專利名稱：基于薄板坯連鑄連軋流程生產低碳貝氏體高強鋼的方法
技術領域：
本發明涉及一種基于薄板坯連鑄連軋流程生產用于大型電伊、推土 機、自卸車、油氣管線、鉆機及煤炭綜采機械、汽車起重機吊臂、轉臺、 加長(加重)集裝箱主脊梁、重型汽車結構等各類工程機械上的其屈服強度達600MPa級的低碳貝氏體高強鋼的方法。
技術背景低碳貝氏體鋼是一類高強度、高韌性、多用途新型鋼種，它的出現 是近30年來社會需求和現代冶金技術發展的必然結果，由于這類鋼中 的碳含量已大幅度降低，因而徹底消除了碳對貝氏體組織韌性的不利影 響，在控軋控冷后可得到極細的含有高位錯密度的貝氏體基體組織。這 類鋼的強度不再依靠鋼中碳含量，而主要是通過細晶強化、位錯及亞結 構強化、鈮和鈦微合金元素的析出強化等方式來保證，鋼的強韌性匹配 極佳，尤其是具有優良的焊接性能和抗氫致開裂能力。雖然國外早在40年前就認識到超低碳貝氏體鋼所具有的優異性能， 由于當時冶煉超低碳鋼在工藝上存在許多困難，因而這種鋼的實際研究 直到80年代初才由日本新日鐵公司首先開始。最新冶煉技術的發展已 為在工業生產超低碳貝氏體鋼提供了可能。McEvily于1967年釆用Mn、 Mo、 Ni、 Nb合金化研制成分為0. 03%C、 0. 7%Mn、 3%Mo、 3%Ni、 0. 05飾的ULCB鋼，經熱機械控制(TMCP)處理后, 屈服強度達到700MPa，且具有良好的低溫韌性和焊接性能。日本鋼鐵公 司研制了 X70和X80超低碳控軋貝氏體鋼，其屈服強度高于500MPa，脆 性轉變溫度(FATT)小于-80。C，它既可以作為低溫管線鋼，也可作為 艦艇系列用鋼。20世紀90年代DeArDo等開發出ULCB-100型超低碳貝 低體中厚鋼板(含碳量低于0.03%)，其化學成分為(質量百分數) 0. 02-0. 03C、 1. 0Mn、 3. 0Ni、 1. 5-3. 0Mo、 0. 50Cr、 0. 055Nb、 0. 020Ti、 0. 008N、 0. OOIB，屈服強度可高達700MPa，且FATT可提高到-50。C。巴西學者通過模擬高強低合金貝氏體鋼的控軋控冷工藝過程，研究了控軋 控冷工藝參數對其微觀組織和力學性能的影響，發現軋制后冷卻速率與 終軋溫度是主要的控制工藝參數。波蘭學者研究了在熱軋、淬火及回火 條件下超低碳貝氏體鋼的微觀組織與力學性能，研究表明，可以獲得屈服強度大于650Mpa、低溫沖擊性能為200J (213K)的應用于造船、海 上石油鉆采平臺、壓力容器及高性能結構部件的超低碳貝氏體鋼板。國內低碳貝氏體高強鋼的發展比國外落后數十年，目前我國鞍鋼、 武鋼、舞鋼、濟鋼和寶鋼等企業均生產過低碳貝氏體鋼板。總體上講， 國內鋼鐵企業基本上是跟蹤國外的技術，采用與國外類似的合金化體 系，技術上主要采用微合金化和控軋控冷技術。清華大學在研究中發現，Mn在一定含量時，可使過冷奧氏體等溫轉 變曲線上存在明顯的上、下C曲線分離，發明了 Mn-B系空冷貝氏體鋼。 此研究突破了空冷貝氏體鋼必須加入Mo、 W的傳統設計思想，研制出中 高碳、中碳、中低碳、低碳Mn-B系列貝氏體鋼。西北工業大學以Mn和阻礙碳化物析出元素為主加合金元素，以Mo、 Cr、 B、 W、 Re等之一或多種為附加合金元素，通過多年的研究提出了由 碳含量過飽和的貝氏體鐵素體和殘余奧氏體組成的準貝氏體，并成功研 制了系列準貝氏體鋼。與一般結構相比，新型準貝氏體鋼具有更好的強 韌性配合，其力學性能超過了典型貝氏體鋼、調質鋼和超高強度鋼。.山東工業大學4艮據貝氏體相變原理，通過合理控制成分和優化冷卻 制度，并運用細晶強化、彌散強化等主要強韌化機制及其迭加效應，采 用微合金變質處理，開發了 Mn-Si-RE-Al-B系空冷貝氏體鋼，它是一種 隱晶或細針狀貝氏體的高品質或高級貝氏體鋼。