CN101254527A - 基于薄板坯连铸连轧流程生产低碳贝氏体高强钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于薄板坯连铸连轧流程生产低碳贝氏体高强钢的方法，用转炉或电炉冶炼，钢液成分合格后送LF炉对钢液进行精炼和成分微调，薄板坯连铸，温度为950－1100℃的凝固薄板坯直接进入温度大于或等于1150℃的辊底式加热(均热)炉中加热，加热后的薄板坯出炉温度控制在1050－1160℃范围，再由连轧机组轧制成板材，板材终轧温度为840－860℃，经层流冷却后在温度为550－600℃条件下进行地下卷取成为板卷。薄板坯连铸连轧流程生产非调质高强钢改变了传统的工艺路线，钢的冶金成分较简单，合金化生产成本较低，可稳定地获得板材的高强韧性、高成形性能和良好的焊接性能。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于薄板坯连铸连轧流程生产用于大型电铲、推土机、自卸车、油气管线、钻机及煤炭综采机械、汽车起重机吊臂、转台、加长(加重)集装箱主脊梁、重型汽车结构等各类工程机械上的其屈服强度达600MPa级的低碳贝氏体高强钢的方法。
背景技术
低碳贝氏体钢是一类高强度、高韧性、多用途新型钢种，它的出现是近30年来社会需求和现代冶金技术发展的必然结果，由于这类钢中的碳含量已大幅度降低，因而彻底消除了碳对贝氏体组织韧性的不利影响，在控轧控冷后可得到极细的含有高位错密度的贝氏体基体组织。这类钢的强度不再依靠钢中碳含量，而主要是通过细晶强化、位错及亚结构强化、铌和钛微合金元素的析出强化等方式来保证，钢的强韧性匹配极佳，尤其是具有优良的焊接性能和抗氢致开裂能力。
虽然国外早在40年前就认识到超低碳贝氏体钢所具有的优异性能，由于当时冶炼超低碳钢在工艺上存在许多困难，因而这种钢的实际研究直到80年代初才由日本新日铁公司首先开始。最新冶炼技术的发展已为在工业生产超低碳贝氏体钢提供了可能。
McEvily于1967年采用Mn、Mo、Ni、Nb合金化研制成分为0.03％C、0.7％Mn、3％Mo、3％Ni、0.05％Nb的ULCB钢，经热机械控制(TMCP)处理后，屈服强度达到700MPa，且具有良好的低温韧性和焊接性能。日本钢铁公司研制了X70和X80超低碳控轧贝氏体钢，其屈服强度高于500MPa，脆性转变温度(FATT)小于-80℃，它既可以作为低温管线钢，也可作为舰艇系列用钢。20世纪90年代DeArDo等开发出ULCB-100型超低碳贝低体中厚钢板(含碳量低于0.03％)，其化学成分为(质量百分数)0.02-0.03C、1.0Mn、3.0Ni、1.5-3.0Mo、0.50Cr、0.055Nb、0.020Ti、0.008N、0.001B，屈服强度可高达700MPa，且FATT可提高到-50℃。巴西学者通过模拟高强低合金贝氏体钢的控轧控冷工艺过程，研究了控轧控冷工艺参数对其微观组织和力学性能的影响，发现轧制后冷却速率与终轧温度是主要的控制工艺参数。波兰学者研究了在热轧、淬火及回火条件下超低碳贝氏体钢的微观组织与力学性能，研究表明，可以获得屈服强度大于650Mpa、低温冲击性能为200J(213K)的应用于造船、海上石油钻采平台、压力容器及高性能结构部件的超低碳贝氏体钢板。
国内低碳贝氏体高强钢的发展比国外落后数十年，目前我国鞍钢、武钢、舞钢、济钢和宝钢等企业均生产过低碳贝氏体钢板。总体上讲，国内钢铁企业基本上是跟踪国外的技术，采用与国外类似的合金化体系，技术上主要采用微合金化和控轧控冷技术。
