物 在 钢 中的形 态和 多少 决定钢 的硬度 和强 度 ， 随着 Ｃ含 量 的增 加 钢 的强 度 、 即 硬度 、 磨 性 耐 增加 ， 而钢 的塑性和 韧 性下 降 。结合标 准 及生 产工
薄板坯连铸连轧CSP生产低碳钢板的组织特征
第36卷 第6期2001年6月 钢 铁IR ON A N D ST EELV ol.36,N o.6June2001薄板坯连铸连轧CSP生产低碳钢板的组织特征*康永林 柳得橹 傅 杰 李 晶 于 浩 王元立(北京科技大学)王中丙 李烈军(广州珠江钢铁有限责任公司)摘 要 对珠钢CSP线生产的低碳钢(Z J400)连铸坯及轧后的组织特征观察和硬度测定表明:CSP线生产的连铸坯铸态组织为较细的树枝晶,枝晶宽度为几微米到30 m,靠近表面层的枝晶宽度与中心区域差别很小。
经第一道次50%变形后,板坯组织明显细化,具有局部“树枝晶”特征,“枝晶”宽度约5 m,中心区域硬度降低。
成品薄板的晶粒尺寸平均为5 m,大多呈尖角型。
变形区应力、应变及温度分布的有限元模拟分析结果与实际组织分析结果吻合。
关键词 薄板坯连铸连轧 低碳钢 显微组织 有限元分析MICROSTRUCTURAL CHARACTERISTICSOF LOW CARBON STEEL STRIP PRODUCEDBY C SP TECHNOLOGYKANG Yonglin LIU Delu FU Jie LI Jing YU Hao WANG Yuanli(U niversity of Science and Technolog y Beijing)WANG Zhongbing LI Liejun(Guang zhou Zhujiang Iron and Steel Co.,Ltd.)ABSTRACT The microstructural characteristics and hardness have been studied on the lo w carbo n steel(ZJ400)thin slab and strip produced by CSP technolog y at Zhujiang Steel.The uniform fine dendrites w ith a w idth less than30 m are observ ed in continuously cast slab.After r eductio n of50%,the structure is obviously r efined and has partial“dendr itic feature”w ith a w idth of about5 m.T he hardness in central area decreases.M icr ostructure o f the ZJ400strip is mainly acicular fer rite,the averag e grain size is abo ut5 m.The finite element simulatio n of the stress,strain and tem peratur e distribution in defor matio n zone has been carried o ut.T he simulation results are in go od agreem ent w ith the ex perim ents.KEY WORDS co mpact str ip productio n,low carbon steel,m icrostructur e,finite element analysis1 前言薄板坯连铸连轧是当今世界钢铁工业具有革命性的前沿技术,它集科学、技术和工程为一体,将热轧板卷的生产在一条短流程生产线上完成,充分显示其先进性和科学性。
