CN1962099A - 一种基于薄板坯连铸连轧流程采用Ti微合金化工艺生产700MPa级高强耐候钢的方法 - Google Patents

一种基于薄板坯连铸连轧流程采用Ti微合金化工艺生产700MPa级高强耐候钢的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于薄板坯连铸连轧流程采用Ti微合金化工艺生产700MPa级高强耐候钢的方法。本发明基于薄板坯连铸连轧流程采用Ti微合金化技术生产高强钢，充分发挥薄板坯连铸连轧流程温度均匀的特点，有效地解决了Ti微合金化钢性能波动大的问题；采用单一的Ti微合金化技术，生产过程控制简单、生产效率高；Ti元素相对于其他微合金化元素资源更丰富、价格更低，产品成本低、竞争力强。本发明生产的高强耐候钢板的屈服强度为700～780MPa，厚度为1.5～8.0mm，主要应用于物流运输业，特别是环境特殊的领域，例如用于制造集装箱、铁路车厢、城市地铁车厢等。

Description

一种基于薄板坯连铸连轧流程采用Ti微合金化工艺生产700MPa 级高强耐候钢的方法
技术领域
本发明涉及高强钢生产技术领域，特别是基于薄板坯连铸连轧流程采用Ti微合金化技术生产高强耐候钢的方法。
背景技术
高强耐候钢主要用于交通运输和工程机械制造行业，特别是环境特殊的领域，例如用于制造集装箱、铁路车厢、城市地铁车厢等。高强钢在减重、提速、增加货运量、延长设备使用寿命和降低物流成本等方面都起着重要的作用。随着我国经济的快速发展，物流业迅猛增长，特别是能源日益稀缺，使高强耐候钢的需求越来越大。
700MPa级高强耐候钢是指屈服强度大于700MPa的耐候钢，该产品在要求高的强度级别的同时要求良好的成形性能、耐蚀性能和焊接性能，是该类产品中强度级别最高、技术难度最大的产品。目前世界上只有瑞典的SSAB能批量供货，我国宝钢的产品处于试制阶段，这些企业都是基于传统的生产工艺流程，采用Mo、Nb、V、Ti等多种合金元素的复合微合金化技术，生产过程控制复杂、成材率低、成本高。由于上述主要原因，700MPa级高强耐候钢尚没有的到普遍应用，市场急需价格合理、性能优良的产品。表1为700MPa级高强耐候钢国内外代表性产品实物成分。
表1700MPa级高强耐候钢国内外代表企业产品实物成分(Wt％)
  国别企业 牌号    C   Si   Mn  P S   Cu   Ni   Cr   Al   Nb   V  Ti   Mo N
   ×102   ×102   ×102  ×103 ×103   ×102   ×102   ×102   ×103   ×103   ×103  ×103   ×103 ×106
  瑞典SSAB   Domex700w    6.4   37   103  12 2   32   18.1   65.2   55.3   51.2   14  113   21 --
  美国   HSLA-100    2   25   87  3 6   198   35.4   58   38   32   -  -   56 --
  日本   CIMC700    5   8   133  8 4   24   80   40   40.5   34.6   12  98   26 --
  中国珠钢   ZJ700N    5   35   141  82 4   25   18.5   41.3   40   0   149  0   0 220
  中国珠钢   ZJ700N    5.5   35   110  15 3   26   18.2   42   35.6   0   0  109   0 70
近年来，广州珠江钢铁有限责任公司与北京科技大学和钢铁研究总院合作，基于薄板坯连铸连轧生产线，较系统地研究了薄板坯连铸连轧流程Nb、V、Ti等微合金化元素的析出规律、强化机理等物理冶金特点，发挥各种微合金元素的特点开发了相应的高强度钢板，例如利用Ti微合金化技术开发了450～700MPa级(屈服强度小于700MPa)高强耐候钢、利用V-N微合金化技术开发了700MPa级高强耐候钢等。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于薄板坯连铸连轧流程采用Ti微合金化工艺生产屈服强度大于700MPa的高强耐候钢的方法。
本发明的目的是通过以下技术方案予以实现：
一种基于薄板坯连铸连轧流程采用Ti微合金化工艺生产700MPa级高强耐候钢的方法，其特征是：(1)采用薄板坯连铸连轧流程，具体包括冶炼、精炼、薄板坯连铸、均热、热连轧、层流冷却、卷取工艺过程；(2)钢水的化学成分为：C：0.03～0.07wt.％、Si：0.3～0.5wt.％、Mn：0.6～1.6wt.％、P≤0.04wt.％、S≤0.008wt.％、Cu：0.2～0.5wt.％、Cr：0.3～0.7wt.％、Ni：0.15～0.35wt.％、Ti：0.08～0.14wt.％、Alt：0.025～0.050wt.％、N：≤0.008wt.％；(3)铸坯入炉温度950～1100℃、出炉温度1100～1180℃、终轧温度870～920℃、卷取温度550～650℃。
上述技术方案中，优选：C：0.055～0.065wt.％、Mn：1.2～1.5wt.％、P：0.01～0.02wt.％、Ti：0.09～0.11wt.％、S≤0.003wt.％；铸坯入炉温度950～1050℃、铸坯出炉温度1110～1160℃、终轧温度880～910℃、卷取温度580～620℃。
本发明应用薄板坯连铸连轧流程生产Ti微合金化高强耐候钢板的屈服强度范围在700～780MPa，板材厚度范围为1.5～8.0mm。
本发明的特点是：