清华大学在研究中发现，Mn在一定含量时，可使过冷奥氏体等温转变曲线上存在明显的上、下C曲线分离，发明了Mn-B系空冷贝氏体钢。此研究突破了空冷贝氏体钢必须加入Mo、W的传统设计思想，研制出中高碳、中碳、中低碳、低碳Mn-B系列贝氏体钢。
西北工业大学以Mn和阻碍碳化物析出元素为主加合金元素，以Mo、Cr、B、W、Re等之一或多种为附加合金元素，通过多年的研究提出了由碳含量过饱和的贝氏体铁素体和残余奥氏体组成的准贝氏体，并成功研制了系列准贝氏体钢。与一般结构相比，新型准贝氏体钢具有更好的强韧性配合，其力学性能超过了典型贝氏体钢、调质钢和超高强度钢。
山东工业大学根据贝氏体相变原理，通过合理控制成分和优化冷却制度，并运用细晶强化、弥散强化等主要强韧化机制及其迭加效应，采用微合金变质处理，开发了Mn-Si-RE-Al-B系空冷贝氏体钢，它是一种隐晶或细针状贝氏体的高品质或高级贝氏体钢。
我国低碳贝氏体钢的控轧控冷研究和应用相对较晚，在20世纪80年代初才开始这方面的工作。武钢1999年开始试制板厚12-30mm、抗拉强度达到590MPa、685MPa级别的低(超低)碳贝氏体结构板，产品采用铁水预脱硫、RH真空处理工艺降低C含量，增添Mo、B、V、Nb等合金元素，且需热处理。济钢研制开发了一种新型的贝氏体高强钢(C-Si-Mn-Cr系)，其特点是钢中不加入昂贵的Ni、Mo、B等元素，而用少量普通元素V、Mn、Cr合金化，以低廉的合金成本代价就能使钢板TMCP处理后空冷自硬，从而节约大量热处理费用，降低了生产成本和生产难度。攀枝花钢铁公司与清华大学、二汽合作开发的贝氏体微合金非调质钢12Mn2VB代替45调质钢制造汽车轴，效果良好。
宝钢集团上海梅山有限公司采用Nb、Ti、B并据用户需要添加少量的Cr、Cu来微合金化，经控轧控冷后生产出屈服强度为450MPa、550MPa、650MPa三个级别的热轧低碳贝氏体复相钢。鞍钢采用控轧控冷工艺试制了抗拉强度为600MPa、700MPa、800MPa、900MPa的低碳贝氏体中厚板。
采用奥氏体再结晶、未再结晶、奥氏体与铁素体两相区三段控轧工艺并配合相应的压下率，舞钢试制成功了低碳贝氏WDB620、DB690及WH70。
综上所述，低碳贝氏体高强钢的研究与开发生产在国内外的传统流程上，从成分设计的种类到生产工艺控制技术已基本成熟，已开发生产出不同成分系列和强度级别的低碳贝氏体钢板。
国内外基于薄板坏连铸连轧流程生产600MPa级低碳贝氏体高强钢还未见报导。
基于薄板坏连铸连轧采用Ti、Nb微合金化产生屈服强度600MPa的低碳贝氏体钢板的新的成分设计和工艺和国内外还未见报道。由于薄板坯连铸连轧的冶金流程、材料的冶金凝固过程特征、相变历史和工艺过程同传统流程均有不同，因此需要在冶金成分设计以及工艺控制上采取新的设计和工艺路线，以较低成本生产适合于薄板坯连铸轧流程的低碳贝氏体高强钢板，以满足市场需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于薄板坯连铸连轧流程采用钛、铌微合金化生产具有较高强度、较好韧性、低韧脆性转变温度及良好焊接性能的屈服强度达600MPa级低碳贝氏体高强钢板的方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：本发明包括钢种的成分设计和冶金生产工艺。
