CN101941021A

CN101941021A - 一种基于asp工艺生产超深冲级冷轧钢板的方法

Info

Publication number: CN101941021A
Application number: CN2010102523354A
Authority: CN
Inventors: 孙卫华; 夏茂森; 王金华; 陈银莉; 徐学永; 岳峰; 高元军; 张磊; 郭宏伟; 韩文殿; 米振莉; 唐荻
Original assignee: Jinan Iron and Steel Co Ltd; University of Science and Technology Beijing USTB
Current assignee: Jinan Iron and Steel Co Ltd; University of Science and Technology Beijing USTB
Priority date: 2010-08-13
Filing date: 2010-08-13
Publication date: 2011-01-12
Anticipated expiration: 2030-08-13
Also published as: CN101941021B

Abstract

本发明公开了一种基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产超深冲级冷轧钢板的方法，属于轧钢技术领域。它采用铁水预处理+转炉+LF+RH获得满足成分要求的钢水后，经过ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产热轧基板，热轧基板通过酸洗、冷轧、罩式退火、平整工序得到超深冲级冷轧钢板。与现有技术相比，本发明生产出的超深冲冷轧板性能达到欧洲标准EN10130-2006，同时降低生产成本、节能降耗。该方法拓宽了ASP中薄板坯连铸连轧生产线能够生产的产品品种范围，可以满足日益增长的汽车、家电、建筑、交通运输和轻工等行业对板材的需求，提高了企业的产品竞争力。

Description

一种基于ASP工艺生产超深冲级冷轧钢板的方法

技术领域

本发明涉及一种生产超深冲级冷轧钢板的方法，特别是涉及一种基于ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产超深冲级冷轧钢板的方法。

背景技术

传统的超深冲级冷轧钢板的生产工艺流程为：钢水+连铸+连铸坯再加热+热轧+冷轧+退火+平整，其连铸板坯厚度一般为230mm，连铸板坯需要再加热后进行热轧。目前还没有深冲级以上冷轧钢板在热轧时采用热送热装工艺生产的报道。专利200710130974.1报道了采用薄板坯连铸连轧(CSP)工艺生产深冲级冷轧钢板的方法，其工艺是：将70mm厚度的连铸坯经过隧道炉短时间均热后直接进入7机架连轧，然后经过四机架冷连轧机组冷轧，之后采用罩式退火。该工艺生产效率高，节能，但由于其连铸坯厚度为70mm，压缩比小，轧制的板材质量较差，不适于生产更高等级冷轧板。并且该生产工艺并未实现工业化批量生产。

采用传统生产工艺流程生产和薄板坯连铸连轧工艺流程，由于二者的热历史(以及变形条件与过程)不同，决定其组织转变过程不同，这也就决定了同样的钢种在采用不同的工艺流程生产时其性能特点会有所差异。典型的薄板坯连铸连轧工艺与传统工艺在流程上的差别如图1所示。

ASP中薄板坯连铸连轧生产线是中国冶金行业拥有自主知识产权的成套技术，是连铸连轧直接相连的板带生产工艺，ASP工艺特点是连铸坯厚度为135mm～150mm，实现了中薄厚度板坯连铸与带钢轧制直接相连的短流程，具有直装直轧高效节能的突出特点。ASP生产工艺至今尚未用于生产深冲级和超深冲级以及以上级别冲压用冷轧钢板。该铸坯经1架粗轧机和6机架精轧机连轧生产的热轧成品其组织性能也将有别于薄板坯连铸连轧工艺流程。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于ASP中薄板坯连铸连轧线工艺生产超深冲级冷轧钢板的方法，该方法采用ASP中薄板坯连铸连轧流程工艺，板坯连铸后直接进入均热炉均热后进行轧制，缩短了工艺流程，提高了生产效率；由于采用层流冷却分段冷却工艺，解决了ASP工艺为冷轧供料时热轧基板晶粒度级别和屈服强度高的问题。

