本發明涉及金屬材料加工與成型技術領域，更為具體地，涉及一種基于ESP薄板坯連鑄連軋流程生產薄規格Q345系列鋼的方法。

背景技術：

近幾年，隨著鋼鐵行情的持續走低，鋼鐵一直處于微利或無利狀態，迫使鋼鐵廠家不得不探討降本之道，而國內目前對環保的重視程度進一步加強，環保要求又空前嚴格，因此探討降本又環保的鋼鐵生產工藝已經成為非常必要的生存之路。

充分利用ESP開發應用新產品符合國家總體規劃和行業規劃，符合國家轉調創相關政策規定，能夠滿足工藝現代化、設備大型化、生產集約化、資源和能源循環化、能耗最小化、經濟效益最佳化的高起點發展目標，對于推進鋼鐵行業節能減排和技術進步，促進企業轉型升級、科技創新和產品結構調整，都具有十分重要的意義。

高強鋼主要用于工程機械、交通運輸和車輛制造行業。薄規格高強鋼的使用，不僅可使制造車輛部件、起重運輸設備的企業降低鋼材使用量及生產成本，同時降低用戶油耗成本。當前，世界能源、資源和環境保護問題日趨嚴峻，鋼鐵材料實現高強度、輕量化及節能降耗成為迫切需要。

普通熱連軋線生產Q345采取加入1.5％左右的Mn，以及復合添加一定量的Ti或V來達到屈服強度≥345MPa，抗拉強度：470～630MPa的要求。

為解決上述問題，本發明提出了一種基于ESP薄板坯連鑄連軋流程生產薄規格Q345系列鋼的方法。

技術實現要素：

鑒于上述問題，本發明的目的是提供一種基于ESP薄板坯連鑄連軋流程生產薄規格Q345系列鋼的方法，以解決傳統熱軋成本高、能耗大等問題，達到節能環保以及降低成本的目的。

本發明提供一種基于ESP薄板坯連鑄連軋流程生產薄規格Q345系列鋼的方法，包括：

選擇原材料，其中，原材料按質量百分比包括：0.18～0.4％的C、0.15～0.50％的Si、0.20～0.70％的Mn、0.008～0.045％的Als、≤0.0050％的S、≤0.015％的P、≤0.006％的N，其余為鐵元素；

將原材料依次進行轉爐冶煉以及LF爐冶煉；

將從LF爐冶煉形成的鋼水經過ESP產線生成不同厚度的熱軋帶鋼；其中，在ESP產線中，粗軋出口溫度為920～980℃，精軋出口的溫度為800～850℃；

熱軋帶鋼采用層流冷卻前段方式冷卻，冷卻至530～620℃，然后進入卷取機卷取入庫。

此外，優選的方案是，在ESP產線中，連鑄拉速3.5～7.0m/min，粗軋入口溫度為950～1050℃，感應加熱出口的溫度為1120～1180℃。

此外，優選的方案是，熱軋帶鋼的厚度為1.2～3.5mm。

此外，優選的方案是，生產的Q345系列鋼的基體組織為鐵素體和珠光體，其中，Q345系列鋼的屈服強度為400～480MPa，抗拉強度為540～590MPa，延伸率為24～30％。

從上面的技術方案可知，本發明提供的基于ESP薄板坯連鑄連軋流程生產薄規格Q345系列鋼的方法，采用ESP工藝從連鑄直接生成各種厚度規格帶鋼Q345系列鋼，能夠解決傳統熱軋成本高、能耗大等問題，既能夠滿足薄規格帶鋼的生成技術需求，同時也能夠節能環保降低生產成本。

為了實現上述以及相關目的，本發明的一個或多個方面包括后面將詳細說明的特征。下面的說明以及附圖詳細說明了本發明的某些示例性方面。然而，這些方面指示的僅僅是可使用本發明的原理的各種方式中的一些方式。此外，本發明旨在包括所有這些方面以及它們的等同物。

附圖說明

通過參考以下結合附圖的說明的內容，并且隨著對本發明的更全面理解，本發明的其它目的及結果將更加明白及易于理解。在附圖中：

圖1為根據本發明實施例的基于ESP薄板坯連鑄連軋流程生產薄規格Q345系列鋼的方法流程示意圖；

圖2為根據本發明實施例的生成的1.5mm厚度的Q345系列鋼的基體組織的結構示意圖。

在所有附圖中相同的標號指示相似或相應的特征或功能。

具體實施方式

在下面的描述中，出于說明的目的，為了提供對一個或多個實施例的全面理解，闡述了許多具體細節。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細節的情況下實現這些實施例。

