一种铸轧TRIP钢薄带的制备方法与流程

文档序号:15457772发布日期:2018-09-15 01:39

本发明属于钢铁合金材料技术领域,具体涉及一种铸轧TRIP钢薄带的制备方法。



背景技术:

我国钢铁行业目前的钢铁总产量比较大,钢铁厂生产钢铁材料所用的资源、能源消耗大,排放高,导致环境污染严重,并且钢铁材料的生产和投资成本高。基于世界能源、资源和环境保护的巨大压力,钢铁行业需要朝着节能、环保、低成本的方向发展。因此,亟待进行自主创新,开发低成本、低能耗的绿色化钢铁材料生产工艺。

双辊薄带连铸是一项低成本、低能耗、短流程的绿色化钢铁生产工艺。它是以液态钢水为原料,利用两个旋转方向相反的铸辊作为结晶器,液态钢水浇入铸辊后通过辊缝凝固并成型,直接制备出厚度为1~5mm的薄带钢。因此,与传统的带钢生产工艺(厚板坯连铸、薄板坯连铸)相比,双辊薄带连铸技术可以省去传统流程的连铸机、加热炉、粗轧机组及精轧机组等生产设备。利用双辊薄带连铸技术生产薄带钢,可以实现薄带钢连续生产,一个浇次可以生产一整条钢带,使液态钢水到热轧卷转换的生产成本降低,并使带钢生产线的工艺设计布置更为紧凑,带钢生产线可以缩短至50m。因此,充分利用双辊薄带连铸技术开发生产钢铁产品,对推进我国钢铁行业节能减排和技术创新,促进我国钢铁企业转型升级具有非常重要的意义。

相变诱发塑性(TRIP)钢是一种重要的先进高强钢,其组织主要由铁素体、奥氏体和贝氏体组成。TRIP钢具有较好的强度和延伸率组合,可以满足汽车相关结构部件的需求,因此在汽车行业得到一定广泛应用。传统热轧TRIP钢的生产流程为:冶炼钢水→连铸→铸坯高温加热并保温→粗轧→精轧→控制冷却→卷曲。这种传统生产流程生产热轧TRIP钢的生产线较长,并且能耗大,生产和投资成本相对较高。此外,传统流程所生产的热轧TRIP钢会存在明显的头尾厚度超差问题,从而影响用户使用。



技术实现要素:

本发明提供一种铸轧TRIP钢薄带的制备方法,解决了传统热轧TRIP钢的生产流程长、成本高和能耗大等问题。

本发明的技术方案如下:

一种铸轧TRIP钢薄带的制备方法,包括如下步骤:

(1)熔炼钢水,钢水成分按质量百分比为:C 0.15~0.25%,Mn 1~2.5%,0.5%<Si<1.8%,Al<1.5%,Nb<0.1%,S<0.002%,P<0.002%,O<0.002%,N<0.003%,余量为Fe;

(2)将钢水浇入到中间包内,然后从中间包浇入布流包,最后再从布流包浇入双辊薄带连铸设备中,控制熔池上表面的钢水的过热度为10~40℃,经铸轧获得厚度为1.2~3.0mm的铸带;

(3)将铸带冷却至开轧温度后进行一道次热轧获得带钢,开轧温度为1000~1250℃,热轧总压下量为10%~30%,终轧温度为900~1150℃;

(4)带钢出热轧机后,先空冷至680~850℃;然后利用超快冷系统以80~120℃/s将带钢温度冷却至380~500℃,之后进行卷曲,获得铸轧TRIP钢薄带。

所述的铸轧TRIP钢薄带的制备方法,其优选方案为,所述铸轧TRIP钢薄带的厚度为0.85~2.1mm。

所述的铸轧TRIP钢薄带的制备方法,其优选方案为,所述铸轧TRIP钢薄带的显微组织为:体积分数20~50%的铁素体,体积分数10~20%的残余奥氏体,其余为贝氏体。

所述的铸轧TRIP钢薄带的制备方法,其优选方案为,所述铸轧TRIP钢薄带的抗拉强度为700~1050MPa,断后延伸率为18~40%。

本发明的有益效果为:本发明的铸轧TRIP钢薄带的制备过程利用了双辊薄带连铸技术,该制备方法省去连铸机、加热炉、粗轧机组及精轧机组等生产设备,具有节能、绿色、环保的特点,并且本发明所述的制备方法可以实现铸轧TRIP钢薄带的高效快速连续制备,一个浇次可以生产一整条铸轧TRIP钢薄带,使钢水到热轧卷转换的生产成本降低,生产线的工艺设计布置更为紧凑,带钢生产线可以缩短至50m。而传统热轧TRIP钢的生产线较长,并且必须先在别的车间先将钢水连铸成铸坯,随后将铸坯重新加热并长时间高温保温后再进行粗轧和精轧,整个热轧过程轧制工艺复杂、时间长。

具体实施方式

在具体实施过程中,本发明的钢水从布流包浇入双辊薄带连铸设备中,是将布流包中的钢水浇入旋转方向相反的两个铸辊和侧封板组成的空腔内形成熔池,钢液经铸辊的辊缝凝固并导出。