对于ASP中薄板坯连铸连轧流程，与常规流程生产IF钢的主要差异是：(1)通过KR铁水深脱硫来进一步控制钢质的纯洁度；(2)冶炼-板坯连铸过程增C、增N的控制技术；(3)板坯连铸过程铸态组织的控制技术；(4)加热炉温度制度；(5)热轧工艺制度及冷却工艺制度；(6)后续冷轧工艺制度；(7)退火工艺制度。

为达到上述目的，本发明提供的一种基于ASP工艺生产超深冲级冷轧钢板的方法，其特征是：采用铁水预处理+转炉+LF+RH获得满足成分要求的钢水后，经过ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产热轧基板，热轧基板通过酸洗、冷轧、罩式退火、平整工序得到超深冲级冷轧钢板。

具体步骤如下：

(1)铁水预处理：采用KR法铁水预处理深脱硫，扒渣后控制入炉铁水的硫含量在0.003％(wt/wt)以下；

(2)转炉：转炉采用高纯度氧气(纯度大于99.5％)，炉内保持正压，将终点碳和温度分别控制0.03～0.06％(wt/wt)、1620～1675℃，保证终渣碱度R＝4～5，做好挡渣出钢；

(3)LF精炼炉进行脱氧造渣和温度控制，将高氧化性的转炉炉渣转变为FeO+MnO质量百分含量小于＜1.5％的还原性炉渣，有效隔绝炉渣向钢液中传递氧的进行，并通过电极加热将钢水温度控制在1640～1680℃。

(4)RH炉真空精炼进行深脱碳、提高钢水的洁净度、控制夹杂物的形态以及微合金化处理，通过及时吹氧(在钢水开始循环，真空压力250mbar以下时开始吹氧)，并快速降低真空室的压力(在4分钟内将真空室压力降至2mbar以下)使钢中碳含量迅速下降。

(5)连铸：采用厚度为135mm的ASP连铸生产，钢包下渣自动检测，钢包与长水口之间采用氩气密封，中间包使用低碳碱性包衬+无碳覆盖剂，结晶器使用低碳高粘度保护渣；

(6)均热：上述铸坯经过二冷却弯曲矫直剪切后直接进入均热炉，加热温度控制在1200～1300℃，以保证热连轧终轧温度不低于910℃；

(7)热轧：出均热炉的铸坯经过高压水除鳞后进入四辊可逆式粗轧机轧制，然后经过六机架热连轧机组轧制为厚度2～5mm的热轧基板，热轧终轧温度为910～950℃；

(8)层流冷却：薄板经长度为70m的层流冷却段冷却后通过卷取机卷取成卷；在层流冷却段采用两阶段稀疏冷却方式，从而降低冷却速度。经过ASP工艺热轧和层流冷却后，获得晶粒度为ASTM7-9级的铁素体晶粒，从而降低热轧板的屈服强度；

(9)酸洗：热轧卷开卷后进入酸洗槽，酸洗速度50～100m/min，酸洗后带钢卷取，酸洗卷开卷后进入双机架冷轧机组冷轧，冷轧总压下量为60～85％；

(10)退火、平整：冷硬卷进入罩式退火炉退火，退火温度为720℃～740℃，平整延伸率为0.3％～1.0％。

采用ASP中薄板坯连铸连轧生产线+双机架冷轧+罩式退火工艺生产超深冲级冷轧钢板是一种新型的工艺思路。本发明通过采取适当的冶炼工艺、ASP热轧工艺、冷轧工艺、退火和平整工艺，可以采用ASP这种短流程工艺高效低成本的生产超深冲级冷轧钢板，产品性能高于欧洲标准EN10130-2006对超深冲级冷轧钢板的要求。

根据欧洲标准DIN EN 10130-2006的要求，超深冲冷轧钢板的性能指标为：R_p0.2≤180MPa，270MPa≤R_m≤330MPa，A₈₀≥40％，塑性应变比r₉₀≥1.9，加工硬化指数n₉₀≥0.20。用本发明所生产出的成品钢板力学性能为：R_p0.2≤150MPa，270MPa≤R_m≤330MPa，A₈₀≥41％，塑性应变比r₉₀≥2.1，加工硬化指数n₉₀≥0.21。本发明所生产的超深冲冷轧钢板的力学性能完全达到欧洲标准要求。

