CN103667648A - 在铸轧复合设备中制造微合金管坯钢的方法和微合金管坯钢 - Google Patents

在铸轧复合设备中制造微合金管坯钢的方法和微合金管坯钢 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于在铸轧复合设备中制造微合金的管坯钢的方法以及一种微合金的管坯钢，所述微合金的管坯钢可通过使用根据本发明的方法来制造。本发明的任务是，建议一种用于成本低廉地制造微合金的管坯钢的方法，利用所述方法能够成本低廉地、运行可靠地并且高品质地制造所述微合金的管坯钢。该任务通过按照权利要求1所述的方法解决。

Description

在铸轧复合设备中制造微合金管坯钢的方法和微合金管坯钢
技术领域
本发明涉及用于在铸轧复合设备中制造微合金的管坯钢的方法以及微合金的管坯钢，所述微合金的管坯钢可通过使用根据本发明的方法来制造。
背景技术
作为微合金指的是如下的钢，其添加了0.01至0.1的质量百分比的铌、钒或钛而成为合金（或者说更高含量的上述元素的组合），用以例如经由碳化物和氮化物以及晶粒细化物的形成而实现高的强度。所述合金元素在加热到变形温度的情况下部分地溶解。它们在奥氏体中溶解并且引起再结晶温度的升高。在将变形后的奥氏体晶粒转变成铁素体和珠光体、贝氏体或马氏体的情况下，根据变形程度的不同，形成细化的转变结构。额外地，在冷却的情况下，它们与碳形成碳化物并且与氮形成氮化物。如此地引起的晶粒细化提高了强度，基本上不会降低韧性。
屈服极限是一种材料特征值并且表示的是如下的应力，直到该应力为止，材料在单轴的以及无力矩的拉应力的情况下不显示出可见的塑性变形。在超过了所述屈服极限的情况下，所述材料在卸载后不再返回到原始的形状中，而是保留了试样延长。所述屈服极限一般在拉力试验中求出并且以单位N/mm2 = MPa来给出。
具有至少485N/mm2的最小屈服极限的钢品质是未美国石油协会（缩写API）的标准API 5L-X70、API 5L-X80所需的或者更高的标准所需。因此按照标准API 5L-X70的钢具有至少485N/mm2的屈服极限和至少570N/mm2的抗拉强度。
利用该标准表示如下的钢产品，其可通过焊接来制造用于管道建造中的管，且因此必须具有一定的强度，但同时具有在低温下的高的延展性。这种钢产品的生产需要一定的工艺方法。
在迄今为止的用于此类钢的制造方法中通常必须存在下列前提条件：
针对钢组分仅考虑具有很小的硫含量和磷含量的纯铁，微合金元素，如铌Nb、钛Ti、钒V的掺入对于实现细晶粒是必需的。
在制造板坯的情况下，必须通过合适的温度控制来防止熔融物的偏析、即离析的出现。该现象在所述熔融物过渡到固体状态的情况下会出现并且得出了板坯内部的不同的材料特性。此外，可以利用合适的温度控制来防止在第二延展性最小值中形成裂缝。
板坯的轧制通过所谓的热机械轧制来进行：
在粗轧时，均匀地热透的板坯从加热炉中以比较粗晶粒的结构到达粗轧机组（Roughing Mill）中，为了实现再结晶，大多以可逆的运行方式将钢的厚度减小至少40%，其中，在再结晶的情况下板坯的比较粗晶粒的结构变得越来越细的晶粒。在轧材在精轧机组中进一步变形之前，需要细的奥氏体晶粒。
在精轧机中精轧时，在一温度范围中，典型地在800-900℃的温度范围中进行最终变形，其中，所述材料不再进行再结晶。在此情况下，为了实现所希望的材料特性，钢带经历以至少系数2.5、大多高于3的延伸。钢带进入精轧机组的典型的入口温度位于800和900℃之间。钢带在从精轧机中出来时的出口温度典型地位于830℃的范围中。
钢带在从精轧机中出来之后的加速冷却导致了特别细的铁素体晶粒的形成，或许甚至会导致针状的铁素体的形成。由此实现了具有高强度以及特别好的延展性的极其细晶粒的转变结构。
从EP1 978 121A1中公开了一种相应的用于制造具有至少350MPa的屈服极限（yield stress）和至少570MPa的抗拉强度（tensile strength）的可较好地焊接的钢板，其中，钢在精轧机中被热机械地轧制。
从出版物C. Klein等人的Von CSP zu CSP flex - das neue Konzept für die Dünnbrammentechnologie, stahl und eisen 131（2011）,第11号公开了，在称为“CSP flex”的铸轧复合设备中制造管坯钢API X70。所建议的制造方法的缺点在于，钢水必须具有比较高的合金成分，特别是铌，以便限制加热炉（大多为隧道式炉）中的切割的连铸薄板坯。通过高的合金成分，每吨精轧带钢的制造成本也升高。