转炉或电炉冶炼、精炼、薄板坯连铸、薄板坯凝固后在高温(950～1100℃)下直接进入辊底式加热炉、热连轧机组轧制、层流冷却、卷取等工艺流程，进行600MPa级低碳贝氏体高强钢的冶金成分设计和冶金工艺控制。
采用常规方法在氧气顶底复合吹炼转炉内冶炼。倒尽溅渣护炉后的残渣，将铁水倒入氧气顶底复合吹炼转炉，并向转炉炉内加入5-15％的低硫、低磷优质废钢或生铁，向转炉内加入石灰、轻烧白云石、烧结返矿、萤石等。在整个吹炼过程中对转炉进行全程底吹氩。当钢液温度≥1680℃时及钢液中的碳、磷、硫符合要求时采用挡渣棒挡渣出钢，控制下渣量4≤kg/吨钢。
红包出钢，出钢前30秒开始对空钢包吹氩处理，出钢时间≥3m i n，在出钢过程中向钢包钢液中加入石灰3.5-4.5kg/吨钢、预熔渣1.80-2.20kg/吨钢、调渣剂1.2-1.8kg/吨钢。从转炉钢液出完1/3开始向钢包钢液中依顺序加入钼铁合金(Fe-Mo)0.0-7.0kg/吨钢、金属锰12.0-24.0kg/吨钢、铬铁(C≤0.25％)合金(Fe-Cr)4.0-11.0kg/吨钢、硅铁合金(Fe-Si)1.5-6.0kg/吨钢及铝块1.5-2.0kg/吨钢。
将装满转炉钢液的钢包送吹氩站处理，吹氩压力为0.3-0.4MPa。在吹氩站对钢液吹氩3min后测温，当钢液温度≥1570℃时，出吹氩站。
将经吹氩站吹氩处理后的钢液送入LF炉对钢液进行精炼处理。当钢液进LF炉后，先用500-600NL/min的氩气流量将钢液搅拌1-2min，以便化渣，送电升温时吹氩气流量保持在200-300NL/min，脱硫时吹氩气流量加大到300-400NL/min；软吹时渣面裸露直径小于100mm，软吹氩气时间大于6min，正常吹氩压力为0.3-0.4MPa，最大吹氩压力不超过0.8MPa。
根据钢液渣况及钢液中的[S]含量向钢液中加入石灰脱硫，加入预溶渣和调渣剂进行调渣，使渣中四元碱度R＝1.9-2.2，渣中氧化锰与氧化亚铁含量之和＜1.0％。所述石灰选自CaO≥90％、SiO2≤2.5％、S≤0.05％、P≤0.05％、水分≤0.2％、活性度大于300、粒级为10-40mm的石灰，而预熔渣和调渣剂为市场可买产品，已有技术。
当LF炉内精炼渣白后向钢液中加入钛铁(Fe-Ti)、铌铁(Fe-Nb)，其加入量为：钛铁0.5-4.0kg/吨钢、铌铁0.5-1.0kg/吨钢。向钢液中喂入铝线、硅钙(Si-Ca)线和硼线，铝线和硅钙线的加入量根据钢液中[Als]＝0.020-0.060％及钢液中[Ca]/[Als]之比在0.09-0.12之间来确定，硼线的喂入量按钢液成分[B]＝0.0～0.002％来确定。经LF炉精炼后的合格钢液送薄板坯连铸机连铸成薄板坯：首先采用伸入式水口将钢液注入连铸中间包，从钢包注入连铸中间包的第一炉钢液的温度控制在1585-1595℃，连浇过程中各炉次的钢液温度控制在1575-1585℃之间。钢包开浇后，在连铸中间包10-14吨时对钢液测温，开浇时将低碳钢保护渣覆盖在结晶器的钢液表面上，所述低碳钢保护渣是已有技术，市场可买产品，在钢液表面上使用低碳钢保护渣可对钢液起保温、润滑、隔热及防止二次氧化的作用。正常浇铸时连铸中间包钢液过热度控制在20-40℃范围，连铸拉速为3.5-4.5m/min。薄板坯凝固后在950～1100℃温度下直接进入温度大于或等于1150℃的辊底式加热炉中加热，薄板坯从辊底式加热炉出来后的出炉温度为1050～1160℃，此温度能使奥氏体充分固溶，薄板坯在辊底式加热炉中的头尾温度差≤±10℃。