薄板坯连铸连轧生产冷轧基板的工艺与组织性能分析
２ 薄板坯连铸 连轧 的工艺特征分析
２１ 轧制工艺特点及板坯热历史比较 ． ＴＣ Ｓ Ｒ线的铸坯厚度一般在 ５ — ０ ｍ 当采用 ０ ９ｍ （ 动态软压下时， 可将结晶器出口６ ～ ０ ｍ软压下到 ０ ９ｒ ａ ５ — ０ ｍ左右）精轧机组 由 ５ ７ ０ ７ｍ ， ～ 机架组成。由薄 板坯 连铸连轧工 艺流程 的特殊技术组成和工艺特 点，决定其在连铸和轧制等主要工艺环节与传统工 艺的区别 ，下面简要地将二者在轧制工艺特点等方 面进行 比较 。 薄板坯连铸连轧工艺过程与传统连铸连轧工艺 的最 大不 同在 于热历 史不 同 ，图 １为二者 之 间工艺 过程流程的比较 ， ２ 图 为二者之间热历史的比较。 由 图１ 可见， 薄板坯连铸连轧ｌ艺过程中， Ｔ 从钢水冶炼 到板卷成品约为 ２ ｈ ． ，而传统连铸连轧ｒ艺所需 时 ５ Ｔ 问耍长得多。 ２ 图 清楚地表明， 在薄板坯连铸连轧工 艺中 ， 从钢水浇铸到板卷成品， 板坯经历了由高温到 低温 、 ＋ 由 转变的单向变化过程。而传统连铸连 轧工 艺中板坯的热历史 为 （ Ｉ ，－３ ，ｆ ） ａ －，） ２ ＇（ 】
维普资讯
第２卷 第２ ８ 期
２０ ０ ６年 ４月
山 东 冶 金
ｔｌｕ ｇ Ｓ ａ ｄ ｎ Ｍｅａｌ ｒ ｙ ｈｎｏｇ
Ｖ０．８． ． １ ２ Ｎｏ２ Ａｐｉ ２ ６ ｒｌ ００
・
专论 与综述 ・
薄板坯连铸连轧 生产 冷轧基板 的工艺 与组 织性 能分 析
康永林 ， 北京科技 大学材料加工与控制 ＿程系主任 ， ｒ 博
士， 教授 ． 博士生导师。主要从事连铸连轧 艺控制 、 ［ 汽
车板 、 金属材料半固态加工相关理 论技术和新产品开发 以及材料加工过程模 拟仿真研究，出版专著译著 ６板基板提 出了 新的课题 ， 即如何控制冷轧基板 的力学性能并使其 满足冷轧工艺及成形性能的要求。 本研究针对这一 课题进行分析 、 讨论 ， 并给出建议和初步生产性试验
低合金钢热轧薄宽钢带的微观组织和力学性能分析
低合金钢热轧薄宽钢带的微观组织和力学性能分析摘要：低合金钢热轧薄宽钢带在工程领域具有广泛的应用。
本文就低合金钢热轧薄宽钢带的微观组织和力学性能进行了分析。
通过对钢带的制备工艺、热处理工艺以及材料特性的研究，可以更好地理解低合金钢热轧薄宽钢带在不同应力状态下的性能表现。
研究结果表明，低合金钢热轧薄宽钢带的微观组织结构与其力学性能密切相关，并可通过合理的制备和处理工艺来改善其性能表现。
因此，对低合金钢热轧薄宽钢带的微观组织和力学性能研究具有重要的理论和实际意义。
1. 引言低合金钢热轧薄宽钢带作为一种重要的结构材料，具有优良的力学性能和广泛的应用领域。
在工程领域，低合金钢热轧薄宽钢带通常用于制造汽车、船舶、航空航天等领域的零部件，以及建筑、机械制造等行业的结构件。
2. 低合金钢热轧薄宽钢带的微观组织低合金钢热轧薄宽钢带的微观组织主要由晶粒、相组成和组织形貌等因素构成。
晶粒尺寸对钢带的塑性变形和断裂行为有重要影响。
相组成与合金元素的含量和配比有关，不同的相组成会导致钢带的力学性能差异。
组织形貌通常包括铁素体、奥氏体、贝氏体等，不同的组织形貌对钢带的硬度、强度和延展性等性能有显著影响。
3. 力学性能分析低合金钢热轧薄宽钢带的力学性能通常包括强度、硬度和延展性三个主要指标。
强度指钢带抵抗外力的能力，硬度指钢带的表面硬度，延展性指钢带的塑性变形能力。
力学性能的好坏与钢带的微观组织密切相关。
4. 制备工艺对微观组织和力学性能的影响低合金钢热轧薄宽钢带的制备工艺包括热轧工艺、退火工艺和淬火工艺等。
不同的制备工艺对钢带的微观组织和力学性能会产生显著影响。