我國低碳貝氏體鋼的控軋控冷研究和應用相對較晚，在20世紀80 年代初才開始這方面的工作。武鋼1999年開始試制板厚12—30mm、抗 拉強度達到590MPa 、 685MPa級別的低(超低)碳貝氏體結構板，產品 采用鐵水預脫硫、RH真空處理工藝降低C含量,、增添Mo、 B、 V、 Nb等 合金元素，且需熱處理。濟鋼研制開發了一種新型的貝氏體高強鋼 (C-Si-Mn-Cr系),其特點是鋼中不加入昂貴的Ni、 Mo、 B等元素，而用少量普通元素V、 Mn、 Cr合金化，以低廉的合金成本代價就能使鋼板 TMCP處理后空冷自硬，從而節約大量熱處理費用，降低了生產成本和生 產難度。攀枝花鋼鐵公司與清華大學、二汽合作開發的貝氏體微合金非 調質鋼12Mn2VB代替45調質鋼制造汽車軸，效果良好。寶鋼集團上海梅山有限公司采用Nb、 Ti、 B并據用戶需要添加少量 的Cr、Cu來微合金化，經控軋控冷后生產出屈服強度為450MPa、 550MPa、 650MPa三個級別的熱軋低碳貝氏體復相鋼。鞍鋼采用控軋控冷工藝試制 了抗拉強度為600MPa、 700MPa、 800MPa、 900MPa的低碳貝氏體中厚板。采用奧氏體再結晶、未再結晶、奧氏體與鐵素體兩相區三段控軋工 藝并配合相應的壓下率，舞鋼試制成功了低碳貝氏WDB620、 DB690及 TO70。綜上所述，低碳貝氏體高強鋼的研究與開發生產在國內外的傳統流 程上，從成分設計的種類到生產工藝控制技術已基本成熟，已開發生產 出不同成分系列和強度級別的低碳貝氏體鋼板。國內外基于薄板壞連鑄連軋流程生產600MPa級低碳貝氏體高強鋼 還未見報導。基于薄板壞連鑄連軋采用Ti、 Nb微合金化產生屈服強度600MPa的 低碳貝氏體鋼板的新的成分設計和工藝和國內外還未見報道。由于薄板 坯連鑄連軋的冶金流程、材料的冶金凝固過程特征、相變歷史和工藝過 程同傳統流程均有不同，因此需要在冶金成分設計以及工藝控制上采取 新的設計和工藝路線，以較低成本生產適合于薄板坯連鑄軋流程的低碳 貝氏體高強鋼板，以滿足市場需求。 發明內容本發明的目的在于提供一種基于薄板坯連鑄連軋流程采用鈦、鈮微 合金化生產具有較高強度、較好韌性、低韌脆性轉變溫度及良好焊接性 能的屈服強度達600MPa級低碳貝氏體高強鋼板的方法。.為實現上述目的，本發明采用的技術方案是本發明包括鋼種的成 分設計和冶金生產工藝。轉爐或電爐冶煉、精煉、薄板坯連鑄、薄板坯凝固后在高溫(950 110 0 °c)下直接進入輥底式加熱爐、熱連軋機組軋制、層流冷卻、巻取 等工藝流程，進行600MPa級低碳貝氏體蒿強鋼的冶金成分設計和冶金 工藝控制。采用常規方法在氧氣頂底復合吹煉轉爐內冶煉。倒盡濺渣護爐后的 殘渣，將鐵水倒入氧氣頂底復合吹煉轉爐，并向轉爐爐內加入5 — 15% 的低硫、低磷優質廢鋼或生鐵，向轉爐內加入石灰、輕燒白云石、'燒結 返礦、螢石等。在整個吹煉過程中對轉爐進行全程底吹氬。當鋼液溫度 > 1680匸時及鋼液中的碳、磷、硫符合要求時采用擋渣棒擋渣出鋼，控 制下渣量4《kg/吃鋼。紅包出鋼，出鋼前30秒開始對空鋼包吹氬處理，出鋼時間》3min，在 出鋼過程中向鋼包鋼液中加入石灰3. 5-4. 5kg/摘、預熔渣1. 80-2. 20kg/,、 調渣劑1. 2-1. 8kg/嚇從轉爐鋼液出完1/3開始向鋼包鋼液中依順序加入 鉬鐵合金(Fe-Mo) 0. 0-7.0kg/摘、金屬錳12. 0-24. Okg八屯鋼、鉻鐵(C 《0. 25% ) * (Fe-Cr ) 4. 0—11. Okg/,屯鋼、/圭4失* (Fe-Si) 1. 