基于全无头薄板连铸连轧生产抗自然时效钢的方法与流程

文档序号：13796610阅读：258来源：国知局

本发明涉及钢铁技术领域，更为具体地，涉及一种基于全无头薄板连铸连轧生产抗自然时效钢的方法。

背景技术：

随着钢铁行情的持续走低，钢铁一直处于微利或无利状态，迫使钢铁厂家不得不探讨降本之道，而国内目前对环保的重视程度进一步加强，环保要求又空前严格，因此探讨降本又环保的钢铁生产工艺已经成为非常必要的生存之路。

薄板连铸连轧工艺连铸机拉速高且稳定，感应加热炉在精轧机前，加之无头生产不需要穿带，可稳定轧制生产薄规格带钢钢，通长厚度均匀，性能稳定。可从规格上实现“以热代冷”，但许多行业如电气、汽车、消防、制桶等许多行业，对成形性能要求较高，而冷成形产品主要为低碳钢系列，因为间隙原子的存在，不可避免发生自然时效现象，产品刚刚产出时性能可满足客户需求，但是从产出到运抵客户手中，中间经历时间较长，加上到达客户手中后，并非立即使用，随着时间的推移，产品性能逐渐恶化，从而造成成形时开裂现象，给客户和产品生产厂家带来较大的损失。

为解决上述问题，本发明提出了一种基于全无头薄板连铸连轧生产抗自然时效钢的方法。

技术实现要素：

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于全无头薄板连铸连轧生产抗自然时效钢的方法，以解决现有生产出的钢产生自然时效的问题。

本发明提供一种基于全无头薄板连铸连轧生产抗自然时效钢的方法，包括：

选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.008～0.02％的c、0.02～0.10％的si、0.08～0.2％的mn、≤0.015％的p、≤0.010％的s、0.01～0.018％的ti、≤0.006％的n，其余为铁元素；

将原材料依次进行转炉冶炼、lf炉及rh炉冶炼；

将从rh炉冶炼形成的钢水经过esp产线生成不同厚度的热轧带钢，其中，在esp产线中，钢水依次经过连铸机、粗轧机、摆剪、推废、转毂剪、感应加热炉、精轧机、层流冷却；其中，

粗轧入口的温度不低于950℃，感应加热出口的温度1120～1180℃，精轧出口的温度不低于800℃。

此外，优选的方案是，热轧带钢经层流冷却后，输送至酸洗机进行酸洗，酸洗后进行破鳞、平整、拉矫，并且拉矫总压下量为1.0～3.0％，随后卷取入库。

此外，优选的方案是，在esp产线中，连铸机生产出的铸坯厚度为90mm～110mm。

此外，优选的方案是，生成的热轧带钢的厚度为1.0mm～2.5mm。

此外，优选的方案是，生产的热轧带钢的屈服强度≥253mpa，抗拉强度≥352mpa，延伸率36％。

从上面的技术方案可知，本发明提供的基于全无头薄板连铸连轧生产抗自然时效钢的方法，采用eps生产工艺生产薄规格冷成形系列抗自然时效钢，可大大延长产生自然时效的时间，保证钢的使用性能。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的基于全无头薄板连铸连轧生产抗自然时效钢的方法流程示意图。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。

全无头薄板坯连铸连轧(endlessstripproduction)是指无头带钢工艺，在7分钟内实现从钢水到卷取机上热轧卷的全连续生产，实现了真正意义上连铸连轧。该技术具有钢水纯净度高，铸坯凝固速度快、铸态组织均匀、化学成分偏析小，轧制时间短，道次压下量大，成品组织均匀等特点，并且该工艺不需要穿带，热轧卷通长厚度均匀，尺寸精度高。

其中，全无头薄板坯连铸连轧产线是阿维迪新建的新一代薄板坯连铸连轧生产线，由于其一次浇铸可生产一整条钢带，中间没有任何切头切尾，因而具有全连续带钢生产的优点，单条连铸线具有出色的生产能力、大规模生产大带宽带钢和优质带钢、从钢水到热轧卷的转换成本低、生产线工艺布置最为紧凑等特点。

以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

为了说明本发明提供的基于全无头薄板连铸连轧生产抗自然时效钢的方法，图1示出了根据本发明实施例的基于全无头薄板连铸连轧生产抗自然时效钢的方法流程。

如图1所示，本发明提供的基于全无头薄板连铸连轧生产抗自然时效钢的方法包括：

s110：选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.008～0.02％的c、0.02～0.10％的si、0.08～0.2％的mn、≤0.015％的p、≤0.010％的s、0.01～0.018％的ti、≤0.006％的n，其余为铁元素；

s120：将原材料依次进行转炉冶炼、lf炉及rh炉冶炼；

s130：将从rh炉冶炼形成的钢水经过esp产线生成不同厚度的热轧带钢，其中，在esp产线中，钢水依次经过连铸机、粗轧机、摆剪、推废、转毂剪、感应加热炉、精轧机、层流冷却；其中，

