CN106191681B - 基于esp薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法，包括选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.007～0.019％的C、≤0.030％的Si、0.10～0.22％的Mn、0.025～0.035％的Alt、≤0.006％的S、≤0.015％的P、≤0.01％的O、≤0.006％的N、≤0.045％的Ti和Nb，其余为铁元素；将原材料依次进行转炉冶炼、LF炉冶炼及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；将热轧带钢冷却至室温，最后卷取入库。利用本发明，解决传统热轧和以CSP为代表的薄板连铸连轧工艺在生产规格上的局限性等问题，达到节能环保以及降低成本的目的。

Description

基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法
技术领域
本发明涉及钢铁技术领域，更为具体地，涉及一种基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法。
背景技术
近几年，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。
充分利用ESP开发应用新产品符合国家总体规划和行业规划，符合国家转调创相关政策规定，能够满足工艺现代化、设备大型化、生产集约化、资源和能源循环化、能耗最小化、经济效益最佳化的高起点发展目标，对于推进钢铁行业节能减排和技术进步，促进企业转型升级、科技创新和产品结构调整，都具有十分重要的意义。
鉴于传统热轧和以CSP为代表的薄板连铸连轧工艺在生产规格上的局限性，目前要想实现铁素体区轧制存在其不可克服的困难，“以热带冷”尚不能获得实质性的发展，而不少行业由于行业利润微薄，又迫切需要一种价格更为低廉的产品代替目前价格相对更为昂贵的冷轧带钢。
为解决上述问题，本发明提出了一种基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法，以解决传统热轧和以CSP为代表的薄板连铸连轧工艺在生产规格上的局限性等问题，达到节能环保以及降低成本的目的。
本发明提供一种基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法，包括：选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.007～0.019％的C、≤0.030％的Si、0.10～0.22％的Mn、0.025～0.035％的Alt、≤0.006％的S、≤0.015％的P、≤0.01％的O、≤0.006％的N、≤0.045％的Ti和Nb，其余为铁元素；
将原材料依次进行转炉冶炼、LF炉冶炼及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，精轧出口的温度为730～820℃，在第一机架至第三机架生成热轧带钢所需的奥氏体，在第四机架和第五机架生成热轧带钢所需的铁素体，并且在第三机架和第四机架之间设置有冷却水；
将热轧带钢冷却至室温，然后酸洗并经过1～3％的平整机压下，最后拉矫后卷取入库。
此外，优选的方案是，在ESP产线中，粗轧入口的温度不低于900℃，感应加热出口的温度不高于1120℃。
此外，优选的方案是，热轧带钢的厚度为0.8～1.5mm。
此外，优选的方案是，在生成低碳钢铁素体钢的过程中，原材料中的C、Si、Mn形成低碳钢铁素体所需的奥氏体。
此外，优选的方案是，在生成低碳钢铁素体的过程中，原材料中的Si、Ti、Nb形成低碳钢铁素体所需的铁素体。
从上面的技术方案可知，本发明提供的基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法，采用ESP工艺生产低碳钢铁素体，能够解决传统热轧和以CSP为代表的薄板连铸连轧工艺在生产规格上的局限性，并且提高带钢冲压性能，经过酸洗平整后具有较好的冲压性能，实现薄规格“以热带冷”，降低生产成本，既能够满足薄规格带钢的生成技术需求，同时也能够节能环保降低生产成本。
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ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法流程示意图。
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。
针对前述提出的传统热轧和以CSP为代表的薄板连铸连轧工艺在生产规格上的局限性、成本高等问题，本发明提出了一种基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法，采用ESP工艺生产薄规格的低碳钢铁素体，既能满足薄规格带钢的生产技术需求，又能满足客户利润最大化的需求。
