薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法

薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法

《薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法》是唐山鋼鐵集團有限責任公司於2015年7月28日申請的發明專利,該專利的申請號為2015104467972,公布號為CN105018842A,授權公布日為2015年11月4日,發明人是劉麗萍、喬治明、李夢英、付建軍、馬光宗、王占國、田秀剛、武冠華、李波、潘文娜。

《薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法》涉及薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法,生產工藝如下:轉爐冶煉、LF爐精煉、連鑄、加熱爐加熱、粗軋前高壓水除鱗、2機架粗軋、精軋前高壓水除鱗、5機架精軋、層流冷卻、卷取;鋼帶化學成分及重量百分比為:C:0.04-0.06%,Si≤0.03%,Mn:1.55-1.70%,P≤0.020%,S≤0.008%,Nb:0.050-0.065%,Ti:0.010-0.030%,Als:0.020-0.040%,N≤0.0050%,其它為Fe及不可避免的殘餘元素。《薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法》通過採用低碳、高錳、鈮微合金化的成分設計及合理的工藝,生產出一種冷成型及焊接性能良好、屈服強度≥500兆帕、延伸率≥20%、厚度≤5.0毫米、擴孔率≥70%的熱軋衝壓用鋼帶,該鋼帶同時具備較高的強度和較好的塑性。

2019年9月29日,《薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法》獲2018年河北省專利獎三等獎。

基本介紹

  • 中文名:薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法
  • 公布號:CN105018842A
  • 公布日:2015年11月4日
  • 申請號:2015104467972
  • 申請日:2015年7月28日
  • 申請人:唐山鋼鐵集團有限責任公司
  • 地址:河北省唐山市路北區濱河路9號
  • 發明人:劉麗萍、喬治明、李夢英、付建軍、馬光宗、王占國、田秀剛、武冠華、李波、潘文娜
  • Int.Cl.:C22C38/14(2006.01)I
  • 代理機構:石家莊冀科專利商標事務所有限公司
  • 代理人:劉偉
  • 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,權利要求,實施方式,榮譽表彰,

專利背景

截至2015年7月,對於薄板坯連鑄連軋生產線的研究日益受到重視,但其品種種類依然較少,尤其對於在該流程上生產微合金化鋼種,工業上套用的實例並不多見。對於高強鋼例如屈服強度≥500兆帕的鋼種,通常採用鈮、釩或鈦複合強化的方式保證強度,但隨之會給冶煉帶來較大壓力,因此需設計一種化學成分,其成分構成相對簡單,例如只添加一定量的和少量的鈦,採用鈮微合金化的方式,充分利用薄板坯連鑄連軋生產線道次壓下量大、易發生動態再結晶的特點,通過控軋控冷工藝的實施使其獲得適宜的組織進而得到理想的力學性能和工藝性能,此外,由於此類鋼屬於高錳鋼,且添加了較多的微合金元素,對於薄板坯流程來說,業界公認澆鑄難度大,鑄坯裂紋傾向性高,因此需通過連鑄參數的最佳化保證澆鑄穩定性。

發明內容

專利目的

《薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法》提供薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法,該方法得到的鋼帶焊接性能良好、屈服強度高。

技術方案

《薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法》所述生產工藝如下:轉爐冶煉、LF爐精煉、連鑄、加熱爐加熱、粗軋前高壓水除鱗、2機架粗軋、精軋前高壓水除鱗、5機架精軋、層流冷卻、卷取;
所述鋼帶化學成分及重量百分比為:C:0.04-0.06%,Si≤0.03%,Mn:1.55-1.70%,P≤0.020%,S≤0.008%,Nb:0.050-0.065%,Ti:0.010-0.030%,Als:0.020-0.040%,N≤0.0050%,其它為Fe及不可避免的殘餘元素。
該發明所述連鑄工序採用液芯壓下,鑄坯厚度70-75毫米,拉速為3.5-4.0米/分鐘,中包溫度1545-1560℃,結晶器採用平板型,保護渣鹼度1.2-1.4,二冷採用弱冷模式,矯直溫度850-1000℃。
該發明所述加熱爐加熱工序為板坯加熱-均熱-保溫模式,在爐時間28-38分鐘,保溫溫度1200~1250℃,通長方向、坯寬方向上溫差不超過30℃。
該發明所述粗軋前高壓水除鱗工序,除鱗水壓力≥28兆帕。
該發明所述2機架粗軋工序總壓下率≥60%,粗軋出口溫度控制在1100-1150℃。
該發明所述的精軋前高壓水除鱗工序,除鱗水壓力≥25兆帕。
該發明所述5機架精軋工序中終軋溫度為860-880℃。
該發明所述層流冷卻工序,採用前段冷卻、尾部微調的方式,帶鋼頭部10米不冷卻,並開啟側噴進行層冷輥道的邊部吹掃。
該發明所述卷取工序溫度為580-630℃。
該發明所述轉爐冶煉工序終點溫度1630-1650℃,終點C:0.02-0.04%,終點P≤0.018%。
該發明所述LF精煉出站工序溫度1580-1595℃。

