CN111633028A - 在csp产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法，该包括均热、除磷、精轧、卷取、保温罩缓冷五大步骤；在不具备粗轧机架和中间水冷装置的装备条件下，实现1.0～2.0mm薄规格高精度热轧产品的生产，产品性能为：屈服强度180～280MPa，抗拉强度300～380MPa，延伸率≥38％，屈强比为0.55～0.75，厚度公差控制在±30μm范围内，性能和厚度精度达到同规格冷轧产品水平，可实现“以热代冷”。

Description

在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法
技术领域
本发明涉及带钢生产技术领域，具体涉及一种在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法。
背景技术
CSP是由德国SMS研究开发的薄板坯连铸连轧技术，称为紧凑式带钢生产技术。CSP典型的工艺流程为：(电炉或)转炉→钢包精炼炉→薄板坯连铸机→均热炉→热连轧机→层流冷却→地下卷取。从连铸坯拉出的坯厚<70mm，经过4～7架精轧机，轧成0.8～12.5mm的带钢。
铁素体轧制最早是20世纪80年代末由比利时钢铁研究中心研究开发的现代轧制技术，可用于生产一种可直接使用的或随后供冷轧生产用的价格便宜、质软、非时效的热轧板。对于薄板坯连铸连轧产线，采用传统奥氏体轧制生产低碳钢时，由于道次压下率高，产品晶粒较细，使得屈服强度高、屈强比高，成形性较差。尽管薄板坯连铸连轧具有生产薄规格产品的优势，但薄规格低碳钢的屈服强度、屈强比比同规格冷轧产品高，成形性能差，限制其“以热代冷”能力的发挥。
铁素体轧制工艺可促进铁素体晶粒粗化，解决薄板坯连铸连轧低碳钢产品成形性较差的问题。采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢，经酸洗平整后直接使用，或在酸洗、退火后作为热浸镀锌的原板，可代替部分冷轧退火钢板，具有缩短制造流程、降本生产成本的重要意义。
各企业和科研院所关于薄板坯连铸连轧产线采用铁素体轧制生产低碳钢开展的主要研究工作如下：
公开号为CN106244921A的中国发明专利公开了一种在CSP产线采用铁素体轧制工艺生产低碳钢的方法，主要步骤为：
1)冶炼；
2)浇铸70mm连铸坯厚度；
3)将铸坯送入均热炉进行均热，控制铸坯出炉温度在1020～1080℃；
4)经高压除鳞后进行轧制，轧制至成品厚度为2～6mm，采用7机架中F 1、F 2及F4、F 5、F 6、F 7进行轧制，F3机架虚设，F1～F3机架间冷却水按照额定水量的60～90％进行设定，终轧温度为760～820℃；
5)经层流冷却后进行卷取，冷却方式为后段式冷却，冷却速度控制在20～40℃/s，卷取温度在640～700℃。该专利主要用于生产厚度为2～6mm的热轧低碳钢。
公开号为CN107597844A的中国发明专利公开了一种无头连铸连轧深冲用低微碳钢卷的铁素体轧制方法和装置，其铸坯厚度为80～130mm，粗轧机组在950～1020℃的奥氏体区进行粗轧，粗轧至中间坯厚度为7～25mm，随后在冷却通道中迅速冷却至730～850℃进行精轧，产品厚度为0.7～4mm，卷取温度为580～710℃。该专利适用于粗轧、精轧分开，且具备冷却通道的薄板坯连铸连轧产线。
申请号为201810660032.2的中国发明专利公开了一种低碳钢连铸连轧生产线及其生产工艺，生产线包括依次通过辊道连接的板坯连铸机、高压水粗除鳞装置、粗轧机组、摆剪、推出及垛板装置、转鼓飞剪、废料去除装置、感应加热炉、高压水精除鳞装置、中间轧制机架、中间水冷装置、精轧机组、层流冷却装置、高速飞剪和卷取机；精轧机组包括四个精轧机架，中间轧制机架与第一个精轧机架中心线间距L为10m～20m。中间轧制与精轧第一机架间的中间水冷装置使带钢温度由奥氏体温度向铁素体区温度转变。该专利的设计思想是将粗轧、中间轧制、精轧分开，通过中间水冷装置在精轧实现铁素体轧制。
申请号为201810 657331.0的中国发明专利公开了一种在ESP生产线采用铁素体轧制生产低碳钢的方法，将粗轧后的带钢进行精轧，精轧时，带钢依次进入第一机架、第二机架、第三机架、第四机架、第五机架，对进入第一机架和第二机架之间、第二机架和第三机架之间的带钢进行冷却水冷却，使带钢在进入第三机架前完成奥氏体向铁素体的转变，第三机架至第五机架间轧制带钢时，带钢处于铁素体区。精轧入口温度为950～1050℃，精轧出口温度为740～800℃，卷取温度为650～700℃，可生产厚度≤1.2mm的薄规格产品。该专利通过精轧机架间的冷却水实现奥氏体向铁素体的转变，适用于具有粗轧机架的薄板坯连铸连轧产线。
综上所述，关于薄板坯连铸连轧产线采用铁素体轧制生产低碳钢的研究成果主要限于以下两类：
1.采用CSP产线生产≥2mm以上的厚规格产品；