其中，ESP(Endless Strip Production，无头带钢生产)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ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法，图1示出了根据本发明实施例的基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法流程。
如图1所示，本发明提供的基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法包括：
S110：选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.007～0.019％的C、≤0.030％的Si、0.10～0.22％的Mn、0.025～0.035％的Alt、≤0.006％的S、≤0.015％的P、≤0.01％的O、≤0.006％的N、≤0.045％的Ti和Nb，其余为铁元素；
S120：将原材料依次进行转炉冶炼、LF炉冶炼及RH炉冶炼；
S130：将从RH炉冶炼炼形成的钢水经过ESP产线生成不同厚度的热轧带钢；其中，在ESP产线中，精轧出口的温度为730～820℃，在第一机架至第三机架生成热轧带钢所需的奥氏体，在第四机架和第五机架生成所述热轧带钢所需的铁素体，并且在第三机架和第四机架之间设置有冷却水；
S140：将热轧带钢冷却至室温，然后酸洗并经过1～3％的平整机压下，最后拉矫后卷取入库。
上述步骤为采用ESP工艺生成低碳钢铁素体的具体方法，在本发明的步骤S110中，在生成低碳钢铁素体的原材料选择中，C的质量百分比为0.007～0.019％，C为提高材料强度和降低延伸率的重要元素，合理的成分设计可保证带钢的可轧性急成形性能，同时最大限度降低生产成本。
Si在原材料中的比例为≤0.03％，具有较好的脱氧效果，在炼钢过程中加硅作为还原剂和脱氧剂，能够有效抑制碳化物的析出，但过高则降低钢的成形性能和焊接性能。
Mn在原材料中所占的比例为0.10～0.22％，能提高钢的强度，消弱和消除硫的不良影响，但过高可使得晶粒粗化，减弱钢的抗腐蚀能力，降低焊接性能。并且Mn含量增加，可提高马氏体淬透性，不利于延伸率。
Alt在原材料中所占的比例为0.025～0.035％，经过此工艺生产的宝规格带钢屈服强度较低，通过实验结果看甚至会低于180MPa，适当控制Al含量，可细化晶粒，提高强度，同时Al的加入会抑制低碳钢的时效，改善钢在低温时的韧性，特别是降低了钢的脆性转变温度，因此Al在此处作为一种有益的添加元素，而不仅仅是作为脱氧的Al存在。
需要说明的是，在原材料中，加入微量Ti、Nb等元素控制间隙原子，保证带钢延伸率，但为保证强度，其总量不超过0.045％。
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(ladle furnace)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900℃，中间坯在进入精轧机组前首先进入感应加热炉中，IH(感应加热出口温度不高于1120℃，从感应加热炉出来进入精轧机组，并且精轧出口的温度730～820℃，并且，在ESP产线中，根据实际需求，在生成设备上设定不同的参数，从而生成0.8～1.5mm不等厚度的低碳钢铁素体。
其中，本发明的工艺特点之一是第一机架到第三机架为奥氏体区轧制，保证第四机架和第五机架铁素体区轧制，即通过工艺轧制，在连铸连轧过程中分别实现奥氏体区轧制和铁素体区轧制，这是跟现有的铁素体区轧制工艺方面最大的不同之处。
另外，为保证第四机架和第五机架进行铁素体区轧制，获得良好的带钢成形性能，第三机架与第四机架间可适当增加机架间冷却水，以便保证铁素体区轧制。同时为避免两相区的出现，必要时可将第三精轧机架抬起。
在步骤S140中，生成的热轧带钢冷却至室温，运送至连续酸洗平整线进行后续处理，酸洗后经过约1～3％的平整机压下，随后经过拉矫后卷取，然后包装存放，一般来说，生成的低碳钢铁素体的厚度与其屈服强度、抗拉强度之间成反比，如果生成的低碳钢铁素体的厚度大，那么其屈服强度和抗拉强度会减小，如果生成的低碳钢铁素体的厚度小，那么其屈服强度和抗拉强度会增大。
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RH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900℃，)，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，然后进入感应加热炉加热不高于1120℃，随后进入精轧机组，从精轧机组出来生成热轧带钢(其中，精轧出口温度在730℃～820℃之间)。从精轧机组生成的热轧带钢冷却至室温，运送至连续酸洗平整线进行后续处理，酸洗后经过约1～3％的平整机压下，随后经过拉矫后卷取，然后包装存放。