迄今为止的方法的缺点在于，通过在粗轧机组和/或精轧机组之前，钢在加热炉中的长时间停留，会导致不希望的晶粒增长。这应通过本发明来防止。
发明内容
本发明的任务是，克服现有技术的缺点，并且建议一种用于成本低廉地制造微合金的管坯钢的方法，利用该方法能够将所述微合金的管坯钢
- 成本低廉地、也就是说以针对钢水的很小的运行成本以及针对制造的很低的能量成本，
- 运行可靠地，运行可靠也就是说所述管坯钢即使在制造过程中不可避免的波动的情况下也能够以近似不变的品质得以制造，并且
- 高品质地制造出来。
该任务通过按照权利要求1所述的方法解决。有利的实施方式是从属权利要求的主题。
另一个任务在于，提出一种钢品质为X70的高质量的管坯钢，其与现有技术相比，具有较低的合金元素成分，但具有可比性的好的机械特性。
该任务通过按照权利要求14所述的微合金的管坯钢解决。
具体地说，第一任务通过一种用于在铸轧复合设备中制造微合金的管坯钢的方法解决，其中，所述铸轧复合设备包括一具有结晶器和连铸坯导向装置的连铸机、单机架或多机架的粗轧机组、感应炉、除鳞装置、多机架的精轧机组、冷却段和存储装置，所述方法具有下列步骤：
- 将钢水浇注到结晶器中形成部分凝固的连铸薄板坯，其中，所述钢水以重量百分比为单位由0.04-0.05%的C、1.3-1.5%的Mn、0.035-0.05%的Nb、0.035-0.06%的V、0.2-0.4%的Cr、0.2-0.3%的Si、0.015-0.05%的Al、<0.008%的N、其余的Fe以及不可避免的杂质构成，
- 将部分凝固的连铸薄板坯朝弧形的连铸坯导向装置转向；
- 将所述连铸薄板坯在弧形的连铸坯导向装置中支撑、引导和冷却；
- 将所述连铸薄板坯朝一水平的连铸坯导向装置转向，其中，所述连铸薄板坯在弧形的或水平的连铸坯导向装置中完全凝固；
- 将未切割的连铸薄板坯在粗轧机组中粗轧成粗轧条带，其中，所述连铸薄板坯在进入到所述粗轧机组中时具有一核心温度，其比所述连铸薄板坯的表面温度至少高出50℃、优选至少100℃，并且所述连铸薄板坯在所述粗轧机组中以至少40%、优选至少50%的总减小率进行粗轧，并且在粗轧时发生所述结构的完全的静态的再结晶；
- 将所述粗轧条带在感应炉中再加热到平均> 1000℃的粗轧条带温度；
- 在除鳞装置中对所述再加热的粗轧条带进行除鳞；
- 将除鳞过的粗轧条带在所述精轧机组的第一组轧机架中精轧成部分地精轧过的粗轧条带，其中，在所述精轧机的第一组轧机架中的一个轧制道次之后，所述粗轧条带的结构至少部分地、优选完全地静态地再结晶；紧随其后
- 将部分地精轧过的粗轧条带在所述精轧机的第二组轧机架中精轧成精轧条带，其中，所述部分地精轧过的粗轧条带的结构不进行再结晶；
- 在所述冷却段中冷却所述精轧条带；
- 切割所述精轧条带，并且存储在存储装置中。
“动态的再结晶”表示变形后的结构仍在辊隙中再结晶。所述动态的再结晶在所述材料从所述轧隙中出来时结束。此外，与所述静态的再结晶相反，所述动态的再结晶通过高的变形速度来激励。与此相反，“静态的再结晶”理解为变形过的结构在所述辊隙之外的再结晶。所述静态的再结晶首要地通过高的变形程度来激励。
通过根据本发明的方法能够实现在连铸机中浇注出低得多的合金的钢水（在CSP flex制造方法中需要0.06%的Nb；相反，在根据本发明的方法中还可以以0.035%的Nb实现好的结果），由此基于更小的合金成分而减小了制造成本并且能够改进所述管坯钢的可焊接性。典型地，所述连铸薄板坯沿着竖直方向（在笔直的结晶器的情况下）或者说基本上沿着竖直方向（在弧形的结晶器的情况下）从所述结晶器中出来且随后弯曲到一弧形的连铸坯导向装置中。
为了将尽可能多的连铸过程的浇注热带入到粗轧过程或者说精轧过程中，有利的是，所述连铸薄板坯在所述连铸坯导向装置中首先在所述粗轧机组中粗轧之前一点（典型地几米）完全凝固。
在粗轧时将未切割的连铸薄板坯的浇注结构在比较低的质量流的情况下完全地静态地再结晶，其中，所述连铸薄板坯的逆温度曲线（也就是说所述连铸薄板坯的核心温度比其表面温度高出至少50℃）允许所述连铸薄板坯的所有横截面在所述粗轧机组中几乎均匀地减小并且均匀地再结晶。由此确保了所述粗轧条带的核心区也具有细晶粒的结构。通过所述完全的静态的再结晶将所述粗晶粒的铸件结构完全转变成细晶粒的轧制结构。
