CN108796189A - 基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格re700mc钢及其制备方法 - Google Patents

基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格re700mc钢及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢及其制备方法，RE700MC钢包括以下质量分数的原材料组份：C：0.04%‑0.06%、Si：0.15%‑0.50%、Mn：1.3%‑1.8%、Als：0.02%‑0.04%、Nb：0.010%‑0.06%、Ti：0.04%‑0.13%、S：≤0.0020%、P：≤0.012%、N：≤0.005%，余量为Fe；所述RE700MC钢的产品厚度为1.0mm～3.5mm；制备方法包括选取原材料、转炉冶炼、LF精炼炉精炼、RH精炼炉精炼、连铸工序、粗轧工序、感应炉加热工序、精轧工序、冷却工序、卷曲工序等。该方案的RE700MC钢具有机械性能优异、板材尺寸稳定、夹杂物球化程度高、显微组织优异等优点，同时该制备方法工艺流程短、能耗及成本较低且产品性能稳定。

Description

基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢及 其制备方法
技术领域
本发明涉及炼钢领域，具体的涉及基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢及其制备方法。
背景技术
随着汽车工业的发展，为提高汽车的承载能力，延长汽车的使用寿命及节能、节材、安全行驶等要求，用高强度钢板生产汽车大梁已成为当今汽车工业的发展趋势。汽车结构用高强钢不但需具有较高的强度、塑性、韧性、良好的疲劳特性和成型性能，同时也要求钢材纯净度较高、夹杂物球化程度高、显微组织优异等特性。700MC高强钢可满足制造汽车的车架及车厢底部零件等工件的要求，目前，国内外700MC钢的生产技术主要以传统的厚板坯连轧生产技术，生产过程存在工艺路程长、生产成本及能耗较高等现状，同时，现有700MC钢的化学成分夹杂物与偏析严重、板材尺寸稳定性差、表面脱碳程度严重、机械性能差等缺陷，严重限制了700MC钢的应用前景。
针对上述问题，本发明提出了一种基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢及其制备方法。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢及其制备方法，该方案的RE700MC钢具有机械性能优异、板材尺寸稳定、夹杂物球化程度高、显微组织优异等优点，同时该制备方法工艺流程短、能耗及成本较低且产品性能稳定。
为解决上述问题，本发明提供了如下技术方案：基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢，RE700MC钢包括以下质量分数的原材料组份：C：0.04％- 0.06％、Si：0.15％-0.50％、Mn：1.3％-1.8％、Als：0.02％-0.04％、Nb：0.010％-0.06％、Ti：0.04％-0.13％、S：≤0.0020％、P：≤0.012％、N：≤0.005％，余量为Fe；RE700MC钢的产品厚度为1.0mm～3.5mm。
本方案成分采用低碳高锰设计，并在钢中加入微合金化元素Nb、Ti，钢中碳含量过高，尽管可大幅提高钢材的强度，但钢的塑性下降，严重影响到钢的冷成形性能和焊接性，同时将造成回弹过大等问题，为后续加工造成困难，故本发明将C的含量控制在0.04％-0.06％。
Mn含量对钢的强韧性也有重要影响，如果Mn含量偏低，将不能保证低碳成分设计时钢的强度，Mn的最大作用是提高钢的淬透性，同时也是重要的固溶强化元素。锰是碳化物形成元素，也能以固溶状态存在，还具有细化珠光体组织的作用，因而能提高铁素体奥氏体的强度和硬度。Mn对提高钢的抗回火软化能力也有一定的作用，但Mn含量较高时有粗化晶粒和增加回火脆性的倾向，给加工带来困难，故在本发明中Mn含量控制在1.3％- 1.8％。