本发明与现有技术相比，生产出的超深冲钢板生产成本低、节能降耗。该方法拓宽了ASP中薄板坯连铸连轧生产线能够生产的产品品种范围，可以满足日益增长的汽车、家电、建筑、交通运输和轻工等行业对板材的需求，提高了企业的产品竞争力。

附图说明

图1为薄板坯连铸连轧工艺与传统工艺在流程比较图。

图2为实施例1热轧基板的金相组织图。

图3为实施例1成品钢板的金相组织图。

图4为实施例2热轧基板的金相组织图。

图5为实施例2成品钢板的金相组织图。

具体实施方式

实施例1：

本发明实施例1依次包括如下步骤：

炼钢：炼钢炉采用120吨的转炉，出钢量为148.61吨，出钢时碳的重量百分数为0.0469％，出钢温度为1644℃；

转炉出来的钢水在LF精炼炉进行脱氧造渣和温度控制，具体工艺：处理周期61min，加热时间34min，到达温度1563℃，离开温度1642℃，压气流量300m³，喂铝粒120kg。

对炼钢炉出来的钢水在RH炉中进行精炼，采用真空脱碳、喂铝线、加钛铁合金等方法调整合金成分，使精炼结束时的钢水成分的重量百分数含量(％)控制在C 0.0015、Si 0.032、Mn 0.176、P 0.011、S 0.003、Als 0.039、Ti0.075；钢水温度为1600℃。

(2)连铸：采用厚度为135mm的ASP连铸生产，钢包下渣自动检测，钢包与长水口之间采用Ar密封，中间包使用低碳碱性包衬+无碳覆盖剂，结晶器使用低碳高粘度保护渣。具体连铸工艺：

①中包测温时间：2010-05-05 00:35:41中包测温温度：1558℃；铸机速度2.5m/min；②中包测温时间：2010-05-05 00:41:46中包测温温度：1558℃；铸机速度2.5m/min；③中包测温时间：2010-05-05 00:49:52中包测温温度：1561℃；铸机速度2.5m/min；④中包测温时间：2010-05-05 00:57:59中包测温温度：1562℃；铸机速度2.5m/min；⑤中包测温时间：2010-05-05 01:05:05中包测温温度：1559℃；铸机速度2.5m/min；⑥中包测温时间：2010-05-05 01:13:11中包测温温度：1557℃；铸机速度2.5m/min。

(3)均热：上述铸坯经过二冷却弯曲矫直剪切后直接进入均热炉，加热温度控制在1200～1300℃，以保证热连轧终轧温度不低于910℃，具体均热工艺：加热段上部：1280℃，加热段下部：1265℃；均热段上部：1270℃，均热段下部：1240℃；板坯加热时间95分钟。

(4)热轧：出均热炉的铸坯经过高压水除鳞后进入四辊可逆式粗轧机轧制为34mm厚的中间坯，然后经过六机架热连轧机组轧制为厚度4.0mm的热轧基板，热轧终轧温度为930℃。具体热轧工艺：

(5)层流冷却：薄板经长度为70m的层流冷却段冷却后通过卷取机卷取成卷。在层流冷却段采用两阶段稀疏冷却方式，从而降低冷却速度。经过ASP工艺热轧和层流冷却后，获得晶粒度为ASTM8级的铁素体晶粒，从而降低热轧板的屈服强度。具体层流冷却工艺：两段冷却模式：第2、3、9、10、11组上集管前三排开，后三排关，下集管全开。