由于所述粗轧条带仍具有来自所述连铸过程的特别多的浇注热，尤其是所述粗轧条带以很小的能量输入进行再加热就足够。为此根据本发明采用一感应炉。所述感应炉允许迅速地反应到改变的条件上（例如由于所述连铸机中的钢包更换所引起的改变的浇注速度），且进入所述精轧机组中的入口温度或者说在所述精轧机组中的最后的轧制道次的情况下的终轧温度保持恒定。此外所述感应炉允许在感应器的比较低的供电频率的情况下将所述粗轧条带的横截面比在隧道式炉的情况下那样均匀得多地进行加热。此外，通过所述感应炉中的迅速的再加热，将晶粒增长保持得较低并且减小或者说尽可能地防止在所述奥氏体的晶粒边界处的脆化。
在所述再加热之后对所述粗轧条带进行除鳞。当所述感应炉在一惰性的或减少的大气中运行时，当然可以取消所述除鳞。
所述粗轧条带在所述精轧机中的精轧在两个步骤中进行。在所述精轧机组的第一组轧制机架中，将所述粗轧带至少部分地静态地再结晶地精轧成部分地精轧过的粗轧条带。由此形成了一种特别细晶粒的结构。紧随其后，将所述部分地精轧过的粗轧条带在所述精轧机的第二组轧制机架中不进行再结晶地，也就是说，热机械地精轧到精轧条带厚度。
在所述精轧之后，将所述精轧条带迅速地冷却到存储温度上（也就是说，在卷取机的情况下的卷绕温度或在输出板材的情况下的存放温度），从而所述精轧条带具有特别细晶粒的铁素体和贝氏体晶粒。
随后将冷却过的精轧条带切割成卷重或者说板长，并且存储在一存储装置中，例如至少一个用于所谓的卷材的卷取装置或一用于板材的存放装置。
根据本发明，所述精轧条带可达到的强度的减小，如在传统的过程控制的情况下由于在钢水中会不可避免地出现很低的合金元素成分（特别是铌和/或钛）而引起的强度的减小，通过精轧条带的沉淀硬化（英语：preeipitation hardening）得以平衡。所述沉淀硬化一方面通过在精轧机的情况下的更陡的温度梯度所促进，另一方面所述沉淀物具有较少的时间来增长，因此整体上调节出更细的结构。通过所述更细的结构，对于强度升高的贡献由于切割（英语：cutting）和包围（英语：circumventing）被最大化，从而所述强度升高（英语：preeipitation strengthening）由于所述沉淀硬化被最大化。
通过根据本发明的制造方法，在所述精轧条带中的沉淀物（例如碳化铌、氮化铌、碳化钒，在某些情况下还有氮化钛）的晶粒大小D典型地位于2nm ≤D ≤12 nm。
有利的是，从浇注钢水直至包括部分地精轧过的粗轧条带的精轧、在某些情况下还有所述精轧条带的冷却的全部的方法步骤都在无头操作（Endlosbetrieb）中进行。
有利的是，部分凝固的连铸薄板坯在所述连铸机的弧形的连铸坯导向装置和/或水平的连铸坯导向装置中经受一LCR（英语：Liquid Core Reduction，也就是说，没有完全凝固的或者说部分凝固的连铸薄板坯的厚度减小）。在LCR的情况下，所述连铸薄板坯的厚度被典型地减小到1和30mm之间（在结晶器的出口和完全凝固点之间测量）。
当所述完全凝固的连铸薄板坯以80-160mm、优选90-125mm、特别优选95-115mm的厚度离开所述连铸机时，可销售的精轧条带的制造变得容易或者说在所述粗轧机组和所述精轧机组中的轧制机架的数量被保持得很低。特别是一具有厚度为4-26mm的精轧条带满足所述的对于可销售的精轧条带的要求。
总的来说适宜的是，所述连铸薄板坯在所述粗轧机组中通过一至三个轧制道次进行粗轧。
此外有利的是，在粗轧时每个轧制道次具有12-60%的减小率（Reduktionsgrad），其中，特别是在第一轧制道次时发生30-60%的减小，在第二轧制道次时发生20-60%的减小，以及在第三轧制道次时发生12-40%的减小。
为了阻止所述奥氏体晶粒的脆化或者说使得所述晶粒不会过大地增长，有利的是，在所述粗轧机组和所述精轧机组之间发生一个或多个最大120s、优选<90s、特别优选<75s的总持续时间的再加热阶段。
当所述除鳞通过高压除鳞机、特别是高压旋转除鳞机进行时，通过所述除鳞引起的温度下降被保持得很低。
为了在精轧时形成细晶粒，有利的是，在在所述精轧机的第一组轧制机架中的第一或所述第二轧制道次之后，进行所述部分地精轧过的粗轧条带的部分的、优选全部的静态的再结晶。
为了所述精轧条带的较好的表面品质或者说较好的几何形状，有利的是，所述部分地精轧过的粗轧条带在所述精轧机的第二组轧制机架中不被再结晶地精轧，其中，典型地发生≥50%的总减小。在所述精轧机中的最后的轧制道次时，最低的减小应该经过所述精轧机的所有轧制机架。