有益效果

《薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法》通過採用低碳、高錳、鈮微合金化的成分設計及合理的連鑄、加熱、軋制、冷卻工藝,生產出一種冷成型及焊接性能良好、屈服強度≥500兆帕、延伸率≥20%、厚度≤5.0毫米、擴孔率≥70%的熱軋衝壓用鋼帶,厚度範圍2.0-8.0毫米。通過結晶器窄邊形狀、保護渣、二冷強度、矯直溫度的選擇保證連鑄工藝穩定和鑄坯表面質量,通過控制開軋溫度、道次壓下量、終軋溫度、卷取溫度保證顯微組織適宜,從而使鋼帶同時具備較高的強度和較好的塑性。

權利要求

1.《薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法》特徵在於,所述生產工藝如下:轉爐冶煉、LF爐精煉、連鑄、加熱爐加熱、粗軋前高壓水除鱗、2機架粗軋、精軋前高壓水除鱗、5機架精軋、層流冷卻、卷取;所述鋼帶化學成分及重量百分比為:C:0.04-0.06%,Si≤0.03%,Mn:1.55-1.70%,P≤0.020%,S≤0.008%,Nb:0.050-0.065%,Ti:0.010-0.030%,Als:0.020-0.040%,N≤0.0050%,其它為Fe及不可避免的殘餘元素;所述連鑄工序採用液芯壓下,鑄坯厚度70-75毫米,拉速為3.5-4.0米/分鐘,中包溫度1545-1560℃,結晶器採用平板型,保護渣鹼度1.2-1.4,二冷採用弱冷模式,矯直溫度850-1000℃;鋼帶的厚度為2.0-8.0毫米,擴孔率≥70%。
2.根據權利要求1所述的薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法,其特徵在於,所述加熱爐加熱工序為板坯加熱-均熱-保溫模式,在爐時間28-38分鐘,保溫溫度1200~1250℃,通長方向、坯寬方向上溫差不超過30℃。
3.根據權利要求1或2所述的薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法,其特徵在於,所述粗軋前高壓水除鱗工序,除鱗水壓力≥28兆帕。
4.根據權利要求1或2所述的薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法,其特徵在於,所述2機架粗軋工序總壓下率60-75%,粗軋出口溫度控制在1100-1150℃。
5.根據權利要求1或2所述的薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法,其特徵在於,所述的精軋前高壓水除鱗工序,除鱗水壓力≥25兆帕。鈮
6.根據權利要求1或2所述的薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法,其特徵在於,所述5機架精軋工序中終軋溫度為860-880℃。
7.根據權利要求1或2所述的薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法,其特徵在於,所述層流冷卻工序,採用前段冷卻、尾部微調的方式,帶鋼頭部10米不冷卻,並開啟側噴進行層冷輥道的邊部吹掃。
8.根據權利要求1或2所述的薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法,其特徵在於,所述卷取工序溫度為580-630℃。
9.根據權利要求1或2所述的薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法,其特徵在於,所述轉爐冶煉工序終點溫度1630-1650℃,終點C:0.02-0.04%,終點P≤0.018%;LF精煉工序出站溫度1580-1595℃。