針對前述提出的傳統熱軋成本高能耗大等問題，本發明提出了一種基于ESP薄板坯連鑄連軋流程生產薄規格Q345系列鋼的方法，采用ESP工藝從連鑄直接生成各種厚度規格帶鋼Q345系列鋼，能夠降低生產成本，實現以薄代厚，具有很高的社會經濟效益。

其中，ESP(Endless Strip Production，無頭帶鋼生產)產線，是阿維迪新建的新一代薄板坯連鑄連軋生產線，由于其一次澆鑄可生產一整條鋼帶，中間沒有任何切頭切尾，因而具有全連續帶鋼生產的優點，單條連鑄線具有出色的生產能力、大規模生產大帶寬帶鋼和優質帶鋼、從鋼水到熱軋卷的轉換成本低、生產線工藝布置最為緊湊等特點。

以下將結合附圖對本發明的具體實施例進行詳細描述。

為了說明本發明提供的基于ESP薄板坯連鑄連軋流程生產薄規格Q345系列鋼的方法，圖1示出了根據本發明實施例的基于ESP薄板坯連鑄連軋流程生產薄規格Q345系列鋼的方法流程。

如圖1所示，本發明提供的基于ESP薄板坯連鑄連軋流程生產薄規格Q345系列鋼的方法包括：

S110：選擇原材料，其中，原材料按質量百分比包括：0.18～0.4％的C、0.15～0.50％的Si、0.20～0.70％的Mn、0.008～0.045％的Als、≤0.0050％的S、≤0.015％的P、≤0.006％的N，其余為鐵元素及不可避免的雜質；

S120：將原材料依次進行轉爐冶煉以及LF爐冶煉；

S130：將從LF爐冶煉形成的鋼水經過ESP產線生成不同厚度的熱軋帶鋼；其中，在ESP產線中，粗軋出口溫度為920～980℃，精軋出口的溫度為800～850℃；

S140：熱軋帶鋼采用層流冷卻前段方式冷卻，冷卻至530～620℃，然后進入卷取機卷取入庫。

上述步驟為采用ESP工藝生成Q345系列鋼的具體方法，本發明生產薄規格Q345系列鋼的方法具體包括冶煉工序、全無頭ESP薄板坯連鑄連軋工序、冷卻工序、卷取工序，即：混鐵爐→鐵水預處理→BOF(轉爐冶煉)→LF(LF爐冶煉)→ESP連鑄連軋→層流冷卻→卷取→成品。其中，冶煉工序包括300t BOF冶煉，300tLF精煉，最后生成1.2～3.5mm厚度的熱軋帶鋼。本發明制備的Q345系列鋼屈服強度400～480MPa，抗拉強度540～590MPa，延伸率24～30％，基體組織為鐵素體和珠光體，圖2示出了根據本發明實施例的生成的1.5mm厚度的Q345系列鋼的基體組織的結構。本發明采用全無頭ESP薄板坯連鑄連軋工藝可高效、低成本生產Q345系列鋼，產品具有性能、尺寸穩定及規格薄的優勢。

在本發明的步驟S110中，在生成低Q345系列鋼的原材料選擇中，C的質量百分比為0.18～0.4％，C為提高材料強度的重要元素，合理的成分設計可保證熱軋Q345系列鋼的使用性能同時降低生產成本。

Si在原材料中的比例為0.15-0.50％，鐵素體形成元素，具有較好的脫氧效果，在煉鋼過程中加硅作為還原劑和脫氧劑，能夠有效抑制碳化物的析出，但過高則降低鋼的焊接性能。

Mn在原材料中所占的比例為0.20～0.70％，Mn可強烈推遲珠光體轉變，有利于貝氏體形成，但過高可使得晶粒粗化，減弱鋼的抗腐蝕能力，降低焊接性能。并且Mn含量增加，可提高馬氏體淬透性，不利于延伸率。本發明相比普通熱連軋線大大降低合金Mn的添加量，且不添加其它合金元素，大大降低生產成本。