为了实现或者说维持准确的精轧温度，有利的是，所述部分地精轧过的精轧条带的实际温度直接在所述精轧机的最后的机架之前借助于一温度测量装置进行探测并且向一调节器输送，并且所述调节器在考虑到一额定温度的情况下求出一调节值，并且将所述感应炉的至少一个感应器如此地进行操控，使得所述实际温度与所述额定温度尽可能一致。通常调节出在780和850℃之间的额定温度，也就是说精轧温度。
为了所述精轧条带的最大强度，有利的是，所述精轧条带的表面在冷却段中以≥10°K/s的冷却温度进行冷却。
为了通过形成氮化钛或者说碳化钛来进一步提高所述精轧条带的强度，钢水具有<1000ppm的Ti就足够。
具体地说，第二任务通过如下方式解决，即通过按照权利要求1至13中任一项所述的方法可获得的微合金的管坯钢具有如下的以百分比为单位的化学组成，即0.04-0.05%的C、1.3-1.5%的Mn、0.035-0.05%的Nb、0.035-0.06%的V、0.2-0.4%的Cr、0.2-0.3%的Si、>0.015%的Al、<0.008%的N、其余为Fe和不可避免的杂质，其中，所述管坯钢的沉淀物的至少75%在室温下具有2nm≤D≤12nm的大小，并且所述管坯钢满足对于根据标准API 5L/IS03183:2007的钢品质X70的机械要求。典型地，所述管坯钢的晶粒大小为4和8μm之间。
附图说明
本发明的其它优点和特征从下面的不起限定作用的实施例的描述中给出，其中，参照下列附图，其中：
图1 在侧视图中示出了用于连续地制造微合金的管坯钢的根据本发明的铸轧复合设备的示意图；
图2 在竖直的截面图中示出了图1的设备的连铸坯导向装置的详细示图；
图3 示出了通过沉淀硬化引起的根据本发明的方法的强度升高的示意图；
图4 示出了在室温下具有6mm的最终厚度的精轧条带3''的结构图；
图5 示出了用于展示终轧温度调节的图1的铸轧复合设备的变型方案。
具体实施方式
图1示出了铸轧复合设备1的示意图，在所述铸轧复合设备上可实施根据本发明的用于无头轧制热钢带的方法。
图中可见具有一结晶器2的连铸机，在所述结晶器中浇注出连铸坯3。在所述结晶器2上联接一连铸坯导向装置6。之后在一粗轧机组4中进行粗轧，所述粗轧机组在这里由三个轧制机架41、42、43组成并且在其中将所述连铸坯3轧制成一粗轧条带3'。在粗轧时发生从浇注结构到更细晶粒的轧制结构的转变。所述粗轧条带3'的传送方向通过箭头15示出。
所述铸轧复合设备1还包括一排部件，例如除鳞装置42以及在图1中未示出的分离装置，它们基本上与现有技术相应且因此在这一点上不对它们进行详细描述。例如以飞剪的形式实施的分离装置无论如何都布置在所述精轧机组5之后并且用于将精轧过的钢带从跟随着的带上分离成板或卷。所述剪切机可以在0.3至5m/s的带速的情况下剪断直至26mm的厚度，要么通过整个剪切机要么通过至少一个卷筒对与带速同步地一起运动，其中，依据所述无头铸轧过程，在所述钢带的厚度d和宽度b和所述带速v与宽度特性（breitenspezifischen）的产量之间的相关性适用下面的关系式：
v * b = 0.350 ...0.600 m2/min 或
v * b = 0.006 ...0.012 m2/s。
当然可以在所述铸轧复合设备1的其它位置上，例如在所述粗轧机组4之前，或者在所述粗轧机组4和所述精轧机组5之间布置其它的分离装置。
在所述粗轧机组4之后布置一用于所述粗轧条带3'的感应炉7。优选地，采用一横向场加热感应炉，其使得所述铸轧复合设备1特别高效节能。在所述感应炉7中将所述粗轧条带3'比较均匀地在横截面上带到针对进入到所述精轧机组5中的所希望的入口温度上。
在所述感应炉7中加热之后，在中间连接可选的、在所述除鳞装置42中除鳞之后，在五个机架的精轧机组5中借助于所述精轧机组51、52、53、54、55精轧到所述精轧条带3''的所希望的最终厚度和终轧温度上，且接下来在一冷却段18中进行带冷却并且最终借助于地下卷取机19卷绕成卷。直接在所述地下卷取机19前面将所述精轧条带3''在夹送辊20之间夹紧，所述夹送辊也将所述精轧条带3''进行引导并且保持在带拉力下。
针对所述连铸件可以采用所谓的LCR方法（液芯压下方法），其中，从所述结晶器2出来的连铸坯3借助于接下来的连铸坯导向装置6在所述连铸坯3的液态的横截面核心的情况下被减小。
为了所述连铸坯3的LCR厚度减小，为了其接触所预设的所述连铸坯导向装置6的导向元件9、10（典型地是连铸坯导辊）相对于所述连铸坯3的纵轴是（横向）可调整的，其中，所述导向元件的调整根据所述连铸坯的材料和/或所述浇注速度来进行，用以避免直至30mm的连铸坯厚度减小。