5-6. Okg/叱鋼 及鋁塊1. 5-2. Okg/,屯鋼，將裝滿轉爐鋼液的鋼包送吹氬站處理，吹氬壓力為0. 3-0. 4MPa。在 p欠氬站對鋼液吹氬3min后測溫，當鋼液溫度> 1570°C時，出吹氬站。將經吹氬站吹氬處理后的鋼液送入LF爐對鋼液進行精煉處理。當 鋼液進LF爐后，先用500-600NL/rain的氬氣流量將鋼液攪拌l-2min, 以Y更化渣，送電升溫時吹氬氣流量保持在200-300NL/min，脫硫時吹氬 氣流量加大到300-400NL/min;軟吹時渣面棵露直徑小于100mm,軟吹 氬氣時間大于6min，正常吹氬壓力為0. 3-0. 4MPa,最大吹氬壓力不超 過0. 8MPa。根據鋼液渣況及鋼液中的[S]含量向鋼液中加入石灰脫硫，加入預 溶渣和調渣劑進行調漆，使渣中四元堿度R-l. 9-2. 2,渣中氧化錳與氧 化亞鐵含量之和〈1. 0%。所述石灰選自CaO>90%、 Si02《2.5°/。、 S《 0.05%、 P《0. 05%、水分《0.2%、活性度大于300、粒級為10-4(kni的石 灰，而預熔渣和調渣劑為巿場可買產品，已有技術。當LF爐內精煉渣白后向鋼液中加入鈦鐵(Fe-Ti)、鈮鐵(Fe-Nb )，其加入量為鈦鐵0. 5-4. Okg/化鋼、4^失0. 5-1. Okg/,屯鋼。向鋼液中喂入鋁線、 硅釣(Si-Ca )線和硼線，鋁線和硅鈣線的加入量根據鋼液中 [Als]-O. 020-0. 060%及鋼液中[Ca]/[Als]之比在0. 09-0. 12之間來確定 硼線的喂入量按鋼液成分[B]-O. 0 ~ 0. 002°/。來確定。經LF爐精煉后的合 格鋼液送薄板坯連鑄機連鑄成薄板坯首先采用伸入式水口將鋼液注入 連鑄中間包，從鋼包注入連鑄中間包的第一爐鋼液的溫度控制在 1585-1595°C，連澆過程中各爐次的鋼液溫度控制在1575-1585。C之間。 鋼包開澆后，在連鑄中間包10-14噸時對鋼液測溫，開澆時將低碳鋼保 護渣覆蓋在結晶器的鋼液表面上，所述低》友鋼保護渣是已有技術，市場 可買產品，在鋼液表面上使用低碳鋼保護渣可對鋼液起保溫、潤滑、隔 熱及防止二次氧化的作用。正常澆鑄時連鑄中間包鋼液過熱度控制在 20-40。C范圍，連鑄拉速為3. 5-4. 5m/min。薄板坯凝固后在950 - 1100 。C溫度下直接進入溫度大于或等于1150。C的輥底式加熱爐中加熱，薄板 坯從輥底式加熱爐出來后的出爐溫度為1050 ~ 1160°C ，此溫度能使奧氏 體充分固溶，薄板坯在輥底式加熱爐中的頭尾溫度差《土10。C。薄板坯從輥底式加熱爐中出來后對薄板坯表面用除鱗機除鱗，所用 除鱗機為已有技術。除鱗機的進口壓力為160-200Pa，除鱗機的出口壓 力為200-300Pa。除鱗后的薄板坯用熱連軋機組軋制，熱連軋機組的第一機架壓下率 不小于40%，末機架壓下率不小于12%，經熱連軋機組軋制后的板材終軋 溫度為840-860°C，板材經層流^P后在550-600。C的溫度下進行地下ipl成 為M。基于薄板趙連鑄連軋流程生產鈥、镅J效^r化低碳貝氏體板材的屈 月良強度范圍在590 670MPa,板材厚度為3. 0-12. Omra。采用如上技術方案提供的一種基于薄板坯連鑄連軋流程生產低碳貝氏體高強鋼的方法與現有技術相比，技術效果在于發揮薄板坯連鑄連軋短流程工藝的特點，根據鋼的晶粒細化和納米尺寸析出物析出強化以及位錯強化等綜合強化原理，采用鈦、鈮微合金 化技術生產高性能鋼板，鋼的冶金成分較簡單，合金化生產成本較低， 可穩定地獲得鋼板的高強韌性、高成形性能和良好的焊接性能，是用于生產油氣管線、煤炭綜采機械、汽車起重機吊臂、加長(加重)集裝箱主脊梁和重型汽車結構等各類工程機械的理想板材。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明的具體實施方式