在步驟S120中，按照上述(步驟S110)的成分進行轉爐、LF爐冶煉。也就是說，鐵水經轉爐冶煉后再經過LF爐精煉得到所需成分的鋼水。

在步驟S130中，在ESP產線中，鑄坯進入粗軋入口的溫度為950～1050℃，中間坯在進入精軋機組前首先進入感應加熱爐中，IH(感應加熱出口溫度為1120～1180℃，從感應加熱爐出來進入精軋機組，并且精軋出口的溫度不低于820℃，并且，在ESP產線中，根據實際需求，在生成設備上設定不同的參數，從而生成1.2～3.5mm不等厚度的Q345系列鋼。

在本發明的實施例中，生成的Q345系列鋼的厚度與其屈服強度、抗拉強度之間成反比，如果生成的Q345系列鋼的厚度大，那么其屈服強度和抗拉強度會減小，如果生成的低Q345系列鋼的厚度小，那么其屈服強度和抗拉強度會增大。

其中，需要說明的是，IH為感應加熱出口溫度，感應加熱爐位于轉轂剪之后，精軋機之前的位置，感應加熱的作用是加熱帶鋼，保證精軋溫度，也可以說是調節中間坯的溫度，IH溫度按照帶鋼精軋要求且兼顧帶鋼表面質量而定，低于某一溫度會造成精軋溫度不合，高于某一溫度則浪費能源。

其中，在ESP產線中，從LF爐冶煉出來的鋼水進入連鑄機，以3.5～7.0m/min的拉速進行澆鑄，從連鑄機出來的鑄坯直接進入3架粗軋機制成中間坯，然后經過擺式剪，將鑄坯頭部楔形段進行分段和切掉，接著鑄坯進入堆垛機(堆垛機的作用是當后面設備出現故障時，可以在此堆垛機處下線)。正常軋制時直接通過，隨后中間坯經轉轂式飛剪切頭尾，然后進入感應加熱爐加熱到1120～1180℃，隨后進入精軋機組，從精軋機組出來生成熱軋帶鋼。從精軋機組生成的熱軋帶鋼經過層流冷卻后卷取入庫。

根據上述生成Q345系列鋼的方法，本發明根據如下的實施例作進一步的說明。

實施例1

選擇原材料，其中，原材料按質量百分比包括：0.185％的C、0.28％的Si、0.35％的Mn、0.0030％的S、0.012％的P、0.025％的Als、0.0035％的N，其余為鐵元素及不可避免的雜質；

將原材料依次進行轉爐冶煉、LF爐冶煉；

將從LF爐冶煉形成的鋼水所經過ESP產線連鑄、粗軋、精軋、層流冷卻、卷取工藝生成1.50mm厚度的熱軋帶鋼，其中，在ESP產線中，連鑄工序控制中間包過熱度20℃，拉速5.0m/min，鑄坯厚度95mm；

將鑄坯經三道次粗軋進行軋制，粗軋入口溫度990℃，粗軋出口溫度940℃；

將經粗軋中間坯產品經感應爐加熱，感應爐IH出口溫度控制在1140℃；

將經感應加熱中間坯經7道次精軋軋制成1.5mm厚度熱軋帶鋼，精軋出口溫度控制在850℃；

將鋼帶經層流冷，采用前段冷卻模式冷卻至590℃，然后進入卷取機成卷入庫。

生成的Q345系列鋼的性能如表1所示：

表1

實施例2

選擇原材料，其中，原材料按質量百分比包括：0.18％的C、0.30％的Si、0.45％的Mn、0.0025％的S、0.011％的P、0.32％的Als、0.0030％的N，其余為鐵元素及不可避免的雜質；

將原材料依次進行轉爐冶煉、LF爐冶煉；

將從LF爐冶煉形成的鋼水所經過ESP產線生成2.0mm厚度的熱軋帶鋼，其中，在ESP產線中，連鑄工序控制中間包過熱度21℃，拉速5.0m/min，鑄坯厚度95mm；

