CN106282796B - 基于esp薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于ESP薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法，包括选择原材料，原材料按质量百分比包括：0.03～0.08％的C、0.015～0.04％的Si、0.10～0.30％的Mn、≤0.01％的S、≤0.02％的P、0.03～0.08％的Alt、≤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825～855℃，断面温差≤40℃；将热轧带钢冷却后进行酸洗，酸洗后经1～3％的平整机压下，然后拉矫机矫直后，进行卷取卸卷，其中，卷取温度为640～660℃。利用本发明，能够解决传统门业、电梯用钢采用冷轧退火板所带来的生产成本高、能耗高且环境污染大等问题。

Description

基于ESP薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法
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薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法。
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。
门业、电梯用钢具有良好的强韧性、塑性、可焊性和耐蚀性主要用于铁道、车辆、桥梁、塔架等长期暴露在大气中使用的钢结构。也用于制造集装箱、铁道车辆、石油井架、海港建筑、采油平台及化工石油设备中含硫化氢腐蚀介质的容器等结构件。
传统门业、电梯用钢对钢材表面质量、板形要求高，而且材料薄，用户通常采购的冷轧退火后冷轧板，成本高，行业利润微薄。
为解决上述问题，本发明提出了一种基于ESP薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种基于ESP薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法，以解决传统门业、电梯用钢采用冷轧退火板所带来的生产成本高、能耗高且环境污染大等问题。
本发明提供一种基于ESP薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法，包括：
选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.03～0.08％的C、0.015～0.04％的Si、0.10～0.30％的Mn、≤0.01％的S、≤0.02％的P、0.03～0.08％的Alt、≤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825～855℃，断面温差≤40℃；
将热轧带钢冷却后进行酸洗，酸洗后经1～3％的平整机压下，然后拉矫机矫直后，进行卷取卸卷，其中，卷取温度为640～660℃。
此外，优选的方案是，在ESP产线中，连铸液相线温度为1530±5℃，连铸拉速不低于5.5min/m，粗轧入口的温度不低于980℃，感应加热出口的温度为1100～1150℃。
此外，优选的方案是，热轧带钢的厚度为0.8～3.0mm。
此外，优选的方案是，热轧带钢酸洗的轧酸洗设备延伸率为：
当原料厚度t＞1.5mm，破磷为1.0％，平整延伸率为1.5％，拉矫为0.4％，总延伸率为2.9％；
当原料厚度t≤1.5mm，破磷为0.8％，平整延伸率为1.5％，拉矫为0.4％，总延伸率为2.7％。
此外，优选的方案是，生产的门业、电梯用钢的屈服强度270～310MPA、抗拉强度330～380MPA、延伸率≥36％。
从上面的技术方案可知，本发明提供的基于ESP薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法，采用ESP工艺生产门业、电梯用钢，能够解决传统的工艺生产门业、电梯用钢采用冷轧退火板所带来的生产成本高、能耗高且环境污染大等问题，并且还能够满足门业、电梯用钢各项性能要求。
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薄板无头轧制生产门业、电梯用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。
针对前述提出的传统热轧冷轧退火板工艺生成的低碳门业、电梯用钢生产成本高、能耗高且环境污染大等问题，本发明提出了一种基于ESP薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法，采用ESP工艺生产薄规格的低碳门业、电梯用钢，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薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法，图1示出了根据本发明实施例的基于ESP薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法流程。
如图1所示，本发明提供的基于ESP薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法包括：
S110：选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.03～0.08％的C、0.015～0.04％的Si、0.10～0.30％的Mn、≤0.01％的S、≤0.02％的P、0.03～0.08％的Alt、≤0.006％的N，其余为铁元素；
S120：将原材料依次进行转炉冶炼、LF炉冶炼及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，精轧出口的温度为825～855℃，断面温差≤40℃；
S140：将热轧带钢冷却后进行酸洗，酸洗后经1～3％的平整机压下，然后拉矫机矫直后，进行卷取卸卷，其中，卷取温度为640～660℃。