作進一步的詳細描述。 可采用轉爐冶煉或電爐冶煉。在氧氣頂底復合吹煉轉爐中冶煉低碳貝氏體高強鋼，選自現有的公稱容量為ioo噸的氧氣頂底復合吹煉轉爐。倒盡濺渣護爐后的殘渣，將高爐鐵水兌入轉爐爐內，并向轉爐爐內加入5-15%的廢鋼或生鐵，按常 規冶煉方法向轉爐爐內加入石灰、輕燒白云石、燒結返礦、螢石。頂吹 氧，全程底吹氬，吹氬強度一般控制在0. 02-0. 05NmVmin ',屯鋼。終點時 取樣測溫，當鋼液成分[C] < 0. 04%、 [P] < 0. 01%、 [S] < 0. 03°/。及溫度> 168(TC停止頂吹氧，保持底吹氬操作，.采用擋渣棒擋渣出鋼，下渣量控 韋ij/j^ < 4kg/。屯鋼。在出鋼前30秒開始對經過烘烤、溫度達800。C以上的空鋼包，即紅 包進行吹氬處理，紅包出鋼，出鋼時間> 3min,'在出鋼過程中向鋼包鋼 液中加入石灰3. 5-4. 5kg/叱鋼、預熔渣1. 8-2. 2kg/摘、調渣劑1. 2-1. 8kg/ 摘。從轉爐鋼液出完1/3開始向鋼包鋼液中依次加入0. 0-7. OkgA^I目鐵 合金、12. 0-24. 0kg/化^^r屬4孟、4. 0-11. Okg/,屯^!4失妙、1. 5—6. 0kg/。屯W 圭4失 合金及鋁塊1. 5-2. Okg/摘，當鋼液出完3/4時合金加完。將裝滿轉爐鋼液的鋼包送吹氬站處理，吹氬壓力為0. 3-0. 4MPa，在 吹氬站鋼液吹氬處理3min后測鋼液溫度，當鋼液溫度> 1570°C，鋼包出 吹氬站。將經吹氬站吹氬處理后的鋼液送LF爐對鋼液進行精煉處理。當鋼 液進LF爐后先用500-600NL/min氬氣流量將鋼液攪拌1-2min,送電升 溫時氬氣流量為200-300NL/min,其中送電電壓為交流240-300V、電流 30—40千安，所述LF爐為鋼包精煉爐。根據渣況及鋼液中的硫含量[S] 向鋼液中加入石灰脫硫，脫硫時吹氬氣流量為300-400NL/min,鋼液溫 度控制在160(TC左右有利于脫碌u。向鋼液中加入預熔渣和調渣劑進行調 渣，使渣的四元堿度R-1.9-2.2，所述四元堿度R可表示為(CaO+MgO)/(Si02+Al203),使渣中氧化錳(MnO)與氧化亞鐵(FeO)含量之和小于 1.0%,即(MnO+FeO) < 1. 0%。渣白向鋼液中加入鈦鐵和鈮鐵，其加入量 為0. 50-4. OOkg/叱鋼鈦鐵(Fe-Ti )、 0. 5-1. Okg/。屯鋼鈮鐵(Fe-Nb )。對鋼液 進行微合金化處理后向鋼液中喂鋁線、硅鈣線和硼線，將鋼液中的酸溶 鋁[Als]控制在0.020-0. 060%,硅鈣線的喂入量可從鋼液中 [Ca]/[Als]=0. 09-0. 12來確定，即鋼液中的鈣含量與酸溶鋁含量之比等 于0. 09-0. 12，硼線的喂入量按鋼液成分[B]-O. 0—0. 002%的成分確定。 經LF爐精煉后的鋼液成分為[C]=0. 03-0. 08%, [Si]-O. 10-0. 40%、 [Mn]-l. 00-2. 00%、 [P] < 0. 020%、 [S]《0. 008%、[Nb]=0. 03-0. 06%、 [Ti]-O. 01-0. 10%、 [Mo] =0. 00-0. 40%、 [Cr] =0. 20-0. 60%、 [B]=0. 00~ 0.002%、 [Als]=0. 020-0. 060%。其中碳含量控制在0. 03-0. 08%，采用低 的碳含量可以保證巻板具有良好的韌性和焊接性能；錳含量控制在 1.00~2. 