2.在具备粗轧机组的其他薄板坯连铸连轧产线上生产薄规格产品，奥氏体向铁素体相变的实现方式包括粗轧、精轧间的中间水冷装置或精轧机架间的水冷装置。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法，在不具备粗轧机架和中间水冷装置的装备条件下，实现厚度1.0～2.0mm薄规格高精度热轧产品的生产，产品屈服强度、屈强比比传统奥氏体轧制低碳钢更低，成形性能更好。产品性能为：屈服强度180～280MPa，抗拉强度300～380MPa，延伸率≥38％，屈强比为0.55～0.75，厚度公差控制在±30μm范围内，性能和厚度精度达到同规格冷轧产品水平，可实现“以热代冷”。
为实现上述目的，本发明涉及一种在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法，该方法包括均热、除磷、精轧、卷取、保温罩缓冷五大步骤，其中，
1)均热：铸坯厚度为50～60mm，控制铸坯出炉温度为990～1030℃，空气过剩系数为1.2～1.4；
2)除磷：控制除磷压力为30～40MPa；
3)精轧：精轧为6～7机架轧制，精轧开轧温度为900～950℃，控制F1机架和F2机架的压下率均为50～60％，F3机架和F4机架压下率均为38～55％，F1-F2机架间冷却水为50～70％，F2-F3机架间冷却水为60～80％，F3-F4机架间冷却水为80～100％，进入F4后，组织中铁素体相比例≥95％，F4～F7机架或F4～F6机架的总压下率为45～70％，控制终轧温度为760～800℃，F7机架的速度为9～14m/s；
4)卷取：卷取温度控制为680～720℃；
5)保温罩缓冷：钢卷下线后放入保温罩中缓冷，缓冷时间≥48h；其中，热轧低碳钢产品厚度为1.0～2.0mm，其性能为：屈服强度180～280MPa，抗拉强度300～380MPa，延伸率≥38％，屈强比为0.55～0.75，厚度公差控制在±30μm。
进一步地，所述步骤1)中，铸坯出炉温度为990～1010℃。
再进一步地，所述步骤1)中，铸坯厚度为60mm，控制铸坯出炉温度为998℃，空气过剩系数为1.28。
再进一步地，所述步骤2)中，除磷压力为34MPa。
再进一步地，所述步骤3)中，F1-F2机架间冷却水为50～60％，F2-F3机架间冷却水为60～70％，F3-F4机架间冷却水为90～100％，终轧温度为760～780℃。
再进一步地，所述步骤3)中，精轧开轧温度为907℃，F1-F2机架间冷却水为55％，F2-F3机架间冷却水为67％，F3-F4机架间冷却水为94％，终轧温度为765℃。
再进一步地，所述步骤3)中，F1机架压下率均为54％、F2机架的压下率均为57％；F3机架压下率为44％、F4机架压下率为38％、F5机架压下率为30％、F6机架压下率为25％和F7机架压下率为12％；F4-F7总压下率为54％。
再进一步地，所述步骤4)中，卷取温度为700～720℃。
再进一步地，所述步骤4)中，卷取温度为720℃，F7机架的速度为13.5m/s。
再进一步地，所述步骤4)中，热轧低碳钢产品厚度为1.9mm，其性能为：屈服强度180MPa，抗拉强度317MPa，延伸率为42％，屈强比为0.57，厚度公差控制在±30μm。
本发明的有益效果：
本发明针对CSP产线无粗轧机架和中间水冷装置的装备特点，提供一种在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法，本发明技术上具有以下特点：
通过采用低温出炉和强机架间冷却的控制策略，确保钢带快速轧制，实现铁素体轧制“低温轧制、高温卷取”的控制思想，结合保温罩缓冷，获得粗大、完全再结晶的铁素体组织。
通过机架间冷却水逐步提升的控制方法，一方面避免低温奥氏体轧制时负荷过高，另一方面可实现F4组织中铁素体相比例≥95％，确保薄规格产品轧制稳定性。
通过控制均热炉强氧化性气氛，避免氧化铁皮过薄难以去除，结合除磷高压力，将炉生一次氧化铁皮全部去除，减少氧化铁皮压入风险，从而获得良好的表面质量。
附图说明
图1为本发明的方法生产的低碳钢的显微组织，晶粒度为7级；
图2为本发明的方法生产的1.4mm低碳钢的厚度控制精度；
图3为对比例奥氏体轧制生产的低碳钢的显微组织，晶粒度为10级。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述，以便本领域技术人员理解。
在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法，该方法包括均热、除磷、精轧、卷取、保温罩缓冷五大步骤，其中：
1)均热：铸坯厚度为50～60mm，控制铸坯出炉温度为990～1030℃，空气过剩系数为1.2～1.4；2)除磷：控制除磷压力为30～40MPa；
3)精轧：精轧为6～7机架轧制(机架分别为F1～F7)，精轧开轧温度为900～950℃，控制F1机架和F2机架的压下率均为50～60％，F3机架和F4机架均压下率为38～55％，F1-F2机架间冷却水为50～70％，F2-F3机架间冷却水为60～80％，F3-F4机架间冷却水为80～100％，进入F4后，组织中铁素体相比例≥95％，F4～F7机架或F4～F6机架的总压下率为45～70％，控制终轧温度为760～800℃，F7机架的速度为9～14m/s；