根据图2，所述连铸坯导向装置6包括多个（通常三至十五个）连铸坯导向扇形段16，其中，每个扇形段16包括一对或多对（通常三至十对）优选实施成连铸坯支撑辊的导向元件9、10。所述支撑辊能够围绕一垂直于所述连铸坯3的传送方向延伸的轴转动。代替所述连铸坯支撑辊，也可以考虑，将一个个导向元件实施成静态的、例如橇形的（kufenf?rmige）的构件。与所述导向元件9、10的具体的实施方式无关，它们布置在所述连铸坯宽侧面的两边，从而所述连铸坯通过上部的和下部的导向元件系列进行引导。
如在图2中可见，所述导向扇形段16分别由下部的导向元件9的系列以及与其平行地或会聚地布置的上部的导向元件10的系列组成。下部的导向元件系列的每个导向元件9对应于上部的导向元件系列的一对置的导向元件10。
在两个导向元件系列9、10之间构造一用于容纳从所述结晶器2出来的连铸坯3而设置的容纳井11，其通过构造出相对置的导向元件9、10彼此之间沿着所述连铸坯3的传送方向的不同的间距，至少局部地逐渐变细，且由此可减小所述连铸坯3的厚度。
所述上部的和下部的导向元件或者说支撑辊9、10又可以分别划分为具有不同直径和/或轴间距的一（子）系列的特定的支撑辊。
所述上部的导向元件10是选择性地深度可调整的，或者说能够接近到所述下部的导向元件9上，例如借助于一液压的驱动装置。与所述连铸坯导向装置6的端部14上的所希望的连铸坯厚度d相应的并且在相互对置的上部的和下部的导向元件之间测量的所述连铸坯导向装置6的容纳井11的容纳净宽12可以例如从125mm减小到95和115mm之间的范围中。
此外，当想要将所述连铸坯的液心端头移近所述连铸坯导向装置6的端部时，由于在一较窄的容纳井11中引导的连铸坯3更快地凝固并且冷却，因此必须提高浇注速度以及与之等效的穿过所述轧机4、5的体积流量。
为了减小所述连铸坯3的厚度，例如面向所述结晶器2的、但不是强制性地联接到所述结晶器2上的第一导向扇形段16'的三至八个导向元件（对）9、10是可调整的。替选地，也可以使用多个接连排列的导向扇形段16用于LCR厚度减小，它们直接地或间接地联接到所述结晶器2上。
所述连铸坯厚度d或者说所述容纳净宽12可根据所述连铸坯3的材料和/或根据浇注速度进行调节。各导向元件9、10的调整沿着基本上垂直于所述连铸坯的传送方向延伸的方向进行，其中，不仅上部的导向元件10而且下部的导向元件9都可以是可调整的。所述上部的导向元件10铰接在对应的支撑元件17上，所述支撑元件优选是可液压地调整的。
所述（液压地）可调整的LCR导向元件9、10优选布置在所述连铸坯导向装置6的纵向伸长的面向所述结晶器2的前一半中，优选布置在所述纵向伸长的面向所述结晶器2的前四分之一中。
所述LCD方法的使用导致了特别小的偏析率，因为不仅能够实现细的凝固结构而且通过与所述LCR方法相连的所述熔融金属的强烈的充分混合抑制了宏观偏析。
在所述连铸坯导向装置6的端部14和所述粗轧机组4的入口区域之间仅允许通过相对于所述连铸坯表面特别低的周围温度引起的所述连铸坯3的冷却，也就是说，不进行借助于冷却装置对所述连铸坯3的人为的冷却。所述连铸坯3的表面在该区域中具有平均>1050℃、优选>1000℃的温度。在所述连铸坯导向装置6的端部14和第一粗轧机架41之间，也可以设置一可翻转的热的（thermische）盖件，用以将热尽可能保持在所述连铸坯3中。所述热的盖件至少局部地包围一用于传送所述连铸坯3设置的、通常实施成辊带的输送装置。在此情况下，所述热的盖件可以从上和/或从下和/或侧部地包围所述输送装置。
作为所述连铸坯导向装置6的端部14，这里理解为所述上部的导向元件10的最后的、面向所述粗轧机组4的导向元件或者说最后的支撑辊10a的设置用于连铸坯接触的导向主动的（führungsaktive）面或者说外壳线。
根据本发明在所述铸轧复合设备1中实施下列方法步骤：
首先在所述连铸机的结晶器2中，从钢水中浇注出部分凝固的连铸薄板坯3，该连铸薄板坯具有直接在所述结晶器2之后的100mm的厚度，其中，所述钢水以重量百分比为单元由0.04%的C、1.3%的Mn、0.035%的Nb、0.05%的V、0.2%的Cr、0.2%的Si、0.03%的Al、<0.008%的N以及其余的Fe和不可避免的杂质构成。随后将所述连铸坯3在一液芯压下（LCR）方法中借助于所述连铸坯导向装置6在液态的横截面核心的情况下减小到85mm的连铸坯厚度d上。与所述LCR联接地，在所述弧形的连铸坯导向装置6端部之前发生所述连铸坯3的完全凝固。