根据上述生成薄规格低碳钢铁素体的方法，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：0.009％的C、0.028％的Si、0.13％的Mn、0.029％的Alt、0.0009％的S、0.013％的P、0.005％的O、0.0045％的N，其余为铁元素；
将原材料依次进行转炉冶炼、LF炉冶炼及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，精轧出口的温度为800℃，在第一机架至第三机架生成热轧带钢所需的奥氏体，在第四机架和第五机架生成热轧带钢所需的铁素体，并且在第三机架和第四机架之间设置有冷却水；
将热轧带钢冷却至室温，然后酸洗并经过2％的平整机压下，最后拉矫后卷取入库。
生成的低碳钢铁素体的规格：1.5×1250mm，屈服强度：208MPa，抗拉强度：316Mpa，延伸率：41.5％。
实施例2
选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.007％的C、0.030％的Si、0.13％的Mn、0.027％的Alt、0.0009％的S、0.013％的P、0.005％的O、0.0045％的N，其余为铁元素；
将原材料依次进行转炉冶炼、LF炉冶炼及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，精轧出口的温度为800℃，在第一机架至第三机架生成热轧带钢所需的奥氏体，在第四机架和第五机架生成热轧带钢所需的铁素体，并且在第三机架和第四机架之间设置有冷却水；
将热轧带钢冷却至室温，然后酸洗并经过3％的平整机压下，最后拉矫后卷取入库。
生成的低碳钢铁素体的规格：1.4×1250mm，屈服强度：215MPa，抗拉强度：320Mpa，延伸率：39％。
实施例3
选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.019％的C、0.024％的Si、0.10％的Mn、0.025％的Alt、0.008％的S、0.010％的P、0.005％的O、0.0045％的N，其余为铁元素；
将原材料依次进行转炉冶炼、LF炉冶炼及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，精轧出口的温度为730℃，在第一机架至第三机架生成热轧带钢所需的奥氏体，在第四机架和第五机架生成热轧带钢所需的铁素体，并且在第三机架和第四机架之间设置有冷却水；
将热轧带钢冷却至室温，然后酸洗并经过1％的平整机压下，最后拉矫后卷取入库。
生成的低碳钢铁素体的规格：1.3×1250mm，屈服强度：256MPa，抗拉强度：334Mpa，延伸率：38％。
实施例4
选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.009％的C、0.020％的Si、0.22％的Mn、0.032％的Alt、0.006％的S、0.015％的P、0.007％的O、0.005％的N，其余为铁元素；
将原材料依次进行转炉冶炼、LF炉冶炼及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，精轧出口的温度为820℃，在第一机架至第三机架生成热轧带钢所需的奥氏体，在第四机架和第五机架生成热轧带钢所需的铁素体，并且在第三机架和第四机架之间设置有冷却水；
将热轧带钢冷却至室温，然后酸洗并经过3％的平整机压下，最后拉矫后卷取入库。
生成的低碳钢铁素体的规格：1.2×1250mm，屈服强度：226MPa，抗拉强度：346Mpa，延伸率：38％。
实施例6
选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.008％的C、0.022％的Si、0.16％的Mn、0.033％的Alt、0.003％的S、0.013％的P、0.005％的O、0.0045％的N，其余为铁元素；
将原材料依次进行转炉冶炼、LF炉冶炼及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，精轧出口的温度为800℃，在第一机架至第三机架生成热轧带钢所需的奥氏体，在第四机架和第五机架生成热轧带钢所需的铁素体，并且在第三机架和第四机架之间设置有冷却水；
将热轧带钢冷却至室温，然后酸洗并经过3％的平整机压下，最后拉矫后卷取入库。
生成的低碳钢铁素体的规格：1.1×1250mm，屈服强度：232MPa，抗拉强度：357Mpa，延伸率：42％。
实施例7
选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.016％的C、0.030％的Si、0.20％的Mn、0.034％的Alt、0.002％的S、0.009％的P、0.01％的O、0.006％的N，其余为铁元素；
将原材料依次进行转炉冶炼、LF炉冶炼及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，精轧出口的温度为810℃，在第一机架至第三机架生成热轧带钢所需的奥氏体，在第四机架和第五机架生成所述热轧带钢所需的铁素体，并且在第三机架和第四机架之间设置有冷却水；