(1)本发明采用Ti微合金化技术，主要是利用低温析出的TiC的析出强化作用提高强度。由于Ti是活性很强的元素，将先与钢水中的O、N、S等元素反应，从而降低TiC的强化效果，达不到屈服强度大于700MPa的效果，因此该技术的关键之一是将S、N等元素控制在较低的范围，即；S≤0.008wt.％、N：≤0.007wt.％。
(2)本发明基于薄板坯连铸连轧流程采用Ti微合金化技术生产高强钢，充分发挥薄板坯连铸连轧流程温度均匀的特点，有效地解决了Ti微合金化钢性能波动大的问题，使屈服强度和抗拉强度的波动范围在30MPa以内。
本发明的优点是采用单一的Ti微合金化技术，生产过程控制简单、生产效率高；Ti元素相对于其他的微合金化元素资源更丰富、价格更低，使产品成本低、产品竞争力强，有利于700MPa级高强耐候钢的推广应用，满足市场需求和经济社会发展的需要。
具体实施方式
下面列举一部分具体实施例对本发明进行说明，有必要在此指出的是以下具体实施例只用于对本发明作进一步说明，不代表对本发明保护范围的限制。其他人根据本发明做出的一些非本质的修改和调整仍属于本发明的保护范围。
实施例1
工艺流程：150t超高电炉冶炼、150t钢包炉精炼、60mm薄板坯连铸、均热、高压水除鳞、6机架热连轧、层流冷却、卷取。
钢的化学成分为：C：0.041～0.053wt.％、Si：0.32～0.39wt.％、Mn：1.34～1.43wt.％、P≤0.037wt.％、S≤0.007wt.％、Cu：0.28～0.32wt.％、Cr：0.39～0.424wt.％、Ni：0.189～0.205wt.％、Ti：0.083～0.094wt.％、Alt：0.0305～0.0402wt.％、N：≤0.0067wt.％。
工艺参数：铸坯入炉温度957～992℃、出炉温度1107～1124℃、终轧温度872～895℃、卷取温度563～589℃。
钢板的力学性能参见表2。
表2实施例1钢板的力学及成型性能
  钢板厚度(mm)     Rel(MPa)     Rm(MPa)     A5(％)     宽冷弯b＝35mm，d＝a，180°
    6     705     780     26     合格
    5     705     785     25     合格
    4     710     790     25     合格
    3.5     715     795     25     合格
    3.2     725     810     25     合格
    3     725     815     24     合格
    2.5     730     825     22     合格
实施例2
工艺流程：150t超高电炉冶炼、150t钢包炉精炼、58mm薄板坯连铸、均热、高压水除鳞、6机架热连轧、层流冷却、卷取。
钢的化学成分为：C：0.052～0.061wt.％、Si：0.35～0.41wt.％、Mn：1.41～1.51wt.％、P≤0.029wt.％、S≤0.006wt.％、Cu：0.25～0.28wt.％、Cr：0.407～0.425wt.％、Ni：0.184～0.19wt.％、Ti：0.091～0.103wt.％、Alt：0.023～0.040wt.％、N：≤0.0061wt.％。
工艺参数：铸坯入炉温度979～1013℃、出炉温度1131～1156℃、终轧温度881～907℃、卷取温度587～615℃。
钢板的力学性能参见表3。
表3实施例2钢板的力学及成型性能
  钢板厚度(mm)     Rel(MPa)     Rm(MPa)     A(％)     宽冷弯b＝35mm，d＝a180°
    6     700     775     27     合格
    5     705     780     26     合格
    4     715     790     26     合格
    3.5     720     800     25     合格
    3.2     725     805     26     合格
    3     725     805     25     合格
    2.5     735     810     25     合格
实施例3
工艺流程：150t超高电炉冶炼、150t钢包炉精炼、56mm薄板坯连铸、均热、高压水除鳞、6机架热连轧、层流冷却、卷取。
钢的化学成分为：C：0.059～0.068wt.％、Si：0.37～0.40wt.％、Mn：1.02～1.1wt.％、P≤0.034wt.％、S≤0.002wt.％、Cu：0.26～0.27wt.％、Cr：0.557～0.585wt.％、Ni：0.197～0.202wt.％、Ti：0.102～0.127wt.％、Alt：0.029～0.037wt.％、N：≤0.0056wt.％。
工艺参数：铸坯入炉温度994～1037℃、出炉温度1142～1166℃、终轧温度892～916℃、卷取温度604～627℃。
钢板的力学性能参见表4。
表4实施例3钢板的力学及成型性能
  钢板厚度(mm)     Rel(MPa)     Rm(MPa)     A(％)     宽冷弯b＝35mm，d＝a180°
    6     705     805     23     合格
    5     710     810     22     合格
    4     715     810     22     合格
    3.5     715     810     22     合格
    3.2     725     810     22     合格
    3     735     820     21     合格
    2.5     745     835     21     合格