將所述鑄坯經三道次粗軋進行軋制，粗軋入口溫度980℃，粗軋出口溫度930℃；

將所述經粗軋中間坯產品經感應爐加熱，感應爐IH出口溫度控制在1150℃；

將所述經感應加熱中間坯經7道次精軋軋制成2.0mm厚度熱軋帶鋼，精軋出口溫度控制在840℃；

將所述鋼帶經層流冷，采用前段冷卻模式冷卻至580℃，然后進入卷取機成卷入庫。

生成的Q345系列鋼的性能如表2所示：

表2

實施例3

選擇原材料，其中，原材料按質量百分比包括：0.195％的C、0.25％的Si、0.5％的Mn、0.028％的Als、0.0033％的N、0.0020％的S、0.013％的P，其余為鐵元素及不可避免的雜質；

將原材料依次進行轉爐冶煉、LF爐冶煉；

經LF精煉的鋼水所經過ESP產線連鑄、粗軋、精軋、層流冷卻、卷取工藝生成不同厚度的熱軋帶鋼，其中，

連鑄工序控制中間包過熱度18℃，拉速5.0m/min，鑄坯厚度95mm；

將鑄坯經三道次粗軋進行軋制，粗軋入口溫度970℃，粗軋出口溫度930℃；

將經粗軋中間坯產品經感應爐加熱，感應爐IH出口溫度控制在1160℃；

將經感應加熱中間坯經7道次精軋軋制成2.5mm厚度熱軋帶鋼，精軋出口溫度控制在840℃；

將鋼帶經層流冷，采用前段冷卻模式冷卻至580℃，然后進入卷取機成卷入庫。

生成的Q345系列鋼的性能如表3所示：

表3

實施例4

選擇原材料，其中，原材料按質量百分比包括：0.0190％的C、0.22％的Si、0.69％的Mn、0.028％的Als、0.0033％的N、0.0020％的S、0.010％的P，其余為鐵元素及不可避免的雜質；

將原材料依次進行轉爐冶煉、LF爐冶煉；

經LF精煉的鋼水所經過ESP產線連鑄、粗軋、精軋、層流冷卻、卷取工藝生成不同厚度的熱軋帶鋼。

連鑄工序控制中間包過熱度19℃，拉速5.0m/min，鑄坯厚度95mm；

將鑄坯經三道次粗軋進行軋制，粗軋入口溫度970℃，粗軋出口溫度920℃；

將經粗軋中間坯產品經感應爐加熱，感應爐IH出口溫度控制在1160℃；

將經感應加熱中間坯經7道次精軋軋制成3.0mm厚度熱軋帶鋼，精軋出口溫度控制在830℃；

將鋼帶經層流冷，采用前段冷卻模式冷卻至570℃，然后進入卷取機成卷入庫。

生成的Q345系列鋼的性能如表4所示：

表4

實施例5

選擇原材料，其中，原材料按質量百分比包括：0.3％的C、0.35％的Si、0.68％的Mn、0.0030％的S、0.012％的P、0.025％的Als、0.0035％的N、，其余為鐵元素及不可避免的雜質；

將原材料依次進行轉爐冶煉、LF爐冶煉；

將從LF爐冶煉形成的鋼水所經過ESP產線連鑄、粗軋、精軋、層流冷卻、卷取工藝生成不同厚度的熱軋帶鋼，其中，在ESP產線中，連鑄工序控制中間包過熱度20℃，拉速3.5m/min，鑄坯厚度95mm；

將鑄坯經三道次粗軋進行軋制，粗軋入口溫度950℃，粗軋出口溫度920℃；

將經粗軋中間坯產品經感應爐加熱，感應爐IH出口溫度控制在1120℃；

將經感應加熱中間坯經7道次精軋軋制成3.5mm厚度熱軋帶鋼，精軋出口溫度控制在800℃；

將鋼帶經層流冷，采用前段冷卻模式冷卻至530℃，然后進入卷取機成卷入庫。

生成的Q345系列鋼的性能如表5所示：

表5

實施例6

選擇原材料，其中，原材料按質量百分比包括：0.3％的C、0.30％的Si、0.48％的Mn、0.0040％的S、0.014％的P、0.045％的Als、0.0035％的N、，其余為鐵元素及不可避免的雜質；

將原材料依次進行轉爐冶煉、LF爐冶煉；

將從LF爐冶煉形成的鋼水所經過ESP產線連鑄、粗軋、精軋、層流冷卻、卷取工藝生成不同厚度的熱軋帶鋼，其中，在ESP產線中，連鑄工序控制中間包過熱度20℃，拉速5.0m/min，鑄坯厚度95mm；