热轧工艺对钢带的晶粒尺寸和相组成有重要影响，退火工艺可以调整钢带的组织形貌，淬火工艺可以提高钢带的强度和硬度。
5. 热处理工艺对微观组织和力学性能的影响低合金钢热轧薄宽钢带通过热处理工艺可以进一步调整钢带的微观组织和力学性能。
热处理过程中的加热、保温和冷却控制对钢带的相变和组织形貌有重要影响。
薄板坯连铸连轧工艺技术发展的概况
薄板坯连铸连轧工艺技术发展的概况摘要：薄板坯连铸连轧工艺问世这么多年来发展迅速,CSP、ISP、FTSR为代表的各种工艺技术的发展各具特色。
总的发展趋势是,提高铸机生产能力充分发挥后部连轧机的生产能力；改进品种质量,提高产品的市场覆盖率；采用无头轧制工艺、生产超薄规格产品,以取代部分冷轧产品的市场；应用范围扩大,越来越多的在以高炉铁水为原料的大型联合企业中得到应用,为该工艺的发展开拓了更广阔的前景。
关键词：薄板坯连铸连轧发展趋势1 前言薄板坯连铸连轧是20 世纪80 年代末开发成功的生产热轧板卷的新技术，该项技术发展很快，世界各钢铁发达国家已相继开发了各具特色的薄板坯连铸连轧技术，主要有SMS 开发的CSP（CompactStrip Production）、DEMAG 的ISP（Inline Strip Production）、日本住友的QSP（Quality Slab Production）、达涅利的FTSR（Flexible Thin Slab Rolling）和VAI 的CONROLL（Continue Rolling）以及美国蒂金斯（Tippins）的TSP（Thin Slab Production）等6 种类型。
图2典型的薄板坯连铸—连轧热带钢生产线薄板连铸连轧工艺与常规的工艺相比,由于它具有节能、投资省、生产周期短、劳动成本低及适应性强等优点,故引起了全世界的重视。
据统计全球各地已建成投产及在建的薄板坯连铸共约50流,总生产能力为5228万t/a。
2 几种主要类型的技术特点及其发展2.1 CSP工艺技术世界第一条CSP生产线薄板坯连铸连轧生产线已于1989年建成投产,因其工艺开发早,技术成熟,工艺及设备相对较简单可靠,故实际应用也最多。
至1997年末,SMS已签定的合同已有27流铸机。
CSP技术的主要特点是采用立弯式铸机漏斗形结晶器,最初的铸坯很薄,一般为40～50mm,未采用液芯压下,后部设辊底式隧道炉作为铸坯的加热均热及缓冲装置,采用5～6架精轧机,成品带钢最薄为1～2mm。
CSP技术的实践与发展_马钢模式
profilesorhigha功明h团entvalue.
KeyW如川一:由加51曲馏血9androlling:CSP:MaS忱哈1.记e
炉、一套七机架四辊CVC精轧机组、轧后控冷、
两台地下卷取机及钢卷运输系统等相应的配套设
施。CSP生产线工艺技术和装备水平代表了当今世
界薄板坯连铸连轧发展的最新水平。轧制速度为
20n公s，在同行中轧制速最快。设计生产能力为年产
热轧板卷200万吨。产品规格厚度为1.0(0名)~
12.7~，宽度为900~160()nun，产品最大卷重为
流程特点是，在精炼工序设置了RH真空脱碳和脱
气装置，在热连轧后配置了酸洗冷轧及其相关的生
产线。图1给出了马钢CSP生产系统工艺流程简图.薄板坯连铸连轧技术交流与开发协会第三次技术交流会论文集
由图l可见，在转炉毛SP一冷轧工艺流程线上，
主要配置了2、120吨顶喷铁水脱硫站、2、120吨顶
底复合吹炼转炉、2xl20吨钢包精炼炉、1xl20吨
RH真空处理炉、2台单流CSP薄板坯连铸机和1
套7机架热连轧机组、4机架6辊冷连轧机组、1
号镀锌线和即将投产的2号镀锌线、罩式退火炉以
及配套的重卷和纵横切机组，其中1号镀锌线主要
生产建筑板、2号镀锌线计划生产家电和汽车内板。
如图1所示，目前CSP生产的组产模式和相应
的终端产品有5种可选方案:(l)经钢水初精炼
28
.