Claims (4)

1、一种基于薄板坯连铸连轧流程采用Ti微合金化工艺生产700MPa级高强耐候钢的方法，其特征是：
(1)采用薄板坯连铸连轧流程，具体包括冶炼、精炼、薄板坯连铸、均热、热连轧、层流冷却、卷取工艺过程；
(2)钢水的化学成分为：C：0.03～0.07wt.％、Si：0.3～0.5wt.％、Mn：0.6～1.6wt.％、P≤0.04wt.％、S≤0.008wt.％、Cu：0.2～0.5wt.％、Cr：0.3～0.7wt.％、Ni：0.15～0.35wt.％、Ti：0.08～0.14wt.％、Alt：0.025～0.050wt.％、N：≤0.008wt.％；
(3)铸坯入炉温度950～1100℃、出炉温度1100～1180℃、终轧温度870～920℃卷取温度550～650℃。
2、根据权利要求1所述的生产700MPa级高强耐候钢的方法，其特征是：C：0.055～0.065wt.％、Mn：1.2～1.5wt.％、P：0.01～0.02wt.％、Ti：0.09～0.11wt.％、S≤0.003wt.％。
3、根据权利要求1所述的生产700MPa级高强耐候钢的方法，其特征是：铸坯入炉温度950～1050℃、铸坯出炉温度1110～1160℃。
4、根据权利要求1所述的生产700MPa级高强耐候钢的方法，其特征是：终轧温度880～910℃、卷取温度580～620℃。
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