将热轧带钢冷却至室温，然后酸洗并经过1％的平整机压下，最后拉矫后卷取入库。
生成的低碳钢铁素体的规格：1.0×1250mm，屈服强度：199MPa，抗拉强度：361Mpa，延伸率：44.5％。
实施例8
选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.007％的C、0.028％的Si、0.13％的Mn、0.035％的Alt、0.006％的S、0.013％的P、0.010％的O、0.0045％的N，其余为铁元素；
将原材料依次进行转炉冶炼、LF炉冶炼及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，精轧出口的温度为800℃，在第一机架至第三机架生成热轧带钢所需的奥氏体，在第四机架和第五机架生成热轧带钢所需的铁素体，并且在第三机架和第四机架之间设置有冷却水；
将热轧带钢冷却至室温，然后酸洗并经过2％的平整机压下，最后拉矫后卷取入库。
生成的低碳钢铁素体的规格：0.9×1250mm，屈服强度：190MPa，抗拉强度：342Mpa，延伸率：46％。
实施例9
选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.017％的C、0.028％的Si、0.13％的Mn、0.033％的Alt、0.0009％的S、0.015％的P、0.005％的O、0.006％的N，其余为铁元素；
将原材料依次进行转炉冶炼、LF炉冶炼及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，精轧出口的温度为800℃，在第一机架至第三机架生成热轧带钢所需的奥氏体，在第四机架和第五机架生成所述热轧带钢所需的铁素体，并且在第三机架和第四机架之间设置有冷却水；
将热轧带钢冷却至室温，然后酸洗并经过2％的平整机压下，最后拉矫后卷取入库。
生成的低碳钢铁素体的规格：0.8×1250mm，屈服强度：210MPa，抗拉强度：364Mpa，延伸率：37％。
需要说明的是，上述实施例生成的低碳钢铁素体在厚度上的浮动非常小可以忽略不计，屈服强度和抗拉强度均会有30MPa的上下浮动，在本发明中特此说明。
通过上述实施方式可以看出，本发明提供的基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法，采用ESP工艺生产低碳钢铁素体，能够解决传统热轧和以CSP为代表的薄板连铸连轧工艺在生产规格上的局限性，并且提高带钢冲压性能，经过酸洗平整后具有较好的冲压性能，实现薄规格“以热带冷”，降低生产成本，既能够满足薄规格带钢的生成技术需求，同时也能够节能环保降低生产成本。
如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (5)

1.一种基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法，其特征在于，包括：
选择原材料，其中，所述原材料按质量百分比包括：0.016～0.019％的C、≤0.030％的Si、0.10～0.22％的Mn、0.025～0.029％的Alt、≤0.006％的S、≤0.015％的P、≤0.01％的O、≤0.006％的N、≤0.045％的Ti和Nb，其余为铁元素；
将所述原材料依次进行转炉冶炼、LF炉冶炼及RH炉冶炼；
将从所述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，在所述ESP产线中，精轧出口的温度为730～820℃，在第一机架至第三机架生成所述热轧带钢所需的奥氏体，在第四机架和第五机架生成所述热轧带钢所需的铁素体，并且在所述第三机架和所述第四机架之间设置有冷却水；
将所述热轧带钢冷却至室温，然后酸洗并经过1～3％的平整机压下，最后拉矫后卷取入库。
2.如权利要求1所述的基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法，其特征在于，
在所述ESP产线中，粗轧入口的温度不低于900℃，感应加热出口的温度不高于1120℃。
3.如权利要求1所述的基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法，其特征在于，
所述热轧带钢的厚度为0.8～1.5mm。
4.如权利要求1所述的基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法，其特征在于，
在生成低碳钢铁素体钢的过程中，所述原材料中的C、Si、Mn形成低碳钢铁素体所需的奥氏体。
5.如权利要求1所述的基于ESP薄板坯连铸连轧流程生产低碳钢铁素体的方法，其特征在于，
在生成低碳钢铁素体的过程中，所述原材料中的Si、Ti、Nb形成低碳钢铁素体所需的铁素体。
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