另外，P、S的控制也十分重要，由于采用高Mn的成分设计，则S在钢中易形成 MnS夹杂物与偏析，P易形成严重的偏析带，会大大提高带状组织的级别，沿轧制方向的硫化物夹杂与偏析造成钢板的各向异性增加，因此需尽量将钢中的P、S含量控制在较低的范围内。故本发明将S、P的含量控制在S：≤0.0020％、P：≤0.012％。
本方案在成分设计中中加入Nb、Ti微合金化元素，可提高钢的再结晶温度，使RE700MC在较高温度下完成轧制的同时得到储存大变形能的变形奥氏体组织，进而得到细小的相变组织，而且利用Nb、Ti碳氮化物粒子的析出，还可起到析出强化作用，最终使钢板在细晶强化、相变强化和析出强化的综合作用下，获得优异性能，故本发明将Nb、Ti的含量控制在Nb：0.010％-0.06％、Ti：0.04％-0.13％。
本发明的目的之二是提供一种基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的制备方法，包括如下步骤：
(1)选取原材料，所述原材料包括以下质量分数的组分：C：0.04％-0.06％、Si：0.15％-0.50％、Mn：1.3％-1.8％、Als：0.02％-0.04％、Nb：0.010％-0.06％、Ti：0.04％-0.13％、S：≤0.0020％、P：≤0.012％、N：≤0.005％，余量为Fe；
(2)将步骤(1)中的原材料依次经过转炉冶炼、LF精炼炉精炼、RH精炼炉精炼，得到钢水；
(3)将钢水依次经过全无头薄板坯连铸连轧生产流程中的连铸工序、粗轧工序、感应炉加热工序、精轧工序、冷却工序、卷曲工序，得到薄规格RE700MC钢产品；其中，铸坯不经均热炉加热直接进行热轧。
全无头薄板坯连铸连轧生产线是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。
为进一步对全无头薄板坯连铸连轧工艺参数进行优化，以提高产品性能，本发明的技术方案还包括，连铸工序中的连铸拉速度为4.5m/min-6.0m/min，铸坯厚度90mm-110mm；粗轧工序中，粗轧入口温度≥950℃；感应炉加热工序中，感应加热炉出口温度1050-1180℃；精轧工序中，精轧出口温度810℃-870℃；卷曲工序中，卷取温度580℃-660℃。
优选地，为提高粗轧工序及精轧工序的工艺效果，粗轧工序中的粗轧机为三机架粗轧机，精炼工序中的精炼机为五机架连轧机。
优选地，为提高卷曲工序前带钢的冷却效率及冷却效果，本发明的冷却工序为层流冷却方式。
进一步地，为提高成卷RE700MC钢产品的平整度，经冷却工序后的热轧带钢进入卷曲机卷曲成为成卷带钢，成卷带钢缓冷后，采用1％-2％的平整量进行平整成卷得到薄规格RE700MC钢产品。
通过上述方案，生产的薄规格RE700MC钢产品的厚度为1.0mm～3.5mm、屈服强度不小于730MPa、抗拉强度为750-880MPa、延伸率不小于14％。
本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明的目的是提供一种机械性能优异、板材尺寸稳定、夹杂物球化程度高、显微组织优异等优点的RE700MC钢同时提供一种工艺流程短、能耗及成本较低且产品性能稳定的RE700MC钢制备方法，为实现上述技术效果，首先，本方案在成分设计上采用低碳高锰设计原则，同时加入微合金化元素Nb、Ti，在提高钢材合金化性能的基础上，同时提高了钢材塑性，进而改善了了钢材产品的成型特性及焊接性，高锰的设计保证了钢材具有优异的韧性，较高的强度，P、S含量控制在较低的范围内，降低了MnS夹杂物及P带来的偏析带对钢材更向异性的影响，Nb、Ti微合金化元素的掺加，使得钢板在细晶强化、相变强化和析出强化的综合作用下，提高了钢材夹杂物球化程度高及显微组织，同时提高了钢材的整体性能及使用寿命；
其次，本方案的生产流程是基于全无头薄板坯连铸连轧流程，生产工艺流程短，铸坯不经均热炉加热实现直接铸轧，铸坯在轧制过程温度低，轧制时间短，道次压下量大，有助于进一步细化晶粒，同时，该工艺不需要穿带，热轧卷通长厚度均匀，尺寸精度高，性能稳定，减少了冷轧工序轧制道次，采用该流程工艺制备RE700MC高强度汽车大梁用钢，可显著降低生产能耗及生产成本；
最后，本方案书低能绿色制造工艺，可制备极薄规格带材，并达到“以薄代厚”、“以热代冷”节能降耗的目的，实际生产中，RE700MC钢品种可创效300元，若以年产量生产该钢种5万吨计算：年效益＝年产量×(吨钢降低成本+吨钢品种创效)＝50000×300＝1500万元，年创效益显著，具有很高的社会经济效益。