粗轧入口的温度不低于950℃，感应加热出口的温度1120～1180℃，精轧出口的温度不低于800℃。

上述步骤为采用esp工艺生成抗自然时效钢的具体方法，在本发明的步骤s110中，在生成抗自然时效钢的原材料选择中，c的质量百分比为0.008～0.020％，其中，c元素是保证材料强度、硬度以及耐磨性的最主要元素，合理的成分设计可保证材料的使用性能同时最大限度降低生产成本，但c含量过多则易于引起自然时效，因此必须控制在一合理的范围之内，过低也会增加成本。在本发明中c含量控制在0.008～0.020％。

si在原材料中的比例为0.02～0.10％，si具有较好的脱氧效果，si在炼钢过程中作为还原剂和脱氧剂加入，并且si能显著提高钢的弹性极限，能够有效抑制碳化物的析出。在本发明中si含量控制在0.02～0.10％。

mn在原材料中所占的比例为0.08～0.2％，mn的最大作用是提高钢的淬透性，同时也是重要的固溶强化元素。锰是碳化物形成元素，也能以固溶状态存在，还具有细化珠光体组织的作用，有利于贝氏体形成。但同时随着mn含量的提高热轧奥氏体区变形抗力提高，另外mn含量较高时有粗化晶粒和增加回火脆性的倾向，给加工带来困难，过高可提高马氏体淬透性，不利于延伸率，因此在本发明中mn含量控制在0.08～0.2％。

ti在原材料中所占的比例为0.01～0.018％，ti为强碳氮化物形成元素，在高温下即将n元素固定，从而减少间隙原子的析出，但同时ti为强烈析出强化元素，过高引起带钢强度升高，同时热轧时易于产生边裂，同时升高成本，本发明中ti含量控制在0.010～0.018％。

n在原材料中所占的比例为≤0.006％，氮为间隙原子，为产生自然时效的最主要原因之一，过高会造成间隙原子量过多，因此必须严格控制，但是在炼钢及连铸环节容易增氮，因此控制难度较大，只能限制在某一范围之内，因此本发明中n控制在≤0.005％。

其中，需要说明的是，本发明的特点是采用全无头薄板坯连铸连轧流程的生产抗自然时效钢，成分设计充分考虑节约成本、提高综合力学性能的需要、采用合适的ti、n含量，通过全无头薄板坯连铸的轧制工艺控制，生产1.0-2.5mm薄规格冷成形系列用钢，满足冷成形系列强度、延伸率等各项性能要求，可大大延长产生自然时效的时间，保证客户使用性能。

在步骤s120中，按照上述(步骤s110)的成分进行转炉、lf炉冶炼。也就是说，铁水经转炉冶炼后再经过lf炉精炼得到所需成分的钢水。其中，转炉炼钢(convertersteelmaking)是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。转炉主要用于生产碳钢、合金钢及铜和镍冶炼。

lf炉(ladlefurnace)即钢包精炼炉，是钢铁生产中主要的炉外精炼设备。lf炉一般指钢铁行业中的精炼炉，实际就是电弧炉的一种特殊形式。

在步骤s130中，在esp产线中，铸坯进入粗轧入口的温度不能低于950℃，中间坯在进入精轧机组前首先进入感应加热炉中，ih(感应加热)出口温度感应加热出口的温度1120～1180℃，从感应加热炉出来进入精轧机组，并且精轧出口的温度不低于800℃。

其中，需要说明的是，ih为感应加热出口温度，感应加热炉位于转毂剪之后，精轧机之前的位置，感应加热的作用是加热带钢，保证精轧温度，也可以说是调节中间坯的温度，ih温度按照带钢精轧要求且兼顾带钢表面质量而定，低于某一温度会造成精轧温度不合，高于某一温度则浪费能源。

其中，在esp产线中，从lf炉冶炼出来的钢水进入连铸机，从连铸机出来的铸坯直接进入3架粗轧机制成中间坯(其中，铸坯进入组轧机组的入口温度不低于950℃)，然后经过摆式剪，将铸坯头部楔形段进行分段和切掉，接着铸坯进入堆垛机(堆垛机的作用是当后面设备出现故障时，可以在此堆垛机处下线)。正常轧制时直接通过，随后中间坯经转毂式飞剪切头尾，然后进入感应加热出口的温度1120～1180℃，随后进入精轧机组，从精轧机组出来生成热轧带钢。

在本发明的实施例中，原材料可以选用含ti和不含ti进行试验比较，通过试验得出了：含ti屈服强度高于不含ti屈服强度40mpa以上，延伸率高约4.5％；酸平后不含ti屈服比原料升高12mpa，含ti屈服下降57mpa；相对于酸平试样，自然时效后不含ti屈服提高24mpa，延伸率降低4％；含ti屈服提高5mpa，延伸率降低0.1％，变化较小；相对于酸平试样，水浴试样屈服强度升高45mpa，延伸率降低6.2％；含ti屈服升高11mpa，延伸率降低1.4％。

形成上述的结果的原因：材质表面存在较多的横折，通过调取拉伸曲线发现，热轧状态下均存在屈服平台。表明热轧材质下依然存在柯氏气团，在经过平整后自然时效及水浴处理，依然不会出现屈服平台，表明在热轧过程中生成物主要为tin，或少量ti(cn)，因n原子含量较少，因此在此过程中绝大部分n原子及少量c原子被ti固定，剩余部分碳一部分形成渗碳体析出，剩余部分以游离态存在于基体间隙内，这些游离态的c原子与剩余的极少量的n原子，因量较少，不足以短时间内引起时效；同时因碳原子半径较大，经过酸平后因碳原子扩散较慢，因此在自然时效状态及水浴状态下，时效影响不明显。

根据上述生成抗自然时效钢的方法，本发明根据如下的实施例作进一步的说明。

实施例1

选择原材料，其中原材料按质量百分比包括：0.01513％的c、0.3219％的si、0.09422％的mn、0.01155％的p、0.00172％的s、0.00161％的ti、0.006％的n、0.00168％的cu、0.0094％的ni、0.02424％的cr、0.00356％的mo、，其余为铁元素及其杂质；

将原材料依次进行转炉、lf炉、rh炉冶炼；

连铸以5.4m/min的速度恒拉速生产，经过esp产线生成1.8mm厚度的热轧带钢，其中粗轧入口温度970℃、感应加热炉出口温度1150℃、精轧出口温度855℃；