實施方式

  • 實施例1:
薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶化學成分及重量百分比為:C:0.04%;Si:0.02%;Mn:1.55%;P:0.015%;S:0.006%;Nb:0.061%;Ti:0.010%;Als:0.023%;N:0.0050%,其它為Fe及不可避免的殘餘元素。
生產工藝如下:轉爐冶煉、LF爐精煉、連鑄、加熱爐加熱、粗軋前高壓水除鱗、2機架粗軋、精軋前高壓水除鱗、5機架精軋、層流冷卻、卷取。
關鍵控制工藝為:轉爐終點溫度1630℃,終點C:0.02%,終點P:0.013%;LF精煉出站溫度1580℃;連鑄工序採用液芯壓下,鑄坯厚度70毫米,拉速為3.5米/分鐘,中包溫度1548℃,結晶器採用平板型,保護渣鹼度1.3,二冷採用弱冷模式,矯直溫度850℃;加熱爐加熱工序為板坯加熱-均熱-保溫模式,在爐時間38分鐘,保溫溫度1250℃,通長方向、坯寬方向上溫差26℃;粗軋前高壓水除鱗工序,除鱗水壓力28兆帕;2機架粗軋工序總壓下率75%,粗軋出口溫度為1150℃;精軋前高壓水除鱗工序,除鱗水壓力25兆帕;5機架精軋工序中終軋溫度為880℃;層流冷卻工序,採用前段冷卻、尾部微調的方式,帶鋼頭部10米不冷卻,並開啟側噴進行層冷輥道的邊部吹掃;卷取工序溫度為630℃。產品性能指標見表1。
  • 實施例2:
薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶化學成分及重量百分比為:C:0.05%;Si:0.03%;Mn:1.63%;P:0.019%;S:0.007%;Nb:0.05%;Ti:0.023%;Als:0.034%;N:0.0034%,其它為Fe及不可避免的殘餘元素。
生產工藝如下:轉爐冶煉、LF爐精煉、連鑄、加熱爐加熱、粗軋前高壓水除鱗、2機架粗軋、精軋前高壓水除鱗、5機架精軋、層流冷卻、卷取。
關鍵控制工藝為:轉爐終點溫度1635℃,終點C:0.03%,終點P:0.016%;LF精煉出站溫度1585℃;連鑄工序採用液芯壓下,鑄坯厚度71毫米,拉速為4.0米/分鐘,中包溫度1557℃,結晶器採用平板型,保護渣鹼度1.3,二冷採用弱冷模式,矯直溫度880℃;加熱爐加熱工序為板坯加熱-均熱-保溫模式,在爐時間36分鐘,保溫溫度1243℃,通長方向、坯寬方向上溫差24℃;粗軋前高壓水除鱗工序,除鱗水壓力30兆帕;2機架粗軋工序總壓下率66%,粗軋出口溫度為1142℃;精軋前高壓水除鱗工序,除鱗水壓力25兆帕;5機架精軋工序中終軋溫度為880℃;層流冷卻工序,採用前段冷卻、尾部微調的方式,帶鋼頭部10米不冷卻,並開啟側噴進行層冷輥道的邊部吹掃;卷取工序溫度為620℃。產品性能指標見表1。
  • 實施例3:
薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶化學成分及重量百分比為:C:0.04%;Si:0.03%;Mn:1.60%;P:0.017%;S:0.005%;Nb:0.055%;Ti:0.020%;Als:0.035%;N:0.0042%,其它為Fe及不可避免的殘餘元素。
生產工藝如下:轉爐冶煉、LF爐精煉、連鑄、加熱爐加熱、粗軋前高壓水除鱗、2機架粗軋、精軋前高壓水除鱗、5機架精軋、層流冷卻、卷取。
關鍵控制工藝為:轉爐終點溫度1640℃,終點C:0.02%,終點P:0.015%;LF精煉出站溫度1590℃;連鑄工序採用液芯壓下,鑄坯厚度72毫米,拉速為3.8米/分鐘,中包溫度1555℃,結晶器採用平板型,保護渣鹼度1.3,二冷採用弱冷模式,矯直溫度900℃;加熱爐加熱工序為板坯加熱-均熱-保溫模式,在爐時間35分鐘,保溫溫度1235℃,通長方向、坯寬方向上溫差28℃;粗軋前高壓水除鱗工序,除鱗水壓力29兆帕;2機架粗軋工序總壓下率70%,粗軋出口溫度為1135℃;精軋前高壓水除鱗工序,除鱗水壓力27兆帕;5機架精軋工序中終軋溫度為870℃;層流冷卻工序,採用前段冷卻、尾部微調的方式,帶鋼頭部10米不冷卻,並開啟側噴進行層冷輥道的邊部吹掃;卷取工序溫度為610℃。產品性能指標見表1。
  • 實施例4:
薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶化學成分及重量百分比為:C:0.05%;Si:0.02%;Mn:1.59%;P:0.018%;S:0.005%;Nb:0.058%;Ti:0.021%;Als:0.020%;N:0.0038%,其它為Fe及不可避免的殘餘元素。