上述步骤为采用ESP工艺生成门业、电梯用钢的具体方法，在本发明的步骤S110中，在生成门业、电梯用钢的原材料选择中，C的质量百分比为0.03～0.08％，其中，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门业、电梯用钢的使用性能同时最大限度降低生产成本。
Si在原材料中的比例为0.015～0.04％，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，但过高则降低钢的焊接性能和焊接性能。
Mn在原材料中所占的比例为0.10～0.30％，Mn可强烈推迟珠光体转变，有利于贝氏体形成，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。
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，连铸液相线温度为1530±5℃，连铸拉速不低于5.5min/m，粗轧入口的温度不低于980℃，感应加热出口的温度为1100～1150℃，中间坯在进入精轧机组前首先进入感应加热炉中，从感应加热炉出来进入精轧机组，并且精轧出口的温度825～855℃，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0.8～3.0mm不等厚度的门业、电梯用钢。
在步骤S140中，生成的热轧带钢冷后，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，随后经过拉矫机矫直后，进行卷取卸卷，然后包装存放，一般来说，生成的门业、电梯用钢的厚度与其屈服强度、抗拉强度之间成反比，如果生成的门业、电梯用钢的厚度大，那么其屈服强度和抗拉强度会减小，如果生成的门业、电梯用钢的厚度小，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，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，随后进入精轧机组，从精轧机组出来生成热轧带钢。从精轧机组生成的热轧带钢却后，在酸洗平整线进行后续处理，最后卷取保存。
其中，在本发明的实施例中，，在ESP产线中，表1示出了产品厚度和中间坯厚度的关系。
表1
从表1可以得出生产的热轧带钢的厚度范围为0.8mm至3.0mm，中间坯的厚度范围为9mm至15mm。
在本发明的实施例中，表2示出了ESP产线中各个机架的轧制力与张力的关系。
表2
从表2中可以得出，生产不同规格的热轧带钢各个机架的轧制力与张力的范围。
在本发明的实施中，表3示出了酸洗设备延伸率的设定。
表3
从表3中可以得出，在保证钢板板形、性能的前提下，通过一定量压下量减轻氧化铁皮凹坑对板面质量的影响。
本发明的特点是热轧酸洗平整电梯用钢，如何获得薄规格，且后续处理保持带钢表面质量、厚度精度和力学性能是一个关键问题。因此，必须保证在ESP生产工艺进行生产，并且在酸洗平整线进行后续处理。
根据上述生成薄规格门业、电梯用钢的方法，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：0.041％的C、0.028％的Si、0.14％的Mn、0.0012％的S、0.015％的P、0.031％的Alt、0.004％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840℃，断面温差40℃；
将热轧带钢冷却后进行酸洗，酸洗后经1％的平整机压下，然后拉矫机矫直后，进行卷取卸卷，其中，卷取温度为640℃。
生成的门业、电梯用钢的规格：1.2×1250mm，屈服强度：289Mpa，抗拉强度：377MPa，延伸率：37.5％。
实施例2
选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.03％的C、0.015％的Si、0.10％的Mn、0.01％的S、0.009％的P、0.035％的Alt、0.0009％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，在所述ESP产线中，精轧出口的温度为825℃，断面温差30℃；
将热轧带钢冷却后进行酸洗，酸洗后经2％的平整机压下，然后拉矫机矫直后，进行卷取卸卷，其中，卷取温度为650℃。
生成的门业、电梯用钢的规格：1.5×1250mm，屈服强度：279Mpa，抗拉强度：376MPa，延伸率：38％。
实施例3
选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.045％的C、0.02％的Si、0.15％的Mn、0.0015％的S、0.01％的P、0.040％的Alt、0.003％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855℃，断面温差35℃；
将热轧带钢冷却后进行酸洗，酸洗后经3％的平整机压下，然后拉矫机矫直后，进行卷取卸卷，其中，卷取温度为640℃。
生成的门业、电梯用钢的规格：1.15×1250mm，屈服强度：260Mpa，抗拉强度：356MPa，延伸率：40％。
实施例4
选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.05％的C、0.025％的Si、0.18％的Mn、0.002％的S、0.014％的P、0.045％的Alt、0.001％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840℃，断面温差40℃；
将所述热轧带钢冷却后进行酸洗，酸洗后经3％的平整机压下，然后拉矫机矫直后，进行卷取卸卷，其中，卷取温度为660℃。
生成的门业、电梯用钢的规格：1.24×1250mm，屈服强度：297Mpa，抗拉强度：401MPa，延伸率：39.5％。
实施例5
选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.055％的C、0.03％的Si、0.20％的Mn、0.003％的S、0.019％的P、0.050％的Alt、0.001％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855℃，断面温差40℃；
将热轧带钢冷却后进行酸洗，酸洗后经2％的平整机压下，然后拉矫机矫直后，进行卷取卸卷，其中，卷取温度为650℃。