(6)酸洗、冷轧：热轧卷开卷后进入酸洗槽，酸洗速度85m/min，酸洗后带钢卷取。酸洗卷开卷后进入双机架冷轧机组冷轧，冷轧总压下量为60-85％。具体酸洗工艺：

酸液温度控制：3#酸罐85℃，2#酸罐80℃，1#酸罐78℃，控制误差±2℃。3#酸罐游离酸浓度170g/L，Fe²⁺浓度45g/l。

冷轧工艺：采用毛化工作辊轧制，粗糙度2.2μm；乳化液皂化值175mg，乳化液温度55℃，浓度4.3％(wt/wt)；冷轧压下率75％。

(7)退火、平整：冷硬卷进入罩式退火炉退火，退火温度为720℃～740℃，平整延伸率为0.3％～1.0％。具体的退火平整工艺：

退火工艺：氢气纯度＞99％；冷点温度722℃，热点温度739℃。

平整工艺：延伸率0.4％；平整机开卷张力20；平整机入口张力42；平整机卷取张力48；平整涂油量800mg/m²。

本实施例的ASP生产线的成品卷的宽度为1000mm，卷重14.73吨。本实施例生产的超深冲级冷轧钢板的化学成分和力学性能分别如表1和表2所示。热轧基板和成品钢板的金相组织分别如图2和图3所示。

表1超深冲级冷轧钢板的化学成分(wt％)

C	Si	Mn	P	S	Als	Ti
							0.0025	0.03	0.18	0.012	0.004	0.030	0.069

表2超深冲级冷轧钢板的力学性能

R_p0.2	R_m	A₈₀(％)	r₉₀	n₉₀
					139	290	44.5	2.50	0.235

实施例2：

本发明实施例2依次包括如下步骤：

炼钢：炼钢炉采用120吨的转炉，出钢量为144.5吨，出钢时碳的重量百分数为0.0497％，出钢温度为1631℃；

转炉出来的钢水在LF精炼炉进行脱氧造渣和温度控制，具体工艺：处理周期52min，加热时间24min，到达温度1554℃，离开温度1648℃，压气流量100m³，喂铝粒110kg。

对炼钢炉出来的钢水在RH炉中进行精炼，采用真空脱碳、喂铝线、加钛铁合金等方法调整合金成分，使精炼结束时的钢水成分的重量百分数含量(％)控制在C 0.0010、Si 0.026、Mn 0.169、P 0.013、S 0.003、Als0.051，Ti0.075；钢水温度为1590℃。

①中包测温时间：2010-05-20 00:16:15中包测温温度：1566℃；铸机速度2.2m/min；②中包测温时间：2010-05-20 00:22:18中包测温温度：1570℃；铸机速度2.2m/min；③中包测温时间：2010-05-20 00:28:16中包测温温度：1571℃；铸机速度2.2m/min；④中包测温时间：2010-05-20 00:34:19中包测温温度：1571℃；铸机速度2.2m/min；⑤中包测温时间：2010-05-20 00:40:21中包测温温度：1568℃；铸机速度2.2m/min；⑥中包测温时间：2010-05-20 00:46:20中包测温温度：1567℃；铸机速度2.2m/min。

(3)均热：上述铸坯经过二冷却弯曲矫直剪切后直接进入均热炉，加热温度控制在1200℃以上，以保证热连轧终轧温度不低于910℃。具体加热工艺：

加热段上部：1290℃，加热段下部：1265℃；均热段上部：1275℃，均热段下部：1245℃；板坯加热时间85分钟。

(4)热轧：出均热炉的铸坯经过高压水除鳞后进入四辊可逆式粗轧机轧制为34.2mm厚的中间坯，然后经过六机架热连轧机组轧制为厚度4.0mm的热轧基板，热轧终轧温度为930℃。具体热轧工艺：

(5)层流冷却：薄板经长度为70m的层流冷却段冷却后通过卷取机卷取成卷。在层流冷却段采用两阶段稀疏冷却方式，从而降低冷却速度。经过ASP工艺热轧和层流冷却后，获得晶粒度为ASTM8级的铁素体晶粒，从而降低热轧板的屈服强度。具体层流冷却工艺：

两段冷却模式：第2、3、9、10、11组上集管前三排开，后三排关，下集管全开。

(6)酸洗、冷轧：热轧卷开卷后进入酸洗槽，酸洗速度80m/min，酸洗后带钢卷取。酸洗卷开卷后进入双机架冷轧机组冷轧，冷轧总压下量为60～85％；具体酸洗冷轧工艺：