生產工藝如下:轉爐冶煉、LF爐精煉、連鑄、加熱爐加熱、粗軋前高壓水除鱗、2機架粗軋、精軋前高壓水除鱗、5機架精軋、層流冷卻、卷取。
關鍵控制工藝為:轉爐終點溫度1645℃,終點C:0.03%,終點P:0.016%;LF精煉出站溫度1590℃;連鑄工序採用液芯壓下,鑄坯厚度73毫米,拉速為3.9米/分鐘,中包溫度1550℃,結晶器採用平板型,保護渣鹼度1.3,二冷採用弱冷模式,矯直溫度890℃;加熱爐加熱工序為板坯加熱-均熱-保溫模式,在爐時間30分鐘,保溫溫度1227℃,通長方向、坯寬方向上溫差25℃;粗軋前高壓水除鱗工序,除鱗水壓力32兆帕;2機架粗軋工序總壓下率64%,粗軋出口溫度為1125℃;精軋前高壓水除鱗工序,除鱗水壓力28兆帕;5機架精軋工序中終軋溫度為870℃;層流冷卻工序,採用前段冷卻、尾部微調的方式,帶鋼頭部10米不冷卻,並開啟側噴進行層冷輥道的邊部吹掃;卷取工序溫度為600℃。產品性能指標見表1。
  • 實施例5:
薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶化學成分及重量百分比為:C:0.04%;Si:0.03%;Mn:1.65%;P:0.020%;S:0.008%;Nb:0.065%;Ti:0.018%;Als:0.040%;N:0.0045%,其它為Fe及不可避免的殘餘元素。
生產工藝如下:轉爐冶煉、LF爐精煉、連鑄、加熱爐加熱、粗軋前高壓水除鱗、2機架粗軋、精軋前高壓水除鱗、5機架精軋、層流冷卻、卷取。
關鍵控制工藝為:轉爐終點溫度1645℃,終點C:0.02%,終點P:0.018%;LF精煉出站溫度1588℃;連鑄工序採用液芯壓下,鑄坯厚度74毫米,拉速為3.7米/分鐘,中包溫度1560℃,結晶器採用平板型,保護渣鹼度1.2,二冷採用弱冷模式,矯直溫度910℃;加熱爐加熱工序為板坯加熱-均熱-保溫模式,在爐時間32分鐘,保溫溫度1221℃,通長方向、坯寬方向上溫差20℃;粗軋前高壓水除鱗工序,除鱗水壓力35兆帕;2機架粗軋工序總壓下率63%,粗軋出口溫度為1118℃;精軋前高壓水除鱗工序,除鱗水壓力26兆帕;5機架精軋工序中終軋溫度為870℃;層流冷卻工序,採用前段冷卻、尾部微調的方式,帶鋼頭部10米不冷卻,並開啟側噴進行層冷輥道的邊部吹掃;卷取工序溫度為600℃。產品性能指標見表1。
  • 實施例6:
薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶化學成分及重量百分比為:C:0.06%;Si:0.02%;Mn:1.70%;P:0.016%;S:0.006%;Nb:0.060%;Ti:0.030%;Als:0.033%;N:0.0036%,其它為Fe及不可避免的殘餘元素。
生產工藝如下:轉爐冶煉、LF爐精煉、連鑄、加熱爐加熱、粗軋前高壓水除鱗、2機架粗軋、精軋前高壓水除鱗、5機架精軋、層流冷卻、卷取。
關鍵控制工藝為:轉爐終點溫度1650℃,終點C:0.04%,終點P:0.014%;LF精煉出站溫度1595℃;連鑄工序採用液芯壓下,鑄坯厚度75毫米,拉速為3.6米/分鐘,中包溫度1545℃,結晶器採用平板型,保護渣鹼度1.4,二冷採用弱冷模式,矯直溫度1000℃;加熱爐加熱工序為板坯加熱-均熱-保溫模式,在爐時間28分鐘,保溫溫度1200℃,通長方向、坯寬方向上溫差30℃;粗軋前高壓水除鱗工序,除鱗水壓力33兆帕;2機架粗軋工序總壓下率60%,粗軋出口溫度為1100℃;精軋前高壓水除鱗工序,除鱗水壓力25兆帕;5機架精軋工序中終軋溫度為860℃;層流冷卻工序,採用前段冷卻、尾部微調的方式,帶鋼頭部10米不冷卻,並開啟側噴進行層冷輥道的邊部吹掃;卷取工序溫度為580℃。產品性能指標見表1。
表1:各實施例鋼帶力學性能及成型性能

產品厚度/毫米
抗控強度
Rm/兆帕
屈服強度
ReL/兆帕
延伸率A/%
平均擴孔率/%
實旌例1
2.0
610
546
24.0
78
實施例2
3.0
628
555
28.0
82
實施例3
4.0
619
550
29.5
86
實施例4
5.0
620
538
28.5
75
實施例5
6.0
609
527
26.5
72
實旌例6
8.0
600
513
23.0
76

榮譽表彰

2019年9月29日,《薄板坯連鑄連軋生產低碳鈮微合金化衝壓用鋼帶的方法》獲2018年河北省專利獎三等獎。

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