本发明实施例中强度和延伸率的测试采用的标准为GB/T228.1-2010,拉伸样的标距为50mm,室温下测试,拉伸速率为2mm/min。

实施例1

熔炼钢水,其成分按质量百分比为含C 0.21%,Mn 1.6%,Si 0.5%,Al 1.5%,Nb 0.04%,S 0.002%,P 0.001%,O 0.0012%,N 0.0011%,余量为Fe;

将钢水浇入到中间包内,然后从中间包浇入布流包,最后再从布流包浇入双辊薄带连铸设备中,控制熔池上表面的钢水的过热度为20℃,经铸轧获得厚度为3.0mm的铸带;

将铸带冷却至开轧温度后进行一道次热轧获得带钢,开轧温度为1250℃,热轧总压下量为30%,终轧温度为1150℃;

带钢出热轧机后先空冷至820℃;然后利用超快冷系统以100℃/s将带钢温度冷却至400℃进行卷曲,获得铸轧TRIP钢薄带:其厚度为2.1mm;组织主要为体积分数45%的铁素体、体积分数20%的残余奥氏体,其余为贝氏体;抗拉强度为750MPa,断后延伸率为40%。

实施例2

熔炼钢水,其成分按质量百分比为含C 0.25%,Mn 1%,Si 1.3%,Al 1%,Nb 0.06%,S 0.001%,P 0.002%,O 0.002%,N 0.001%,余量为Fe;

将钢水浇入到中间包内,然后从中间包浇入布流包,最后再从布流包浇入双辊薄带连铸设备中,控制熔池上表面的钢水的过热度为40℃,经铸轧获得厚度为2mm的铸带;

将铸带冷却至开轧温度后进行一道次热轧,开轧温度为1170℃,热轧总压下量为20%,终轧温度为1000℃;

带钢出热轧机后先空冷至700℃;然后利用超快冷系统以80℃/s将带钢温度冷却至500℃进行卷曲,获得铸轧TRIP钢薄带:其厚度为1.6mm;组织主要为体积分数30%的铁素体、体积分数14%的残余奥氏体,其余为贝氏体;抗拉强度为800MPa,断后延伸率为30%。

实施例3

熔炼钢水,其成分按质量百分比为含C 0.22%,Mn 2.5%,Si 1.8%,Al 0.8%,Nb 0.1%,S 0.001%,P 0.0014%,O 0.0012%,N 0.003%,余量为Fe;

将钢水浇入到中间包内,然后从中间包浇入布流包,最后再从布流包浇入双辊薄带连铸设备中,控制熔池上表面的钢水的过热度为10℃,经铸轧获得厚度为1.2mm的铸带;

将铸带冷却至开轧温度后进行一道次热轧,开轧温度为1060℃,热轧总压下量为30%,终轧温度为960℃;

带钢出热轧机后先空冷至850℃;然后利用超快冷系统以120℃/s将带钢温度冷却至380℃进行卷曲,获得铸轧TRIP钢薄带:其厚度为0.85mm;组织主要为体积分数20%的铁素体、体积分数10%的残余奥氏体,其余为贝氏体;抗拉强度为1050MPa,断后延伸率为18%。

实施例4

熔炼钢水,其成分按质量百分比为含C 0.15%,Mn 2%,Si 1.5%,Al 0.3%,Nb 0.03%,S 0.0012%,P 0.0012%,O 0.001%,N 0.003%,余量为Fe;

将钢水浇入到中间包内,然后从中间包浇入布流包,最后再从布流包浇入双辊薄带连铸设备中,控制熔池上表面的钢水的过热度为20℃,经铸轧获得厚度为2.2mm的铸带;

将铸带冷却至开轧温度后进行一道次热轧,开轧温度为1000℃,热轧总压下量为10%,终轧温度为900℃;

带钢出热轧机后先空冷至750℃;然后利用超快冷系统以95℃/s将带钢温度冷却至440℃进行卷曲,获得铸轧TRIP钢薄带:其厚度为2mm;组织主要为体积分数26%的铁素体、体积分数14%的残余奥氏体,其余为贝氏体;抗拉强度为900MPa,断后延伸率为25%。

实施例5

熔炼钢水,其成分按质量百分比为含C 0.17%,Mn 1.6%,Si 1.4%,Al 0.005%,Nb 0.07%,S 0.001%,P 0.0012%,O 0.0013%,N 0.0021%,余量为Fe;

将钢水浇入到中间包内,然后从中间包浇入布流包,最后再从布流包浇入双辊薄带连铸设备中,控制熔池上表面的钢水的过热度为22℃,经铸轧获得厚度为1.8mm的铸带;

将铸带冷却至开轧温度后进行一道次热轧,开轧温度为1000℃,热轧总压下量为10%,终轧温度为910℃;

带钢出热轧机后先空冷至680℃;然后利用超快冷系统以90℃/s将带钢温度冷却至420℃进行卷曲,获得铸轧TRIP钢薄带:其厚度为1.6mm;组织主要为体积分数50%的铁素体、体积分数11%的残余奥氏体,其余为贝氏体;抗拉强度为700MPa,断后延伸率为35%。

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