附图说明：
图1为具体实施方式的实施例3中RE700MC钢的产品的金相组织照片一。
图2为具体实施方式的实施例3中RE700MC钢的产品的金相组织照片二。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合实施例中，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
针对背景技术中现有技术存在的技术问题，本发明提供了一种基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢及其制备方法，本发明的薄规格RE700MC钢包括以下质量分数的原材料组份：C：0.04％-0.06％、Si：0.15％-0.50％、Mn：1.3％-1.8％、Als：0.02％-0.04％、Nb：0.010％-0.06％、Ti：0.04％-0.13％、S：≤0.0020％、P：≤0.012％、N：≤0.005％，余量为Fe；RE700MC钢的产品厚度为1.0mm～3.5mm。
本发明的基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的制备方法，依次包括如下步骤：选取原材料、转炉冶炼、LF精炼炉精炼、RH精炼炉精炼、连铸工序、粗轧工序、感应炉加热工序、精轧工序、冷却工序、卷曲工序，包装入库。
总之，全无头连铸连轧工艺，钢水纯净度高，成分控制稳定，铸坯凝固速度快、铸态组织较均匀、化学成分偏析小，铸坯不经均热炉加热实现直接铸轧，铸坯在轧制过程温度低，轧制时间短，道次压下量大，有助于进一步细化晶粒，连铸坯厚度90mm-110mm，热卷产品厚度0.8mm-4.0mm，全无头连铸连轧工艺不需要穿带，热轧卷通长厚度均匀，尺寸精度高，性能稳定。全无头连铸连轧工艺生产RE700MC高强钢，铸坯不经均热炉加热直接轧制，生产工艺流程短，节约能源，属于低能耗绿色制造工艺范畴。
根据上述RE700MC钢的成分设计及制备方法，本发明通过以下实施例进行进一步说明。
实施例1
基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的成分设计如下：C：0.04％、Si：0.2％、Mn：1.8％、Als：0.03％、Nb：0.010％、Ti：0.13％、S：≤0.0020％、P：≤ 0.012％、N：≤0.005％，余量为Fe；
基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的制备方法如下：
(1)按上述成分设计选取原材料；
(2)将步骤(1)中的原材料依次经过转炉冶炼、LF精炼炉精炼、RH精炼炉精炼，得到钢水；
(3)将钢水依次经过全无头薄板坯连铸连轧生产流程中的连铸工序、粗轧工序、感应炉加热工序、精轧工序、层流冷却工序、卷曲工序、平整成卷工序得到薄规格RE700MC钢产品；
其中，连铸工序中的连铸拉速度为5.2m/min，铸坯厚度90mm；
粗轧工序中，粗轧入口温度980℃；
感应炉加热工序中，感应加热炉出口温度1120℃；
精轧工序中，精轧出口温度850℃；
卷曲工序中，卷取温度620℃；
RE700MC钢的产品厚度为1.1mm。
实施例2
基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的成分设计如下：C：0.05％、Si：0.2％、Mn：1.6％、Als：0.03％、Nb：0.040％、Ti：0.09％、S：≤0.0020％、P：≤ 0.012％、N：≤0.005％，余量为Fe；
基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的制备方法如下：
(1)按上述成分设计选取原材料；
(2)将步骤(1)中的原材料依次经过转炉冶炼、LF精炼炉精炼、RH精炼炉精炼，得到钢水；
(3)将钢水依次经过全无头薄板坯连铸连轧生产流程中的连铸工序、粗轧工序、感应炉加热工序、精轧工序、层流冷却工序、卷曲工序、平整成卷工序得到薄规格RE700MC钢产品；
其中，连铸工序中的连铸拉速度为4.8m/min，铸坯厚度95mm；
粗轧工序中，粗轧入口温度985℃；
感应炉加热工序中，感应加热炉出口温度1100℃；
精轧工序中，精轧出口温度840℃；