接下来参照图表1的轧制程序图来展示所联接的粗轧、再加热和精轧。在该例子中，作为原材料使用具有根据最后一段所述的化学组分的钢水。在5.0m/min的浇注速度下从中浇注出具有85mm的厚度和1900mm的宽度的连铸坯。
在第一个例子中，从中轧制出具有6mm的最终厚度和1900mm的最终宽度的带。
在图表1中在第一列中分别记入了所述粗轧机组和精轧机组的一个个轧制机架或者说其余的装置，其中，“Hein”表示进入所述感应炉7（其开始）,“Haus”表示所述粗轧条带3'从所述感应炉7中离开（其结束）并且“Entz.”表示所述除鳞装置42。
在其它的列中列举了：
- 在经过各轧制机架之后测量到的以mm为单位的所述钢带的厚度，
- 在相应的轧制机架中的钢带相对于之前的轧制机架的厚度的减小（厚度减小），以及
- 以℃表示的在各轧制机架处的或者说在进入感应炉7或从感应炉离开时所述钢带的温度。  
机架 厚度[mm] 减小率[%] 温度[℃]
41 42.5 50 1108
42 21.25 50 1062
43 19 11 1026
Hein 19   905
Haus 19   1050
Entz. 19   1043
51 10.45 45 960
52 7.315 30 910
53 6.58 10 870
54 6.06 5 835
55 6 1 805
图表1。
所述连铸坯3在第一个例子中以85mm的厚度d以及在1130-1300℃的范围中的温度从所述连铸坯导向装置6中离开并且到达所述粗轧机组4的第一轧制机架41中。在进入所述粗轧机组4时，所述连铸薄板坯3具有一核心温度，该核心温度至少比未切割的连铸坯的表面温度高出50℃。在所述粗轧机组4的第一机架41中，将所述连铸坯3以50%减小到42.5mm的厚度上，由此其冷却到1108℃。在第二轧制机架42中进行另一以50%减小的道次，直到21.3mm的厚度。在从所述第二轧制机架42中离开时，所述连铸坯3仅还具有1062℃的温度。在所述粗轧机组4中不再发生第三道次。在不减小地经过所述第三轧制机架43并且直至进入到感应炉7中时，从现在起的粗轧条带3'在没有强制性的冷却的情况下，仅由于所述粗轧条带3'的辐射被冷却到905℃。该冷却可以例如通过盖件被减小。
在感应炉7中将所述粗轧条带3'再加热，从而其以1050℃的温度从感应炉7中离开。通过在所述除鳞装置42中的除鳞，所述粗轧条带3'冷却到1043℃并且以大致该温度进入到所述精轧机组5的第一轧制机架51中。在那里进行在第五道次中的减小，即在使用根据图表1中的值的所述精轧机组5的所有轧制机架51至55的情况下。所述精轧条带3''以805℃的最终温度从所述精轧机组5中离开。
在所述精轧机组5的轧制机架51中的第一轧制道次或者在轧制机架52中的第二轧制道次之后，发生所述结构的部分的静态的再结晶。所采用的钢的再结晶-停止-温度为900℃。在所述精轧机组5中的最后三个轧制道次53、54、55中不发生所述结构的再结晶，也就是说，仅发生所谓的热机械的轧制。
在该实施例中所述最终带3''之后被冷却到500℃和750℃之间的卷曲温度上，优选冷却到550℃至650℃，并且卷取成一个卷。所述精轧条带在所述冷却段18中的冷却以15K/s的冷却速度进行，从而细分散地存在的沉淀物在精轧条带中在结构中被“锁入（eingesperrt）”，由此所述精轧条带的强度升高由于所述沉淀硬化被最大化。最后进行所述精轧条带3''沿着一横向于其传送方向15延伸的方向的切断以及轧机侧的松散的精轧条带3''的卷取完成。替选于所述卷取，也可以进行所述精轧条带3''的转向和堆垛。
所述粗轧条带3'的加热在20至50秒的时间间隔内进行。所述精轧机架51-55分别以<7m的间距、优选以<5m的间距相互布置（在所述精轧机架51-55的工作辊轴之间测量）。所述粗轧机架的工作辊直径在该按照图1的设备中为670-750mm。
所产生的6mm厚度的管坯钢在室温下的具有测量到的5.2μm的晶粒直径。所述抗拉强度为594N/mm2。
图3示意性示出了通过沉淀硬化有助于根据本发明的制造方法，用于提高所述精轧条带3''的强度。与按照现有技术的制造方法的情况下的15至30nm相比，根据本发明所述沉淀物（这里主要是碳化铌、氮化铌和碳化钒）的大小位于2和12nm之间。通过所述沉淀物的大小引起的，对于强度提高的帮助由于在沉淀硬化下的切割和包围被最大化，从而较低合金的管坯钢同样实现了与在传统的制造过程中制造出的较高合金的管坯钢具有可比性的强度特征值。