00%，除提高強度外，錳可以提高奧氏體的穩定性，在一定的 冷卻速度下，抑制奧氏體向鐵素體和珠光體轉變，使貝氏體相變開始點 (即Bs點)下降，有利于貝氏體板條的形成和細化，同時還可減少析出 碳化物的尺寸，促進沉淀強化效應；鉬含量為0 ~ 0. 4%,鉬能強烈抑制 奧氏體向鐵素體和珠光體轉變，而對奧氏體向貝氏體的轉變則沒有什么 影響，故而能在很大冷卻范圍內得到貝氏體組織；鈮含量一般控制在 0. 03 ~ 0. 06%，主要是起細化晶粒和吸出強化的作用，鈮還可提高再結 晶溫度，通過控制控冷(即TMCP)可有效細化晶粒，改善因析出強化造 成的韌性降低，從而使巻板獲得高強度及高韌性的綜合性能；鈦含量要 求控制在0. 01 ~ 0. 10%,主要是通過在高溫區形成的TiN阻礙原奧氏體 晶粒的長大以及在低溫區析出的Ti(C、 N)起細化晶粒和析出強化的作 用。將如上合格鋼液送連鑄機連鑄成薄板坯。從鋼包注入連鑄中間包的 第一爐鋼液的溫度控制在1585-1595°C，連澆過程中各爐次的鋼液溫度 控制在1575-1585°C。鋼包開澆后在連鑄中間包10-14噸時測量鋼液溫 度，正常澆鑄時連鑄中間包鋼液過熱度控制在20-40°C。在結晶器的鋼 液表面上覆蓋低碳鋼保護渣，薄板坯連鑄，連鑄拉速為3. 5-4. 5m/min。凝固后的薄板坯在直接進入輥底式加熱爐時的入爐溫度控制在95 0 ~ 1100。C范圍，薄板坯在溫度大于或等于1150。C的輥底式加熱爐中加熱， 加熱后的薄板坯出爐溫度為1050 ~ 1160°C,所述輥底式加熱爐亦稱輥底 式均熱爐。薄板坯從輥底式加熱爐中出來后用除鱗機對薄板坯表面除鱗，除鱗 機的進口壓力為160-200Pa、出口壓力為200-300Pa，除鱗后的薄板坯 用熱連軋機組軋制，熱連軋機組的第一機架壓下率不低于40%,熱連軋 機組的末機架壓下率不低于12%。熱軋后的板材終軋溫度為840-860°C, 厚度為3. 0~ 12. Omm，采用層流冷卻。冷卻后的板材在溫度為550-600 。C的條件下進行地下巻取成為板巻。采用薄板坯連鑄連軋流程生產鈦、鈮纟鼓合金化低碳貝氏體鋼板的屈 服強度范圍在590 ~ 670MPa，抗拉強度可達730-830MPa、延伸率為 17.0-21.0%, d-3a的寬冷彎合格。實施例一，用轉爐冶煉倒盡濺渣護爐后的殘渣，將高爐鐵水兌入公稱容量為100t的頂底復合吹煉轉爐爐內，加入ioy。的廢鋼，頂吹氧。向爐內加入石灰、輕燒白云石、燒結返礦、螢石，轉爐全程底吹氬，吹氬氣強度為 0. 04NmVmin .A鋼，終點取樣分析；當鋼液成分[C]《0. 04%、 [P] < 0. 01%、 [S] < 0. 03°/ 及終點溫度為1680。C時停止頂吹氧，保持底吹 氬操作，采用擋渣棒擋渣出鋼，下渣量為4Kg/,4鋼,出鋼前30秒開始對紅鋼 包進4亍吹氬處理，紅包出鋼，出鋼時間為3min,在出鋼過程中向鋼包鋼 液中加入石灰4. 4kg/化鋼、預熔渣2. Okg/核、調渣劑1. 40kg/,屯鋼,從轉爐 鋼液出完1/3開始向鋼包鋼液中依次加入鉬鐵合金4. Okg/，、金屬錳 16. 5kg/化鋼、鉻鐵合金8. 5kg/,、硅鐵合金3. Okg/,及鋁塊1. 60kg/,， 當鋼液出完3/4時合金加完；將裝滿轉爐鋼液的鋼包送吹氬站處理，吹 氬壓力為0. 35MPa，在鋼液吹氬處理3min后，測量鋼液溫度。在鋼液溫 度為1570'C時鋼包出吹氬站；將經吹氬站吹氬處理后的鋼液送LF爐對 鋼液進行精煉處理先用550NL/min的氬氣流量將鋼液攪拌1.5min，送 電升溫時吹氬氣流量保持250NL/min。向鋼液中加入石灰脫硫，脫硫吹氬流量為400NL/min，加入預熔渣及調渣劑進行調渣，使渣的四元堿 度R=2. 