卷曲工序中，卷取温度620℃；
RE700MC钢的产品厚度为1.2mm。
实施例3
基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的成分设计如下：C：0.06％、Si：0.2％、Mn：1.3％、Als：0.03％、Nb：0.06％、Ti：0.04％、S：≤0.0020％、P：≤ 0.012％、N：≤0.005％，余量为Fe；
基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的制备方法如下：
(1)按上述成分设计选取原材料；
(2)将步骤(1)中的原材料依次经过转炉冶炼、LF精炼炉精炼、RH精炼炉精炼，得到钢水；
(3)将钢水依次经过全无头薄板坯连铸连轧生产流程中的连铸工序、粗轧工序、感应炉加热工序、精轧工序、层流冷却工序、卷曲工序、平整成卷工序得到薄规格RE700MC钢产品；
其中，连铸工序中的连铸拉速度为4.6m/min，铸坯厚度100mm；
粗轧工序中，粗轧入口温度970℃；
感应炉加热工序中，感应加热炉出口温度1120℃；
精轧工序中，精轧出口温度840℃；
卷曲工序中，卷取温度630℃；
RE700MC钢的产品厚度为1.5mm，图1和图2为本产品显微电镜照片，其产品厚度规格为1.5mm，表面13.5级，心部12.5级。
实施例4
基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的成分设计如下：C：0.04％、Si：0.2％、Mn：1.3％、Als：0.03％、Nb：0.060％、Ti：0.07％、S：≤0.0020％、P：≤ 0.012％、N：≤0.005％，余量为Fe；
基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的制备方法如下：
(1)按上述成分设计选取原材料；
(2)将步骤(1)中的原材料依次经过转炉冶炼、LF精炼炉精炼、RH精炼炉精炼，得到钢水；
(3)将钢水依次经过全无头薄板坯连铸连轧生产流程中的连铸工序、粗轧工序、感应炉加热工序、精轧工序、层流冷却工序、卷曲工序、平整成卷工序得到薄规格RE700MC钢产品；
其中，连铸工序中的连铸拉速度为5.0m/min，铸坯厚度100mm；
粗轧工序中，粗轧入口温度980℃；
感应炉加热工序中，感应加热炉出口温度1120℃；
精轧工序中，精轧出口温度850℃；
卷曲工序中，卷取温度625℃；
RE700MC钢的产品厚度为2.0mm。
实施例5
基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的成分设计如下：C：0.05％、Si：0.2％、Mn：1.5％、Als：0.03％、Nb：0.060％、Ti：0.10％、S：≤0.0020％、P：≤ 0.012％、N：≤0.005％，余量为Fe；
基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的制备方法如下：
(1)按上述成分设计选取原材料；
(2)将步骤(1)中的原材料依次经过转炉冶炼、LF精炼炉精炼、RH精炼炉精炼，得到钢水；
(3)将钢水依次经过全无头薄板坯连铸连轧生产流程中的连铸工序、粗轧工序、感应炉加热工序、精轧工序、层流冷却工序、卷曲工序、平整成卷工序得到薄规格RE700MC钢产品；
其中，连铸工序中的连铸拉速度为5.3m/min，铸坯厚度105mm；
粗轧工序中，粗轧入口温度980℃；
感应炉加热工序中，感应加热炉出口温度1120℃；
精轧工序中，精轧出口温度850℃；
卷曲工序中，卷取温度630℃；
RE700MC钢的产品厚度为2.5mm。
实施例6
基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的成分设计如下：C：0.06％、Si：0.2％、Mn：1.8％、Als：0.03％、Nb：0.06％、Ti：0.13％、S：≤0.0020％、P：≤ 0.012％、N：≤0.005％，余量为Fe；
基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的制备方法如下：
(1)按上述成分设计选取原材料；
(2)将步骤(1)中的原材料依次经过转炉冶炼、LF精炼炉精炼、RH精炼炉精炼，得到钢水；