图4在一EBSD（电子背散射衍射）显微镜中示出了具有6mm厚度的管坯钢的结构。意大利CSM（材料开发中心）研究机构已经确认，根据本发明制造的管坯钢满足标准API 5L/ISO 3183:2007的钢品质X70。
图5示出了图1的铸轧复合设备的变型方案，用于展示根据权利要求10所述的终轧温度调节。要么在所述部分地精轧过的粗轧条带3'经过所述精轧机组的最后的机架55之前一点，要么在所述精轧条带3''已经经过了所述精轧条带5的最后的机架55之后一点，通过一未详细示出的温度测量装置（例如一高温计）来测量所述粗轧条带3'或者说所述精轧条带3''的实际温度TIst。通过模拟的或数字的调节器30，获知在额定温度TSoll（具体地说额定终轧温度）和实际温度TIst之间的调节误差e，其中，所述调节器30输出一调节值u并且将所述感应炉7的至少一个感应器7'（在具体情况下最后两个横向场感应器7'）如此地进行操控，使得所述实际温度TIst尽可能准确地与所述额定温度TSoll一致。由此即使在制造过程中（例如在钢包更换时的浇注速度减小的情况下）的波动的情况下也能够将所述带的实际温度以较高的准确度保持在终轧温度上。
附图标记列表
1      铸轧复合设备
2      结晶器
3      连铸薄板坯
3'     粗轧条带
3''    精轧条带
4      粗轧机组
41     第一粗轧机架
42     第二粗轧机架
43     第三粗轧机架
5      精轧机组
51     第一精轧机架
52     第二精轧机架
53     第三精轧机架
54     第四精轧机架
55     第五精轧机架
6      连铸坯导向装置
7      感应炉
7'     感应器
9      下部的导向元件
10    上部的导向元件
10a    上部的导向元件10的最后的支撑辊
11    容纳井
12    连铸坯导向装置6的净容纳横截面
14    连铸坯导向装置6的端部
15    传送方向
16    导向元件
16'   第一导向扇形段
17    支撑元件
18    冷却段
19    地下卷取机
20    夹送辊
30    调节器
42    除鳞装置
d      连铸坯厚度
TIst   实际温度
TSoll  额定温度
u   调节值

Claims (14)

1. 用于在铸轧复合设备（1）中制造微合金的管坯钢的方法，其中，所述铸轧复合设备（1）包括连铸机、单机架或多机架的粗轧机组（4）、感应炉（7）、除鳞装置（42）、多机架的精轧机组（5）、冷却段（18）和存储装置（19），所述连铸机具有结晶器（2）和连铸坯导向装置（6），所述方法具有下列方法步骤：
- 将钢水浇注到结晶器（2）中形成部分凝固的连铸薄板坯（3），其中，所述钢水以重量百分比为单元由0.04-0.05%的C、1.3-1.5%的Mn、0.035-0.05%的Nb、0.035-0.06%的V、0.2-0.4%的Cr、0.2-0.3%的Si、0.015-0.05%的Al、<0.008%的N、其余的Fe以及不可避免的杂质构成；
- 将所述部分凝固的连铸薄板坯（3）朝一弧形的连铸坯导向装置（6）转向；
- 将所述连铸薄板坯（3）在弧形的连铸坯导向装置（6）中进行支撑、引导和冷却；
- 将所述连铸薄板坯（3）朝一水平的连铸坯导向装置（6）转向，其中，所述连铸薄板坯（3）在弧形的或水平的连铸坯导向装置（6）中完全凝固；
- 将未切割的连铸薄板坯（3）在粗轧机组（4）中粗轧成粗轧条带（3'），其中，所述连铸薄板坯（3）在进入到所述粗轧机组（4）中时具有一核心温度，所述核心温度比所述连铸薄板坯的表面温度至少高出50℃、优选至少100℃，并且所述连铸薄板坯（3）在所述粗轧机组（4）中以至少40%、优选至少50%的总减小率进行粗轧，并且在粗轧时发生所述结构的完全的静态的再结晶；
- 将所述粗轧条带（3'）在所述感应炉（7）中再加热到平均> 1000℃的粗轧条带温度上；
- 在所述除鳞装置（42）中对所述再加热的粗轧条带（3'）进行除鳞；
- 将除鳞过的粗轧条带（3'）在所述精轧机组（5）的第一组（51、52）轧机架中精轧成部分地精轧过的粗轧条带（3'），其中，所述粗轧条带（3'）的结构在所述精轧机的第一组（51、52）轧机架中的一个轧制道次之后至少部分地、优选完全地静态地再结晶；紧随其后