0、渣中(Mn0+Fe0) =0. 9%;渣白后向鋼液中加入1. Okg/化鋼鈥鐵、 0.5kg/^^鈮鐵；向鋼液中喂鋁線和硅鈣線，鋼液中的酸溶鋁 [Als]-O. 025%,硅鉤線的喂入量從鋼液中的鈣含量與酸溶鋁含量之比 [Ca]/[Als]等于0. 09確定；本實施例是從鋼包注Ai^鑄中間包的第一爐鋼 液，溫度為1590。C,鋼包開澆后在連鑄中間包IO噸時測量鋼液溫度，連 鑄中間包鋼液過熱度為40°C;在結晶器的鋼液表面上覆蓋低碳鋼保護 渣。薄板坯連鑄，連鑄拉速為3. 7m/min，凝固后的薄板坯在溫度為1000 。C條件下直接進入輥底式加熱爐，薄板坯在溫度為115(TC的輥底式加熱 爐中加熱。對從輥底式加熱爐中出來的溫度為1150。C的薄板坯表面用進 口壓力為180Pa、出口壓力為250Pa的除鱗機除鱗，除鱗后的薄板坯用 熱連軋機組軋制，熱連軋機組的第一機架壓下率為48%,熱連軋機組的 末機架壓下率為15%,板材厚度為4. 8mm，板材終軋溫度860。C，層流冷 卻。對軋后的板材在巻取溫度為56(TC進行地下巻取成為板巻。用如上方法生產的低碳貝氏體高強板巻，其屈服強度-650MPa、抗 拉強度-810MPa、延伸率=18. 0%、 d-3a的寬冷彎合格，它的縱斷面組織主 要是粒狀貝氏體以及少量的板條貝氏體。實施例二，用轉爐冶煉倒盡濺渣護爐后的殘渣，將高爐鐵水兌入^H爾容量為100t的頂底 復合吹煉轉爐爐內，加入5%的廢鋼，頂吹氧。向爐內加入石灰、輕燒白 云石、燒結返礦、螢石，對轉爐全程底吹氬，吹氬氣強度控制在 0. 02NmVmin 、鋼，終點取樣測溫，當鋼液成分[C] < 0. 04%、 [P] < 0. 01%、 [S]《0. 03%及溫度為1685。C時停止頂吹氧,保持底吹氬操作，采用擋渣 棒擋渣出鋼，下渣量為3. 5kg"鋼；出鋼前30秒開始對紅鋼包進行吹氬 處理；紅包出鋼，出鋼時間為3. 5min，在出鋼過程中向鋼包鋼液中加入 石灰4. 2kg/。屯鋼、預熔渣2. lkg/摘、調渣劑1. 6kg/。屯鋼，從轉爐鋼液出完 1/3開始向鋼包鋼液中依次加入鉬鐵合金1. 8kg/摘、金屬錳16. Okg/攻鋼、 鉻鐵合金10. Okg/摘、硅鐵合金2. 5kg/化鋼及鋁塊1. 7kg/,屯鋼，當鋼液出完 3/4時合金加完；將裝滿轉爐鋼液的鋼包送吹氬站處理，吹氬壓力為0. 3MPa，在鋼液吹氬處理3min后，測量鋼液溫度。在鋼液溫度為1575 。C時鋼包出吹氬站；將經吹氬站吹氬處理后的鋼液送LF爐對鋼液進4亍 精煉處理先用500NL/min的氬氣流量將鋼液攪拌2min，送電升溫時吹 氬氣流量保持300NL/min，向鋼液中加入石灰脫碌u，脫碌u時吹氬流量為 350NL/min,加入預熔渣及調渣劑進行調渣，使渣的四元堿度R= 1.9、 渣中(MnO+FeO) =0. 95%;渣白后向鋼液中力口入3. 20kg/摘鈦鐵及0. 8kg/, 鈮鐵；向鋼液中喂鋁線和硅鈣線，鋼液中的酸溶鋁[Als]- 0.030%，硅 釣線的喂入量可乂人鋼液中的鉀含量與酸溶鋁含量之比[Ca] / [Als]等于 0. IO確定；本實施例為連澆過程中第4爐，鋼液溫度為1575°C,鋼包 開澆后在連鑄中間包12噸時測溫，連鑄中間包鋼液過熱度為30°C;在 結晶器的鋼液表面上覆蓋低碳鋼保護渣薄板坯連鑄，連鑄拉速為 4. Om/min,凝固后的薄板坯在溫度為1050。C條件下直接進入輥底式加熱 爐，薄板坯在溫度為1150。C的輥底式加熱爐中加熱。對從輥底式加熱爐 中出來的溫度為1160。