將鑄坯經三道次粗軋進行軋制，粗軋入口溫度980℃，粗軋出口溫度940℃；

將經粗軋中間坯產品經感應爐加熱，感應爐IH出口溫度控制在1140℃；

將經感應加熱中間坯經7道次精軋軋制成2.0mm厚度熱軋帶鋼，精軋出口溫度控制在820℃；

將鋼帶經層流冷，采用前段冷卻模式冷卻至600℃，然后進入卷取機成卷入庫。

生成的Q345系列鋼的性能如表6所示：

表6

實施例7

選擇原材料，其中，原材料按質量百分比包括：0.3％的C、0.40％的Si、0.42％的Mn、0.0050％的S、0.015％的P、0.008％的Als、0.0045％的N、，其余為鐵元素及不可避免的雜質；

將原材料依次進行轉爐冶煉、LF爐冶煉；

將從LF爐冶煉形成的鋼水所經過ESP產線連鑄、粗軋、精軋、層流冷卻、卷取工藝生成不同厚度的熱軋帶鋼，其中，在ESP產線中，連鑄工序控制中間包過熱度20℃，拉速7.0m/min，鑄坯厚度95mm；

將鑄坯經三道次粗軋進行軋制，粗軋入口溫度1050℃，粗軋出口溫度980℃；

將經粗軋中間坯產品經感應爐加熱，感應爐IH出口溫度控制在1180℃；

將經感應加熱中間坯經7道次精軋軋制成1.5mm厚度熱軋帶鋼，精軋出口溫度控制在850℃；

將鋼帶經層流冷，采用前段冷卻模式冷卻至620℃，然后進入卷取機成卷入庫。

生成的Q345系列鋼的性能如表7所示：

表7

實施例8

選擇原材料，其中，原材料按質量百分比包括：0.182％的C、0.35％的Si、0.65％的Mn、0.0035％的S、0.015％的P、0.025％的Als、0.0045％的N、，其余為鐵元素及不可避免的雜質；

將原材料依次進行轉爐冶煉、LF爐冶煉；

將從LF爐冶煉形成的鋼水所經過ESP產線連鑄、粗軋、精軋、層流冷卻、卷取工藝生成不同厚度的熱軋帶鋼，其中，在ESP產線中，連鑄工序控制中間包過熱度20℃，拉速5.0m/min，鑄坯厚度95mm；

將鑄坯經三道次粗軋進行軋制，粗軋入口溫度950℃，粗軋出口溫度980℃；

將經粗軋中間坯產品經感應爐加熱，感應爐IH出口溫度控制在1140℃；

將經感應加熱中間坯經7道次精軋軋制成3.5mm厚度熱軋帶鋼，精軋出口溫度控制在830℃；

將鋼帶經層流冷，采用前段冷卻模式冷卻至550℃，然后進入卷取機成卷入庫。

生成的Q345系列鋼的性能如表8所示：

表8

需要說明的是，上述實施例生成的Q345系列鋼在厚度上的浮動非常小可以忽略不計，屈服強度和抗拉強度均會有30MPa的上下浮動，在本發明中特此說明。其中，Q345系列鋼的規格為1.5mm×1250mm～3.5mm×1250mm；經上述實施例的得出如表1所示的Q345系列鋼屈服強度、抗拉強度以及延伸率。

通過上述實施方式可以看出，本發明提供的基于ESP薄板坯連鑄連軋流程生產薄規格Q345系列鋼的方法，采用ESP工藝生產Q345系列鋼，采用ESP工藝從連鑄直接生成各種厚度規格帶鋼Q345系列鋼，能夠解決傳統熱軋成本高能耗大等問題，既能夠滿足薄規格帶鋼的生成技術需求，同時也能夠節能環保降低生產成本。

如上參照附圖以示例的方式描述了根據本發明提出的基于ESP薄板坯連鑄連軋流程生產薄規格Q345系列鋼的方法。但是，本領域技術人員應當理解，對于上述本發明所提出的基于ESP薄板坯連鑄連軋流程生產薄規格Q345系列鋼的方法，還可以在不脫離本發明內容的基礎上做出各種改進。因此，本發明的保護范圍應當由所附的權利要求書的內容確定。