薄板坯从辊底式加热炉中出来后对薄板坯表面用除鳞机除鳞，所用除鳞机为已有技术。除鳞机的进口压力为160-200Pa，除鳞机的出口压力为200-300Pa。
除鳞后的薄板坯用热连轧机组轧制，热连轧机组的第一机架压下率不小于40％，末机架压下率不小于12％，经热连轧机组轧制后的板材终轧温度为840-860℃，板材经层流冷却后在550-600℃的温度下进行地下卷取成为板卷。基于薄板坯连铸连轧流程生产钛、铌微合金化低碳贝氏体板材的屈服强度范围在590～670MPa，板材厚度为3.0-12.0mm。
采用如上技术方案提供的一种基于薄板坯连铸连轧流程生产低碳贝氏体高强钢的方法与现有技术相比，技术效果在于：
发挥薄板坯连铸连轧短流程工艺的特点，根据钢的晶粒细化和纳米尺寸析出物析出强化以及位错强化等综合强化原理，采用钛、铌微合金化技术生产高性能钢板，钢的冶金成分较简单，合金化生产成本较低，可稳定地获得钢板的高强韧性、高成形性能和良好的焊接性能，是用于生产油气管线、煤炭综采机械、汽车起重机吊臂、加长(加重)集装箱主脊梁和重型汽车结构等各类工程机械的理想板材。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式作进一步的详细描述。
可采用转炉冶炼或电炉冶炼。
在氧气顶底复合吹炼转炉中冶炼低碳贝氏体高强钢，选自现有的公称容量为100吨的氧气顶底复合吹炼转炉。倒尽溅渣护炉后的残渣，将高炉铁水兑入转炉炉内，并向转炉炉内加入5-15％的废钢或生铁，按常规冶炼方法向转炉炉内加入石灰、轻烧白云石、烧结返矿、萤石。顶吹氧，全程底吹氩，吹氩强度一般控制在0.02-0.05Nm3/min·吨钢。终点时取样测温，当钢液成分[C]≤0.04％、[P]＜0.01％、[S]≤0.03％及温度≥1680℃停止顶吹氧，保持底吹氩操作，采用挡渣棒挡渣出钢，下渣量控制在≤4kg/吨钢。
在出钢前30秒开始对经过烘烤、温度达800℃以上的空钢包，即红包进行吹氩处理，红包出钢，出钢时间≥3mi n，在出钢过程中向钢包钢液中加入石灰3.5-4.5kg/吨钢、预熔渣1.8-2.2kg/吨钢、调渣剂1.2-1.8kg/吨钢。从转炉钢液出完1/3开始向钢包钢液中依次加入0.0-7.0kg/吨钢钼铁合金、12.0-24.0kg/吨钢金属锰、4.0-11.0kg/吨钢铬铁合金、1.5-6.0kg/吨钢硅铁合金及铝块1.5-2.0kg/吨钢，当钢液出完3/4时合金加完。
将装满转炉钢液的钢包送吹氩站处理，吹氩压力为0.3-0.4MPa，在吹氩站钢液吹氩处理3min后测钢液温度，当钢液温度≥1570℃，钢包出吹氩站。
将经吹氩站吹氩处理后的钢液送LF炉对钢液进行精炼处理。当钢液进LF炉后先用500-600NL/min氩气流量将钢液搅拌1-2min，送电升温时氩气流量为200-300NL/min，其中送电电压为交流240-300V、电流30-40千安，所述LF炉为钢包精炼炉。根据渣况及钢液中的硫含量[S]向钢液中加入石灰脱硫，脱硫时吹氩气流量为300-400NL/min，钢液温度控制在1600℃左右有利于脱硫。向钢液中加入预熔渣和调渣剂进行调渣，使渣的四元碱度R＝1.9-2.2，所述四元碱度R可表示为：(CaO+MgO)/(Si02+A12O3)，使渣中氧化锰(MnO)与氧化亚铁(Fe0)含量之和小于1.0％，即(MnO+FeO)＜1.0％。渣白向钢液中加入钛铁和铌铁，其加入量为0.50-4.00kg/吨钢钛铁(Fe-Ti)、0.5-1.0kg/吨钢铌铁(Fe-Nb)。对钢液进行微合金化处理后向钢液中喂铝线、硅钙线和硼线，将钢液中的酸溶铝[Als]控制在0.020-0.060％，硅钙线的喂入量可从钢液中[Ca]/[Als]＝0.09-0.12来确定，即钢液中的钙含量与酸溶铝含量之比等于0.09-0.12，硼线的喂入量按钢液成分[B]＝0.0-0.002％的成分确定。