- 将所述部分地精轧过的粗轧条带（3'）在所述精轧机组（5）的第二组（53、54、55）轧机架中精轧成精轧条带（3''），其中，所述部分地精轧过的粗轧条带（3'）的结构不进行再结晶；
- 在所述冷却段（18）中冷却所述精轧条带（3''）；
- 切割所述精轧条带（3''）并且存储在所述存储装置（19）中。
2. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述部分凝固的连铸薄板坯（3）在所述连铸机的弧形的连铸坯导向装置（6）和/或水平的连铸坯导向装置（6）中经历一LCR。
3. 按照权利要求2所述的方法，其特征在于，完全凝固的连铸薄板坯（3）以80-160mm、优选90-125mm、特别优选95-115mm的厚度（d）离开所述连铸机。
4. 按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述连铸薄板坯（3）在所述粗轧机组（4）中通过一至三个轧制道次（41、42、43）进行粗轧。
5. 按照权利要求4所述的方法，其特征在于，每个轧制道次（41、42、43）具有12-60%的减小率，其中，特别是在第一轧制道次（41）中发生30-60%的减小，在第二轧制道次（42）中发生20-60%的减小，并且在第三轧制道次（43）中发生12-40%的减小。
6. 按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述粗轧机组（4）和所述精轧机组（5）之间发生一个或多个最大120s、优选<90s、特别优选<75s的总持续时间的再加热阶段。
7. 按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述除鳞通过一高压除鳞器（42）、特别是一旋转除鳞器进行。
8. 按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述部分地精轧过的粗轧条带（3'）的部分的、优选完全的静态的再结晶在所述精轧机组（5）的第一组轧制机架（51、52）中的第一或第二轧制道次之后进行。
9. 按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述部分地精轧过的粗轧条带（3'）在所述精轧机组（5）的第二组轧制机架（53、54、55）中以不发生再结晶地方式进行精轧，其中，在所述第二组轧制机架（53、54、55）中典型地发生≥50%的总减小率。
10. 按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述部分地精轧过的粗轧条带（3'）的实际温度（TIst）直接在所述精轧机组（5）的最后的机架（55）之前借助于一温度测量装置进行探测，并且向一调节器（30）输送，并且所述调节器（30）在考虑一额定温度（TSoll）的前提下获知一调节值（u），并且将所述感应炉（7）的至少一个感应器（7'）如此地进行操控，使得所述实际温度（TIst）与所述额定温度（TSoll）尽可能一致。
11. 按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述精轧条带（3''）的表面在所述冷却段（18）中以≥10°K/s的冷却速度进行冷却。
12. 按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述精轧条带（3''）具有4-26mm的厚度。
13. 按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述钢水具有< 1000 ppm的Ti。
14. 微合金的管坯钢，通过按照前述权利要求中任一项所述的方法获得，具有如下的以百分比为单位的化学组成，0.04-0.05%的C、1.3-1.5%的Mn、0.035-0.05%的Nb、0.035-0.06%的V、0.2-0.4%的Cr、0.2-0.3%的Si、>0.015%的Al、<0.008%的N、其余为Fe和不可避免的杂质，其特征在于，所述管坯钢的沉淀物的至少75%在室温下具有2nm≤D≤12nm的大小，并且所述管坯钢满足对于根据标准API 5L/IS03183:2007的钢品质X70的机械要求。
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