C的薄板坯表面用進口壓力為160Pa、出口壓力為 300Pa的除鱗機除鱗，除鱗后的薄板坯用熱連軋機組軋制，熱連軋機組 的第一機架壓下率為45%，熱連軋機組的末機架壓下率為14%,板材厚 度為9. 6mm，板材終軋溫度850°C,層流冷卻。對軋后的板材在巻取溫 度為58(TC進行地下巻取成為板巻。用如上方法生產的低碳貝氏體高強板巻，其屈服強度-630MPa、抗 拉強度-750MPa、延伸率=19. 0%、 d=3a寬冷彎合格，它的縱截面組織主 要是板條狀貝低體，組織比較細小。實施例三，用轉爐冶煉倒盡濺渣護爐后的殘渣，將高爐鐵水兌入公稱容量為100t的頂底 復合吹煉轉爐爐內，加入5°/ 的生鐵，頂吹氧。向爐內加入石灰、輕燒白 云石、燒結返礦、螢石，對轉爐全程底吹氬，吹氬氣強度控制在 0. 05NmVmin '化鋼,終點取樣測溫，當鋼液成分[C]《0. 04%、 [P] < 0. 01%、 [S]《0. 03%及溫度為168(TC時停止頂吹氧，保持底吹氬操作，采用擋渣 棒擋渣出鋼，下渣量為3. 8kg/喊鋼；出鋼前30秒開始對紅鋼包進行吹氬 處理；紅包出鋼，出鋼時間為3min,在出鋼過程中向鋼包鋼液中加入石灰4. Okg/化禍、預熔渣1. 95kg/,屯鋼、調渣劑1. 5kg/化鋼，從轉爐鋼液出完 1/3開始向鋼包鋼液中依次加入金屬錳16. 3kg/銷、鉻鐵合金9. Okg/化鋼、 硅鐵合金3. 5kg/。屯鋼及鋁塊1. 8kg/,屯鋼；當鋼液出完3/4時合金加完；將 裝滿轉爐鋼液的鋼包送吹氬站處理，吹氬壓力為0. 4Mpa,在鋼液吹氬處 理3min后，測量鋼液溫度，在鋼液溫度為157(TC時鋼包出吹氬站；將 經吹氬站吹氬處理后的鋼液送LF爐對鋼液進行精煉處理先用 600NL/min的氬氣流量將鋼液攪lmin，送電升溫時吹氬氣流量保持 200NL/min,向鋼液中加入石灰脫硫，脫硫時吹氬流量為300NL/min，加 入預熔渣及調渣劑進行調渣，使渣的四元堿度R-2. 2、渣中(MnO+FeO) =0.96%;渣白后向鋼液中力口入4kg/^4太鐵、0.9kg/,糊l^失；向鋼液中喂鋁線 和硅4丐線，鋼液中的酸溶鋁[Als]- 0. 035%,硅鈣線的喂入量從鋼液中 的鈣含量與酸溶鋁含量之比[Ca]/[Als]等于0.12確定；本實施例為連澆 過程中第10爐，鋼液溫度為1585°C，鋼包開澆后在連鑄中間包14噸時 測量鋼液溫度，連鑄中間包鋼液過熱度為2(TC;在結晶器的鋼液表面上 覆蓋低碳鋼保護法薄板坯連鑄連鑄拉速為3. 8m/inin，凝固后的薄板坯 在溫度為1000。C條件下直接進入輥底式加熱爐，薄板坯在溫度為1150 。C的輥底式加熱爐中加熱。對從輥底式加熱爐中出來的溫度為110(TC的 薄板坯表面用進口壓力為200Pa、出口壓力為200Pa的除鱗機除鱗，除 鱗后的薄板坯用熱連軋4幾組軋制，熱連軋機組的第一機架壓下率為42%, 熱連軋機組的末機架壓下率為13%,板材厚度為11.6mm,板材終軋溫度 840°C,層流冷卻。對軋后的板材在巻取溫度為60(TC進行地下巻取成為 板巻。用如上方法生產的低碳貝氏體高強板巻，其屈服強度-605MPa、抗 拉強度-730MPa、延伸率=17. 5%， d-3a寬冷彎合格。
權利要求