生成的门业、电梯用钢的规格：2.0×1250mm，屈服强度：324Mpa，抗拉强度：415MPa，延伸率：40％。
实施例6
选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.06％的C、0.035％的Si、0.22％的Mn、0.004％的S、0.018％的P、0.055％的Alt、0.002％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840℃，断面温差40℃；
将热轧带钢冷却后进行酸洗，酸洗后经2％的平整机压下，然后拉矫机矫直后，进行卷取卸卷，其中，卷取温度为650℃。
生成的门业、电梯用钢的规格：2.5×1250mm，屈服强度：324Mpa，抗拉强度：411MPa，延伸率：41％。
实施例7
选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.065％的C、0.04％的Si、0.24％的Mn、0.005％的S、0.017％的P、0.06％的Alt、0.003％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，在所述ESP产线中，精轧出口的温度为845℃，断面温差30℃；
将热轧带钢冷却后进行酸洗，酸洗后经2％的平整机压下，然后拉矫机矫直后，进行卷取卸卷，其中，卷取温度为650℃。
生成的门业、电梯用钢的规格：3.0×1250mm，屈服强度：316Mpa，抗拉强度：398MPa，延伸率：42％。
实施例8
选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括：0.07％的C、0.029％的Si、0.25％的Mn、0.006％的S、0.016％的P、0.08％的Alt、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825℃，断面温差40℃；
将热轧带钢冷却后进行酸洗，酸洗后经3％的平整机压下，然后拉矫机矫直后，进行卷取卸卷，其中，卷取温度为660℃。
生成的门业、电梯用钢的规格：1.5×1250mm，屈服强度：330Mpa，抗拉强度：409MPa，延伸率：43％。
实施例9
选择原材料，其中，原材料按质量百分比包括0.08％的C、0.030％的Si、0.30％的Mn、0.007％的S、0.02％的P、0.07％的Alt、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855℃，断面温差40℃；
将热轧带钢冷却后进行酸洗，酸洗后经1％的平整机压下，然后拉矫机矫直后，进行卷取卸卷，其中，卷取温度为640℃。
生成的门业、电梯用钢的规格：2.0×1250mm，屈服强度：256Mpa，抗拉强度：378MPa，延伸率：39.5％。
需要说明的是，上述实施例生成的门业、电梯用钢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薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法，采用ESP工艺生产门业、电梯用钢，能够解决传统的工艺生产门业、电梯用钢采用冷轧退火板所带来的生产成本高、能耗高且环境污染大等问题，真正实现了冷轧行业中门业、电梯用钢“以热带冷”生产工艺，不需要后续冷轧及退火，大大降低了成本，缩短生产周期，且节能环保。
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薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法。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薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法，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薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法，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：0.065～0.08％的C、0.015～0.04％的Si、0.10～0.30％的Mn、≤0.01％的S、≤0.02％的P、0.045～0.08％的Alt、≤0.006％的N，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825～855℃，断面温差≤40℃，感应加热出口的温度为1100～1150℃；
将所述热轧带钢冷却后进行酸洗，酸洗后经1～3％的平整机压下，然后拉矫机矫直后，进行卷取卸卷，其中，卷取温度为640～660℃。
2.如权利要求1所述的基于ESP薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法，其特征在于，
在所述ESP产线中，连铸液相线温度为1530±5℃，连铸拉速不低于5.5min/m，粗轧入口的温度不低于980℃。
3.如权利要求1所述的基于ESP薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法，其特征在于，
所述热轧带钢的厚度为0.8～3.0mm。
4.如权利要求1所述的基于ESP薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法，其特征在于，
所述热轧带钢酸洗的轧酸洗设备延伸率为：
当原料厚度t＞1.5mm，破磷为1.0％，平整延伸率为1.5％，拉矫为0.4％，总延伸率为2.9％；
当原料厚度t≤1.5mm，破磷为0.8％，平整延伸率为1.5％，拉矫为0.4％，总延伸率为2.7％。
5.如权利要求1所述的基于ESP薄板无头轧制生产门业、电梯用钢的方法，其特征在于，
生产的门业、电梯用钢的屈服强度270～310MPA、抗拉强度330～380MPA、延伸率≥36％。
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