酸洗工艺：酸液温度控制：3#酸罐85℃，2#酸罐80℃，1#酸罐78℃，控制误差±2℃。3#酸罐游离酸浓度160g/L，Fe²⁺浓度55g/l。

冷轧工艺：采用毛化工作辊轧制，粗糙度2.1μm；乳化液皂化值170mg，乳化液温度55℃，浓度4.3％(wt/wt)；冷轧压下率80％。

(7)退火、平整：冷硬卷进入罩式退火炉退火，退火温度为720℃～740℃，平整延伸率为0.3％～1.0％。具体退火平整工艺：

退火工艺：氢气纯度＞99％；冷点温度718℃，热点温度741℃。

平整工艺：延伸率0.43％；平整机开卷张力21；平整机入口张力40；平整机卷取张力48；平整涂油量1000mg/m²。

本实施例的ASP生产线的成品卷的宽度为1220mm，卷重16.545吨。本实施例生产的超深冲级冷轧钢板的化学成分和力学性能分别如表3和表4所示。热轧基板和成品钢板的金相组织分别如图4和图5所示。

表3超深冲级冷轧钢板的化学成分(wt％)

C	Si	Mn	P	S	Als	Ti
							0.0023	0.03	0.17	0.013	0.006	0.038	0.072

表4超深冲级冷轧钢板的力学性能

R_p0.2	R_m	A₈₀	r₉₀	n₉₀
					137	295	43.5	2.70	0.230

Claims

1.一种基于ASP工艺生产超深冲级冷轧钢板的方法，其特征是，采用铁水预处理+转炉+LF+RH获得满足成分要求的钢水后，经过ASP中薄板坯连铸连轧工艺生产热轧基板，热轧基板通过酸洗、冷轧、罩式退火、平整工序得到超深冲级冷轧钢板。

2.如权利要求1所述的一种基于ASP工艺生产超深冲级冷轧钢板的方法，其特征是，

(2)转炉：转炉采用纯度大于99.5％的高纯度氧气，炉内保持正压，将终点碳和温度分别控制0.03～0.06％(wt/wt)、1620～1675℃，保证终渣碱度R＝4～5，做好挡渣出钢；

(3)LF精炼炉进行脱氧造渣和温度控制；

(4)RH炉真空精炼进行深脱碳、提高钢水的洁净度、控制夹杂物的形态以及微合金化处理；

(8)层流冷却：薄板经长度为70m的层流冷却段冷却后通过卷取机卷取成卷；

(9)酸洗：热轧卷开卷后进入酸洗槽，酸洗速度50～100m/min，酸洗后带钢卷取，酸洗卷开卷后进入双机架冷轧机组冷轧，冷轧总压下量为60～85％；(10)退火、平整：冷硬卷进入罩式退火炉退火，退火温度为720℃～740℃，平整延伸率为0.3％～1.0％。

3.如权利要求2所述的一种基于ASP工艺生产超深冲级冷轧钢板的方法，其特征是，所述步骤(3)LF精炼炉进行脱氧造渣和温度控制是将高氧化性的转炉炉渣转变为FeO+MnO质量百分含量小于＜1.5％的还原性炉渣，有效隔绝炉渣向钢液中传递氧的进行，并通过电极加热将钢水温度控制在1640～1680℃。

4.如权利要求2所述的一种基于ASP工艺生产超深冲级冷轧钢板的方法，其特征是，所述步骤(4)通过及时吹氧，并快速降低真空室的压力使钢中碳含量迅速下降。

5.如权利要求2-4中任意一项所述的一种基于ASP工艺生产超深冲级冷轧钢板的方法，其特征是，所述步骤(8)在层流冷却段采用两阶段稀疏冷却方式，从而降低冷却速度。

6.如权利要求5所述的一种基于ASP工艺生产超深冲级冷轧钢板的方法，其特征是，经过ASP工艺热轧和层流冷却后，获得晶粒度为ASTM7-9级的铁素体晶粒，从而降低热轧板的屈服强度。