8吨。产品主要用途以建筑用材为主，兼顾轻工
退火对薄板坯冷轧用料组织性能的影响
关 键词 ： 薄板 坯 连铸连 轧 ； 织性能优 化 ；Ｐ Ｃ； 学性能 ； 组 ＳＨ 力 冷轧 基料
摘 要： 为使薄板坯连铸连轧产品满足冷轧要求， 需要 降低屈服强度。从在线优化轧后冷却段 工 艺 即在 线 退 火的 角度研 究控制 冷轧 基料 的 强度 ， 组 织形 态及 晶粒尺 寸方 面探 索轧后 退 火 从
本文对薄板坯连铸连轧产品和传统技术产品组织和使用性能加以比较 ， 本着采用在线退火工艺思想 ， 从 改变组织形态及 晶粒大小方面人手探讨轧后退火工艺对组织性 能的影响 ， 从而进一步降低冷轧基料的屈服 强度 ， 使之适合冷轧要求。
１ 实验材料和研 究方法
１ １ 实验 材料 ．
实验材料来 自某 Ｆ Ｓ Ｔ Ｒ生产线所生产的冷轧料 Ｓ Ｈ ， Ｐ Ｃ 以及某常规生产线厚坯所生产 的 Ｓ Ｈ Ｐ Ｃ低碳板带
钢 。各 试样 的化 学成 分 见表 １ 。
表 １ 试样 的化学成分
１ ２ 研究 方 法 ．
为使薄板坯连铸连轧产品满足冷轧要求 ， 需要降低强度。由于薄板坯轧制 的产品晶粒细小 ， 畸变能高 ，
强度大。这里采用减小细晶强化效果来降低冷轧基料强度 。因此 ， 用退火的办法来粗化细晶组织 ， 进而降低
第３ ４卷
第３ 期
河北联合大学学报 （ 自然科学版 ）
Ｊｕ ｎｌ ｆ ｂ ｉ ｎｔ ｎｖｒｉ （ ａ ｒｌ ｃ ｎｅＥ ｉｏ ） ｏｒａ ｅ Ｕ ｉ ｄＵ ｉｅｓｙ Ｎ ｔ ａ Ｓｉ ｃ ｄｔｎ ｏ Ｈｅ ｅ ｔ ｕ ｅ ｉ
Ｖ １３ Ｎ ． ｏ． ４ ｏ３
２１ ０２年 ７月
Ｊ １２ １ ｕ．０ ２
文章编号 ：０５２ １ （ ０ ２ ０ － ６ －４ ２ ９ －７ ６ ２ １ ） ３０ ７０ ０
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第17卷第6期2005年12月 钢铁研究学报 Journal of Iron and Steel ResearchVol.17,No.6 Dec.2005作者简介:张树堂(19362),男,大学本科,教授级高工,钢铁研究总院副总工程师; E 2m ail :zhangangxh @ ; 修订日期:2005205214薄板坯连铸连轧生产冷轧用低碳热轧带钢的力学性能张树堂(钢铁研究总院总工程师办公室,北京100081)摘 要:综述了板坯连铸连轧生产冷轧用低碳热轧带钢力学性能偏高的现状以及性能强化机理。
讨论了性能软化的途径。
指出通过提高钢的纯净度、降低夹杂物含量、采用铁素体温度范围轧制、高温卷取(≥700℃)工艺以及硼微合金化等措施,可以得到屈服强度不超过255MPa 的冷轧用低碳热轧带钢,并生产出合格的冷轧深冲板。
关键词:连铸连轧;低碳钢;热轧带钢;力学性能中图分类号:T G 33515 文献标识码:A 文章编号:100120963(2005)0620010206Mechanical Properties of Low 2C arbon Steel Strip for Cold R ollingProduced by Thin Slab C asting and R ollingZHAN G Shu 2tang(Central Iron and Steel Research Institute ,Beijing 100081China )Abstract :The higher strength of low carbon steel strip produced by thin slab casting and rolling ,and its possible reason were described briefly.The softening procedure was discussed.It is found that increasing steel purity ,de 2creasing inclusion content ,rolling in the temperature range of ferrite ,increasing coiling temperature (≥700℃)and B microalloying are possible to obtain the yield strength ≤255MPa for low carbon steel strip and to produce cold rolled deep 2drawing strip up to standard.K ey w ords :casting and rolling ;low 2carbon steel strip ;mechanical property 目前,国内已投产7条以CSP 工艺为主的薄板坯连铸连轧(TSCR )生产线,另外还有6条即将投产。