经LF炉精炼后的钢液成分为[C]＝0.03-0.08％，[Si]＝0.10-0.40％、[Mn]＝1.00-2.00％、[P]≤0.020％、[S]≤0.008％、[Nb]＝0.03-0.06％、[Ti]＝0.01-0.10％、[Mo]＝0.00-0.40％、[Cr]＝0.20-0.60％、[B]＝0.00～0.002％、[Als]＝0.020-0.060％。其中碳含量控制在0.03-0.08％，采用低的碳含量可以保证卷板具有良好的韧性和焊接性能；锰含量控制在1.00～2.00％，除提高强度外，锰可以提高奥氏体的稳定性，在一定的冷却速度下，抑制奥氏体向铁素体和珠光体转变，使贝氏体相变开始点(即Bs点)下降，有利于贝氏体板条的形成和细化，同时还可减少析出碳化物的尺寸，促进沉淀强化效应；钼含量为0～0.4％，钼能强烈抑制奥氏体向铁素体和珠光体转变，而对奥氏体向贝氏体的转变则没有什么影响，故而能在很大冷却范围内得到贝氏体组织；铌含量一般控制在0.03～0.06％，主要是起细化晶粒和吸出强化的作用，铌还可提高再结晶温度，通过控制控冷(即TMCP)可有效细化晶粒，改善因析出强化造成的韧性降低，从而使卷板获得高强度及高韧性的综合性能；钛含量要求控制在0.01～0.10％，主要是通过在高温区形成的TiN阻碍原奥氏体晶粒的长大以及在低温区析出的Ti(C、N)起细化晶粒和析出强化的作用。
将如上合格钢液送连铸机连铸成薄板坯。从钢包注入连铸中间包的第一炉钢液的温度控制在1585-1595℃，连浇过程中各炉次的钢液温度控制在1575-1585℃。钢包开浇后在连铸中间包10-14吨时测量钢液温度，正常浇铸时连铸中间包钢液过热度控制在20-40℃。在结晶器的钢液表面上覆盖低碳钢保护渣，薄板坯连铸，连铸拉速为3.5-4.5m/min。凝固后的薄板坯在直接进入辊底式加热炉时的入炉温度控制在950～1100℃范围，薄板坯在温度大于或等于1150℃的辊底式加热炉中加热，加热后的薄板坯出炉温度为1050～1160℃，所述辊底式加热炉亦称辊底式均热炉。
薄板坯从辊底式加热炉中出来后用除鳞机对薄板坯表面除鳞，除鳞机的进口压力为160-200Pa、出口压力为200-300Pa，除鳞后的薄板坯用热连轧机组轧制，热连轧机组的第一机架压下率不低于40％，热连轧机组的末机架压下率不低于12％。热轧后的板材终轧温度为840-860℃，厚度为3.0～12.0mm，采用层流冷却。冷却后的板材在温度为550-600℃的条件下进行地下卷取成为板卷。
采用薄板坯连铸连轧流程生产钛、铌微合金化低碳贝氏体钢板的屈服强度范围在590～670MPa，抗拉强度可达730-830MPa、延伸率为17.0-21.0％，d＝3a的宽冷弯合格。
实施例一，用转炉冶炼：