4)卷取：卷取温度控制为680～720℃；
5)保温罩缓冷：钢卷下线后放入保温罩中缓冷，缓冷时间≥48h。
根据上述生产方法，结合实际情况的列举7组实施例，各实施例的生产工艺参数和力学性能分别如表1-表4所示，通过上述方法，可在CSP产线上生产厚度为1.0～2.0mm薄规格高精度热轧低碳钢，产品性能为：屈服强度180～280MPa，抗拉强度300～380MPa，延伸率≥38％，屈强比为0.55～0.75，厚度公差控制在±30μm范围内；性能和厚度精度达到同规格冷轧产品水平，可实现“以热代冷；其中，实施例5得到的产品效果最好；
表1各实施例的均热和除磷工艺
Figure BDA0002494552750000071
表2各实施例的精轧温度、速度和机架间冷却水
Figure BDA0002494552750000072
表3各实施例的压下率分配
Figure BDA0002494552750000081
表4各实施例的产品力学性能
Figure BDA0002494552750000082
其它未详细说明的部分均为现有技术。尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法，该方法包括均热、除磷、精轧、卷取、保温罩缓冷五大步骤，其特征在于：
1)均热：铸坯厚度为50～60mm，控制铸坯出炉温度为990～1030℃，空气过剩系数为1.2～1.4；
2)除磷：控制除磷压力为30～40MPa；
3)精轧：精轧为6～7机架轧制，精轧开轧温度为900～950℃，控制F1机架和F2机架的压下率均为50～60％，F3机架和F4机架压下率均为38～55％，F1-F2机架间冷却水为50～70％，F2-F3机架间冷却水为60～80％，F3-F4机架间冷却水为80～100％，进入F4后，组织中铁素体相比例≥95％，F4～F7机架或F4～F6机架的总压下率为45～70％，控制终轧温度为760～800℃，F7机架的速度为9～14m/s；
4)卷取：卷取温度控制为680～720℃；
5)保温罩缓冷：钢卷下线后放入保温罩中缓冷，缓冷时间≥48h；其中，热轧低碳钢产品厚度为1.0～2.0mm，其性能为：屈服强度180～280MPa，抗拉强度300～380MPa，延伸率≥38％，屈强比为0.55～0.75，厚度公差控制在±30μm。
2.根据权利要求1所述在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法，其特征在于：所述步骤1)中，铸坯出炉温度为990～1010℃。
3.根据权利要求2所述在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法，其特征在于：所述步骤1)中，铸坯厚度为60mm，控制铸坯出炉温度为998℃，空气过剩系数为1.28。
4.根据权利要求1所述在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法，其特征在于：所述步骤2)中，除磷压力为34MPa。
5.根据权利要求1所述在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法，其特征在于：所述步骤3)中，F1-F2机架间冷却水为50～60％，F2-F3机架间冷却水为60～70％，F3-F4机架间冷却水为90～100％，终轧温度为760～780℃。
6.根据权利要求1所述在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法，其特征在于：所述步骤3)中，精轧开轧温度为907℃，F1-F2机架间冷却水为55％，F2-F3机架间冷却水为67％，F3-F4机架间冷却水为94％，终轧温度为765℃。
7.根据权利要求6所述在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法，其特征在于：所述步骤3)中，F1机架压下率均为54％、
F2机架的压下率均为57％；F3机架压下率为44％、F4机架压下率为38％、F5机架压下率为30％、F6机架压下率为25％和F7机架压下率为12％；F4-F7总压下率为54％。
8.根据权利要求1所述在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法，其特征在于：所述步骤4)中，卷取温度为700～720℃。
9.根据权利要求8所述在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法，其特征在于：所述步骤4)中，卷取温度为720℃，F7机架的速度为13.5m/s。
10.根据权利要求9所述在CSP产线采用铁素体轧制生产薄规格低碳钢的生产方法，其特征在于：所述步骤4)中，热轧低碳钢产品厚度为1.9mm，其性能为：屈服强度180MPa，抗拉强度317MPa，延伸率为42％，屈强比为0.57，厚度公差控制在±30μm。
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