2005年,薄板坯连铸连轧生产线的产量可达到2300万t ,其中一部分以中板和薄板热轧材供应市场,而另一部分为冷轧提供原料。
因为我国薄板坯连铸连轧生产线后几乎都建有酸洗-冷轧联合生产线,产量大多超过热轧带钢产量的50%,最多达75%。
这就要求必须提供合适的热带作为冷轧原料。
但是,根据目前的生产实际情况,国内外薄板坯连铸连轧生产线生产的低碳热轧薄带钢的力学性能均偏高,组织细小均匀,作为热轧材具有一系列优点,但是作为冷轧原料则因其力学性能偏高将出现一系列问题。
传统热连轧生产的SPCH 带钢的屈服强度(σs )平均值约为250M Pa ,而薄板坯连铸连轧生产的SPC H 带钢的屈服强度平均值约为315M Pa ,可见其屈服强度大约比传统热连轧生产的SPCH 带钢高26%。
这就意味着轧制同样规格的冷轧产品要多消耗26%的能量。
此外,对可轧薄规格的厚度受到限制,比如轧制同样薄规格的产品需降低坯料厚度等。
根据目前冷轧生产实际情况,尽管薄板坯连铸连轧热轧带钢的屈服强度偏高,但可以通过调整冷轧工艺生产出合格的SPCC 和SPCE 产品。
此外,人们仍力图通过降低连铸连轧生产的低碳热轧带钢的屈服强度来促进冷轧生产的顺行和得到高冲压性能的热轧薄带钢。
为此,有必要讨论在薄板坯连铸连轧生产条件下,降低低碳热轧带钢屈服强度的方法。
1 低碳热轧薄带钢的力学性能现状111 国外生产的低碳热轧薄带钢 国外的生产实践证明,各种薄板坯连铸连轧生产线所生产的低碳热轧薄带钢的屈服强度和抗拉强度都偏高,而伸长率良好(见图1[1]和图2[2])。
薄板坯连铸连轧工艺生产的低碳钢A ISI 1005,A ISI 1006的力学性能表明,按典型工艺(终轧温度880℃,卷取温度660～650℃)生产的热轧带钢,其屈服强度在270～320M Pa 范围内,平均值为285M Pa 。
A ISI 1006的屈服强度平均值为310M Pa 。
CSP 和ISP 工艺生产的低碳热轧薄带钢的屈服强度不低于270M Pa ,而传统热连轧带钢的屈服强度平均值约为260M Pa 。
112 国内生产的低碳热轧薄带钢 国内投产的薄板坯连铸连轧线,尽管轧机布置形式有所不同,但均按薄板坯连铸连轧工艺生产,其生产的SP HC 带钢的力学性能见图3。
其中,邯郸钢铁集团有限责任公司(以下简称邯钢)生产的典型牌号带钢的化学成分(质量分数,下同)及力学性能图1 Nucor 厂采用CSP 工艺生产的低碳热轧薄带钢的力学性能Fig 11 T ypical mechanical properties of low 2carbonsteel strip (NucorCSP)图2 A rvedi 厂采用ISP 工艺生产的热轧薄带钢的力学性能Fig 12 Typical mechanical properties of low 2carbonsteel strip (Arvedi ISP)图3 国内采用CSP 工艺生产的低碳热轧带钢(SPH C)的力学性能Fig 13 Typical mechanical properties of low 2carbonsteel strip (China CSP)平均值列于表1[3]。
珠江钢铁有限责任公司、包头钢铁集团公司、马鞍山钢铁股份有限公司和唐山钢铁集团有限公司(以下分别简称珠钢、包钢、马钢和唐钢)的连铸连轧厂生产的低碳热轧带钢的力学性能见图3。
2 低碳热轧带钢的强化机理 国内外对薄板坯连铸连轧低碳热轧带钢的强化机理进行了一系列的研究。
国外的研究结果认为其强化机理分为两方面[4,5]:一是薄板连铸坯偏析小,初始晶粒细,因而对产品性能均匀有利。