1、一種基于薄板坯連鑄連軋流程生產低碳貝氏體高強鋼的成分和方法，用轉爐或電爐進行常規冶煉，當鋼液成分[C]＝0.04％、[P]＝0.01％、[S]＝0.03％鋼液溫度≥1680℃時采用擋渣棒擋渣出鋼，控制下渣量≤4kg/噸鋼；出鋼前30秒開始對紅鋼包進行吹氬處理；在出鋼過程中向鋼包鋼液中加入石灰3.5-4.5kg/噸鋼、預熔渣1.80-2.2kg/噸鋼、調渣劑1.2-1.8kg/噸鋼；從轉爐鋼液出完1/3開始向鋼包鋼液中依次加入鉬鐵合金0.0-7.0kg/噸鋼、金屬錳12.0-24.0kg/噸鋼、鉻鐵合金4.0-11.0kg/噸鋼、硅鐵合金1.5-6.0kg/噸鋼及鋁塊1.5-2.0kg/噸鋼，當鋼液出完3/4時合金加完；將裝滿轉爐鋼液的鋼包送吹氬站處理，吹氬壓力為0.3-0.4MPa，在鋼液吹氬處理3min后測量鋼液溫度，當鋼液溫度≥1570℃時鋼包出吹氬站；其特征在于將經吹氬站吹氬處理后的鋼液送LF爐對鋼液進行精煉處理先用500-600NL/min的氬氣流量將鋼液攪拌1-2min，送電升溫時吹氬氣流量為200-300NL/min，根據渣況及鋼液中的硫含量向鋼液中加入石灰脫硫，脫硫時吹氬流量為300-400NL/min，向鋼液中加入預熔渣和調渣劑進行調渣，使渣的四元堿度R＝1.9-2.2，使渣中氧化錳與氧化亞鐵含量之和小于1.0％；渣白后向鋼液中加入0.5-1.0kg/噸鋼鈮鐵、0.50-4.0kg/噸鋼鈦鐵；向鋼液中喂鋁線、硅鈣線和硼線，使鋼液中的酸溶鋁[Als]＝0.020-0.060％，硅鈣線的喂入量可從鋼液中的鈣含量與酸溶鋁含量之比[Ca]/[Als]等于0.09-0.12來確定，硼線的喂入量按鋼液成分[B]＝0.0～0.002％來確定；經LF爐精煉后的鋼液成分為[C]＝0.03-0.08％、[Si]＝0.10-0.40％、[Mn]＝1.0-2.0％、[P]≤0.020％、[S]≤0.008％、[Nb]＝0.03-0.06％、[Ti]＝0.01-0.10％、[Mo]＝0.0-0.4％、[Cr]＝0.20-0.60％、[B]＝0.0-0.002％、[Als]＝0.02-0.06％；從鋼包注入連鑄中間包的第一爐鋼液的溫度控制在1585-1595℃，連澆過程中各爐次的鋼液溫度控制在1575-1585℃，鋼包開澆后在連鑄中間包10-14噸時測量鋼液溫度，連鑄中間包鋼液過熱度控制在20-40℃；在結晶器的鋼液表面上覆蓋低碳鋼保護渣；薄板坯連鑄，連鑄拉速為3.5-4.5m/min，凝固后的薄板坯在950-1100℃的溫度下直接進入輥底式加熱爐中，薄板坯在溫度大于或等于1150℃的輥底式加熱爐中加熱，加熱后的薄板坯出爐溫度為1050-1160℃；對從輥底式加熱爐中出來的薄板坯表面用進口壓力為160-200Pa、出口壓力為200-300Pa的除鱗機除鱗，除鱗后的薄板坯用熱連軋機組軋制，熱連軋機組的第一機架壓下率不小于40％，熱連軋機組的末機架壓下率不小于12％；熱軋后的板材終軋溫度為840-860℃、厚度為3.0-12.0mm，采用層流冷卻，軋后的板材在溫度為550-600℃條件下進行地下卷取成為板卷。
全文摘要
本發明公開了一種基于薄板坯連鑄連軋流程生產低碳貝氏體高強鋼的方法，用轉爐或電爐冶煉，鋼液成分合格后送LF爐對鋼液進行精煉和成分微調，薄板坯連鑄，溫度為950-1100℃的凝固薄板坯直接進入溫度大于或等于1150℃的輥底式加熱(均熱)爐中加熱，加熱后的薄板坯出爐溫度控制在1050-1160℃范圍，再由連軋機組軋制成板材，板材終軋溫度為840-860℃，經層流冷卻后在溫度為550-600℃條件下進行地下卷取成為板卷。薄板坯連鑄連軋流程生產非調質高強鋼改變了傳統的工藝路線，鋼的冶金成分較簡單，合金化生產成本較低，可穩定地獲得板材的高強韌性、高成形性能和良好的焊接性能。
文檔編號B21B1/46GK101254527SQ20081003061
公開日2008年9月3日 申請日期2008年2月1日 優先權日2008年2月1日
發明者劉國民, 吳光亮, 峰 周, 周明偉, 康永林, 朱建學, 朱正誼, 溫德智, 焦國華, 肖惠平, 大 胡, 鄧中秋, 陳建新, 陳林恒, 黎先潔 申請人:湖南華菱漣源鋼鐵有限公司;北京科技大學