倒尽溅渣护炉后的残渣，将高炉铁水兑入公称容量为100t的顶底复合吹炼转炉炉内，加入10％的废钢，顶吹氧。向炉内加入石灰、轻烧白云石、烧结返矿、萤石，转炉全程底吹氩，吹氩气强度为0.04Nm3/min·吨钢，终点取样分析；当钢液成分[C]≤0.04％、[P]＜0.01％、[S]≤0.03％及终点温度为1680℃时停止顶吹氧，保持底吹氩操作，采用挡渣棒挡渣出钢，下渣量为4Kg/吨钢。出钢前30秒开始对红钢包进行吹氩处理，红包出钢，出钢时间为3min，在出钢过程中向钢包钢液中加入石灰4.4kg/吨钢、预熔渣2.0kg/吨钢、调渣剂1.40kg/吨钢，从转炉钢液出完1/3开始向钢包钢液中依次加入钼铁合金4.0kg/吨钢、金属锰16.5kg/吨钢、铬铁合金8.5kg/吨钢、硅铁合金3.0kg/吨钢及铝块1.60kg/吨钢，当钢液出完3/4时合金加完；将装满转炉钢液的钢包送吹氩站处理，吹氩压力为0.35MPa，在钢液吹氩处理3min后，测量钢液温度。在钢液温度为1570℃时钢包出吹氩站；将经吹氩站吹氩处理后的钢液送LF炉对钢液进行精炼处理：先用550NL/min的氩气流量将钢液搅拌1.5min，送电升温时吹氩气流量保持250NL/min。向钢液中加入石灰脱硫，脱硫时吹氩流量为400NL/min，加入预熔渣及调渣剂进行调渣，使渣的四元碱度R＝2.0、渣中(MnO+FeO)＝0.9％；渣白后向钢液中加入1.0kg/吨钢钛铁、0.5kg/吨钢铌铁；向钢液中喂铝线和硅钙线，钢液中的酸溶铝[Als]＝0.025％，硅钙线的喂入量从钢液中的钙含量与酸溶铝含量之比[Ca]/[Als]等于0.09确定；本实施例是从钢包注入连铸中间包的第一炉钢液，温度为1590℃，钢包开浇后在连铸中间包10吨时测量钢液温度，连铸中间包钢液过热度为40℃；在结晶器的钢液表面上覆盖低碳钢保护渣。薄板坯连铸，连铸拉速为3.7m/min，凝固后的薄板坯在温度为1000℃条件下直接进入辊底式加热炉，薄板坯在温度为1150℃的辊底式加热炉中加热。对从辊底式加热炉中出来的温度为1150℃的薄板坯表面用进口压力为180Pa、出口压力为250Pa的除鳞机除鳞，除鳞后的薄板坯用热连轧机组轧制，热连轧机组的第一机架压下率为48％，热连轧机组的末机架压下率为15％，板材厚度为4.8mm，板材终轧温度860℃，层流冷却。对轧后的板材在卷取温度为560℃进行地下卷取成为板卷。
用如上方法生产的低碳贝氏体高强板卷，其屈服强度＝650MPa、抗拉强度＝810MPa、延伸率＝18.0％、d＝3a的宽冷弯合格，它的纵断面组织主要是粒状贝氏体以及少量的板条贝氏体。
实施例二，用转炉冶炼：
倒尽溅渣护炉后的残渣，将高炉铁水兑入公称容量为100t的顶底复合吹炼转炉炉内，加入5％的废钢，顶吹氧。向炉内加入石灰、轻烧白云石、烧结返矿、萤石，对转炉全程底吹氩，吹氩气强度控制在0.02Nm3/min·吨钢，终点取样测温，当钢液成分[C]≤0.04％、[P]＜0.01％、[S]≤0.03％及温度为1685℃时停止顶吹氧，保持底吹氩操作，采用挡渣棒挡渣出钢，下渣量为3.5kg/吨钢；出钢前30秒开始对红钢包进行吹氩处理；红包出钢，出钢时间为3.5min，在出钢过程中向钢包钢液中加入石灰4.2kg/吨钢、预熔渣2.1kg/吨钢、调渣剂1.6kg/吨钢，从转炉钢液出完1/3开始向钢包钢液中依次加入钼铁合金1.8kg/吨钢、金属锰16.0kg/吨钢、铬铁合金10.0kg/吨钢、硅铁合金2.5kg/吨钢及铝块1.7kg/吨钢，当钢液出完3/4时合金加完；将装满转炉钢液的钢包送吹氩站处理，吹氩压力为0.3MPa，在钢液吹氩处理3min后，测量钢液温度。