所以正确控制奥氏体区的轧制温度可获得晶粒很细的带钢;・11・第6期 张树堂:薄板坯连铸连轧生产冷轧用低碳热轧带钢的力学性能 表1 邯钢生产的典型牌号带钢的化学成分及力学性能T able 1 T ypical chemical composition and mechanical properties of SPH C and SPH D (H angang ,China)牌号化学成分/%力学性能CMn Si P S σs /MPaσb /MPaδ5/%SP HC SP HD010501280104010090100632538541二是连铸薄板坯内的碳化物、硫化物和氮化物的沉淀析出与传统板坯不同,这已从MnS 沉淀析出的样品分析结果得到证实。
薄板坯连铸的MnS 呈细小弥散分布;而传统连铸时,由于凝固慢、高温持续时间长,形成的MnS 沉淀物尺寸大(图4和图5)。
为防止因硫化物引起的形变硬化,钢中的硫含量必须降至超低含量水平(<01005%)。
国内也系统地研究了薄板坯连铸低碳钢的晶粒细化与强韧化机理,认为细晶强化是主要的强化方式,其次是沉淀强化(钢中存在纳米级的硫化物、氧化物、氮化物和碳化物,它们可能起到了沉淀强化的作用)和位错强化,而且沉淀强化和位错强化的贡献相当[6,7]。
图4 铁素体晶粒尺寸与MnS 夹杂物的关系Fig 14 R elationship betw een grain size offerrite and MnScontent图5 MnS 含量对硬度的影响Fig 15 E ffect of MnS content on hardness 可见国内外的研究结论基本一致,即薄板坯连铸连轧的低碳热轧带钢晶粒细小(平均晶粒尺寸约8μm ),同时存在细小弥散分布的硫化物、氧化物、氮化物和碳化物。
因此,要使热轧带钢软化应针对这两方面采取措施。
3 低碳热轧带钢的软化途径及可能性311 提高钢的纯净度和减少夹杂物的沉淀强化 因薄板坯连铸所用的浸入式水口直径很小,所以必须寻求一种特殊的脱氧工艺,以防止水口堵塞。
比如喷入钙铁粉,使钢中钙的质量分数达到0102%,可使钢中的Al 2O 3转变为CaO 2Al 2O 3复合氧化物,这对去除Al 2O 3夹杂物非常有效。
为了防止因硫化物引起的加工硬化(图5),钢中硫含量必须降至超低含量水平。
喷入钙铁粉能够达到这一要求。
控制氮含量,减少AlN 沉淀强化和N f 固熔强化。
此外,为了让夹杂物充分上浮,使用直结晶器也显得很重要。
在实际生产中,为提高钢水纯净度所采用的措施不尽相同,但降低碳含量和提高钢水纯净度可以使热轧低碳钢相应软化的目的则是一致的。
312 优化热轧工艺制度 采用铁素体温度范围轧制和高温卷取的优化热轧工艺制度可使低碳热轧带钢软化。
比利时CRM 的实验结果表明[4,5],在铁素体温度范围轧制(终轧温度为780℃)比在奥氏体温度范围轧制(终轧温度为850℃)对薄板坯连铸连轧更有意义。
在铁素体温度范围轧制能生产极薄(110mm )的热轧带钢,而且热轧带钢的屈服强度可达200M Pa ,这种热轧带可代替冷轧带使用。
图6示出低碳钢(ωC =0105%)在铁素体温度范围轧制(≤750℃)后卷取温度与屈服强度的关系。
CRM 实验用低碳钢的目标化学成分和铁素体温度范围轧制(750℃)、700℃卷取后带钢的力学性能列于表2。
・21・ 钢 铁 研 究 学 报 第17卷表2 CRM实验钢的目标化学成分和力学性能T able2 T arget composition and mechanical properties of experimental steel(CRM)化学成分/%力学性能C Mn Si(max)P(max)S(max)Al(s)N(t)σs/MPaσb/MPaδ5/%r01050122011501010010120104501003240320>28014图6 屈服强度与卷取温度的关系Fig16 R elationship betw een yield strength andcoiling temperature 我国唐钢薄板坯连铸连轧厂对化学成分为: C0105%、Mn0130%、Si0105%、P01014%、S 010042%、Al01023%的低碳钢按铁素体温度范围轧制工艺进行热轧,获得屈服强度为255M Pa 的带钢[8]。