(3)将钢水依次经过全无头薄板坯连铸连轧生产流程中的连铸工序、粗轧工序、感应炉加热工序、精轧工序、层流冷却工序、卷曲工序、平整成卷工序得到薄规格RE700MC钢产品；
其中，连铸工序中的连铸拉速度为5.2m/min，铸坯厚度108mm；
粗轧工序中，粗轧入口温度980℃；
感应炉加热工序中，感应加热炉出口温度1120℃；
精轧工序中，精轧出口温度850℃；
卷曲工序中，卷取温度640℃；
RE700MC钢的产品厚度为3.0mm。
上述各实施例制备的RE700MC钢的性能测试结果如下表所示。
表1各实施例性能测试结果
实施例 厚度规格/mm 抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 延伸率/％
实施例1 1.1 826 762 18.2
实施例2 1.2 820 753 18.3
实施例3 1.5 819 741 17.6
实施例4 2.0 815 754 17.9
实施例5 2.5 821 749 17.6
实施例6 3.0 835 754 18.1
通过本方案各实施例制备的基于全无头连铸连轧工艺的RE700MC钢产品，各项性能优异，达到“以薄代厚”、“以热代冷”节能降耗的目的。
本发明的保护范围不仅限于上述实例，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，在不脱离本发明原理的情况下，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢，其特征在于，RE700MC钢包括以下质量分数的原材料组份：C：0.04%-0.06%、Si：0.15%-0.50%、Mn：1.3%-1.8%、Als：0.02%-0.04%、Nb：0.010%-0.06%、Ti：0.04%-0.13%、S：≤0.0020%、P：≤0.012%、N：≤0.005%、余量为Fe；所述RE700MC钢的产品厚度为1.0mm～3.5mm。
2.基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）选取原材料，所述原材料包括以下质量分数的组分：C：0.04%-0.06%、Si：0.15%-0.50%、Mn：1.3%-1.8%、Als：0.02%-0.04%、Nb：0.010%-0.06%、Ti：0.04%-0.13%、S：≤0.0020%、P：≤0.012%、N：≤0.005%，余量为Fe；
（2）将步骤（1）中的原材料依次经过转炉冶炼、LF精炼炉精炼、RH精炼炉精炼，得到钢水；
（3）将钢水依次经过全无头薄板坯连铸连轧生产流程中的连铸工序、粗轧工序、感应炉加热工序、精轧工序、冷却工序、卷曲工序，得到薄规格RE700MC钢产品；
所述连铸工序中的连铸拉速度为4.5m/min-6.0m/min，铸坯厚度为90mm-110mm；所述粗轧工序中，粗轧入口温度≥950℃；所述感应炉加热工序中，感应加热炉出口温度为1050-1180℃；所述精轧工序中，精轧出口温度为810℃-870℃；所述卷曲工序中，卷取温度为580℃-660℃。
3.如权利要求2所述的基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的制备方法，其特征在于：所述粗轧工序中的粗轧机为三机架粗轧机，所述精炼工序中的精炼机为五机架连轧机。
4.如权利要求2所述的基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的制备方法，其特征在于：所述冷却工序为层流冷却方式。
5.如权利要求2所述的基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的制备方法，其特征在于：经冷却工序后的热轧带钢进入卷曲机卷曲成为成卷带钢，成卷带钢缓冷后，采用1%-2%的平整量进行平整成卷得到薄规格RE700MC钢产品。
6.如权利要求2所述的基于全无头薄板坯连铸连轧流程制备的薄规格RE700MC钢的制备方法，其特征在于：生产的薄规格RE700MC钢产品的厚度为1.0mm-3.5mm、屈服强度不小于730MPa、抗拉强度为750-880MPa、延伸率不小于14%。
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