在钢液温度为1575℃时钢包出吹氩站；将经吹氩站吹氩处理后的钢液送LF炉对钢液进行精炼处理：先用500NL/min的氩气流量将钢液搅拌2min，送电升温时吹氩气流量保持300NL/min，向钢液中加入石灰脱硫，脱硫时吹氩流量为350NL/min，加入预熔渣及调渣剂进行调渣，使渣的四元碱度R＝1.9、渣中(MnO+FeO)＝0.95％；渣白后向钢液中加入3.20kg/吨钢钛铁及0.8kg/吨钢+铌铁；向钢液中喂铝线和硅钙线，钢液中的酸溶铝[Als]＝0.030％，硅钙线的喂入量可从钢液中的钙含量与酸溶铝含量之比[Ca]/[Als]等于0.10确定；本实施例为连浇过程中第4炉，钢液温度为1575℃，钢包开浇后在连铸中间包12吨时测温，连铸中间包钢液过热度为30℃；在结晶器的钢液表面上覆盖低碳钢保护渣：薄板坯连铸，连铸拉速为4.0m/min，凝固后的薄板坯在温度为1050℃条件下直接进入辊底式加热炉，薄板坯在温度为1150℃的辊底式加热炉中加热。对从辊底式加热炉中出来的温度为1160℃的薄板坯表面用进口压力为160Pa、出口压力为300Pa的除鳞机除鳞，除鳞后的薄板坯用热连轧机组轧制，热连轧机组的第一机架压下率为45％，热连轧机组的末机架压下率为14％，板材厚度为9.6mm，板材终轧温度850℃，层流冷却。对轧后的板材在卷取温度为580℃进行地下卷取成为板卷。
用如上方法生产的低碳贝氏体高强板卷，其屈服强度＝630MPa、抗拉强度＝750MPa、延伸率＝19.0％、d＝3a宽冷弯合格，它的纵截面组织主要是板条状贝低体，组织比较细小。
实施例三，用转炉冶炼：
倒尽溅渣护炉后的残渣，将高炉铁水兑入公称容量为100t的顶底复合吹炼转炉炉内，加入5％的生铁，顶吹氧。向炉内加入石灰、轻烧白云石、烧结返矿、萤石，对转炉全程底吹氩，吹氩气强度控制在0.05Nm3/min·吨钢，终点取样测温，当钢液成分[C]≤0.04％、[P]＜0.01％、[S]≤0.03％及温度为1680℃时停止顶吹氧，保持底吹氩操作，采用挡渣棒挡渣出钢，下渣量为3.8kg/吨钢；出钢前30秒开始对红钢包进行吹氩处理；红包出钢，出钢时间为3min，在出钢过程中向钢包钢液中加入石灰4.0kg/吨钢、预熔渣1.95kg/吨钢、调渣剂1.5kg/吨钢，从转炉钢液出完1/3开始向钢包钢液中依次加入金属锰16.3kg/吨钢、铬铁合金9.0kg/吨钢、硅铁合金3.5kg/吨钢及铝块1.8kg/吨钢；当钢液出完3/4时合金加完；将装满转炉钢液的钢包送吹氩站处理，吹氩压力为0.4Mpa，在钢液吹氩处理3min后，测量钢液温度，在钢液温度为1570℃时钢包出吹氩站；将经吹氩站吹氩处理后的钢液送LF炉对钢液进行精炼处理：先用600NL/min的氩气流量将钢液搅1min，送电升温时吹氩气流量保持200NL/min，向钢液中加入石灰脱硫，脱硫时吹氩流量为300NL/min，加入预熔渣及调渣剂进行调渣，使渣的四元碱度R＝2.2、渣中(MnO+FeO)＝0.96％；渣白后向钢液中加入4kg/吨钢钛铁、0.9kg/吨钢铌铁；向钢液中喂铝线和硅钙线，钢液中的酸溶铝[Als]＝0.035％，硅钙线的喂入量从钢液中的钙含量与酸溶铝含量之比[Ca]/[Als]等于0.12确定；本实施例为连浇过程中第10炉，钢液温度为1585℃，钢包开浇后在连铸中间包14吨时测量钢液温度，连铸中间包钢液过热度为20℃；在结晶器的钢液表面上覆盖低碳钢保护渣：薄板坯连铸连铸拉速为3.8m/min，凝固后的薄板坯在温度为1000℃条件下直接进入辊底式加热炉，薄板坯在温度为1150℃的辊底式加热炉中加热。对从辊底式加热炉中出来的温度为1100℃的薄板坯表面用进口压力为200Pa、出口压力为200Pa的除鳞机除鳞，除鳞后的薄板坯用热连轧机组轧制，热连轧机组的第一机架压下率为42％，热连轧机组的末机架压下率为13％，板材厚度为11.6mm，板材终轧温度840℃，层流冷却。对轧后的板材在卷取温度为600℃进行地下卷取成为板卷。
用如上方法生产的低碳贝氏体高强板卷，其屈服强度＝605MPa、抗拉强度＝730MPa、延伸率＝17.5％，d＝3a宽冷弯合格。
Claims (1)
1、一种基于薄板坯连铸连轧流程生产低碳贝氏体高强钢的成分和方法，用转炉或电炉进行常规冶炼，当钢液成分[C]＝0.04％、[P]＝0.01％、[S]＝0.03％钢液温度≥1680℃时采用挡渣棒挡渣出钢，控制下渣量≤4kg/吨钢；出钢前30秒开始对红钢包进行吹氩处理；在出钢过程中向钢包钢液中加入石灰3.5-4.5kg/吨钢、预熔渣1.80-2.2kg/吨钢、调渣剂1.2-1.8kg/吨钢；从转炉钢液出完1/3开始向钢包钢液中依次加入钼铁合金0.0-7.0kg/吨钢、金属锰12.0-24.0kg/吨钢、铬铁合金4.0-11.0kg/吨钢、硅铁合金1.5-6.0kg/吨钢及铝块1.5-2.0kg/吨钢，当钢液出完3/4时合金加完；将装满转炉钢液的钢包送吹氩站处理，吹氩压力为0.3-0.4MPa，在钢液吹氩处理3min后测量钢液温度，当钢液温度≥1570℃时钢包出吹氩站；其特征在于：将经吹氩站吹氩处理后的钢液送LF炉对钢液进行精炼处理：先用500-600NL/min的氩气流量将钢液搅拌1-2min，送电升温时吹氩气流量为200-300NL/min，根据渣况及钢液中的硫含量向钢液中加入石灰脱硫，脱硫时吹氩流量为300-400NL/min，向钢液中加入预熔渣和调渣剂进行调渣，使渣的四元碱度R＝1.9-2.2，使渣中氧化锰与氧化亚铁含量之和小于1.0％；渣白后向钢液中加入0.5-1.0kg/吨钢铌铁、0.50-4.0kg/吨钢钛铁；向钢液中喂铝线、硅钙线和硼线，使钢液中的酸溶铝[Als]＝0.020-0.060％，硅钙线的喂入量可从钢液中的钙含量与酸溶铝含量之比[Ca]/[Als]等于0.09-0.12来确定，硼线的喂入量按钢液成分[B]＝0.0～0.002％来确定；经LF炉精炼后的钢液成分为：
[C]＝0.03-0.08％、[Si]＝0.10-0.40％、[Mn]＝1.0-2.0％、[P]≤0.020％、
[S]≤0.008％、[Nb]＝0.03-0.06％、[Ti]＝0.01-0.10％、[Mo]＝0.0-0.4％、
[Cr]＝0.20-0.60％、[B]＝0.0-0.002％、[Als]＝0.02-0.06％；从钢包注入连铸中间包的第一炉钢液的温度控制在1585-1595℃，连浇过程中各炉次的钢液温度控制在1575-1585℃，钢包开浇后在连铸中间包10-14吨时测量钢液温度，连铸中间包钢液过热度控制在20-40℃；在结晶器的钢液表面上覆盖低碳钢保护渣；薄板坯连铸，连铸拉速为3.5-4.5m/min，凝固后的薄板坯在950-1100℃的温度下直接进入辊底式加热炉中，薄板坯在温度大于或等于1150℃的辊底式加热炉中加热，加热后的薄板坯出炉温度为1050-1160℃；对从辊底式加热炉中出来的薄板坯表面用进口压力为160-200Pa、出口压力为200-300Pa的除鳞机除鳞，除鳞后的薄板坯用热连轧机组轧制，热连轧机组的第一机架压下率不小于40％，热连轧机组的末机架压下率不小于12％；热轧后的板材终轧温度为840-860℃、厚度为3.0-12.0mm，采用层流冷却，轧后的板材在温度为550-600℃条件下进行地下卷取成为板卷。
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