TW503138B - Process for the continuous twin-roll casting of ferritic stainless steel strip having a high ductility, and thin strip thus obtained - Google Patents

Process for the continuous twin-roll casting of ferritic stainless steel strip having a high ductility, and thin strip thus obtained Download PDF

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Description

503138 案號 89103869 W年^月 曰 修正 五、發明說明（1) 本發明係關於連續鑄造金屬，更特別地關於直接由液體 金屬連續鑄造肥粒鐵不銹鋼條，其厚度為幾毫米等級，使 用稱為π雙輥鑄造π之方法。
在最近幾年中在直接由液體金屬鑄造薄碳鋼或不銹鋼條 之方法之發展已有相當之進步。目前主要使用之方法為在 對水平軸以相反方向旋轉且互相平行之二内冷却輥間鑄造 該液體金屬，其表面間之最小距離約等於鑄造鋼條要求之 厚度（例如幾毫米）。含液態鋼之鑄造空間由輥之側表面 (鋼條之固化在其上開始）及耐火物製造且置於輥末端之側 端板界定。液體金屬接觸輥之外表面時開始固化，在其上 形成”圓柱π形，安排這些圓柱使其在” 一點點11之範圍内， 也就是說輥間之距離為最小之範圍。 由雙輥連續鑄造得到肥粒鐵不銹鋼製造之薄鋼條展現相 當之脆性，使其在一般操作如反捲曲、修邊或冷軋時忍受 冷轉變變得困難。雙輥鑄造鋼條之低延性本質上由鑄造輥 間急速固化產生之極粗晶粒結構。結合在固化鋼條離開輥 之咬合後長期倍留於高溫來解釋。這些高硬度之具間隙元 素（如碳或氮）之過冷肥粒鐵晶體，構成關於薄鋼條脆性之 聚集因子。
過去已做過數種嘗試以發展具良好延性之肥粒鐵不銹鋼 的雙輥鑄造方法。其大幅依賴添加已知之安定元素（如鈦 及鈮，且在高溫沃斯田鐵存在之最大含量下施以組成上之 限制，以符號Τ Ρ表示。結合這些管理冷却速率之組成條 件，施以熱軋或控制溫度在鑄造鋼條捲曲之溫度。如此， 文件ΕΡ-Α- 0, 881，3 0 5描述由直接雙輥鑄造鋼條得到之不
O:\62\62996.ptc 第6頁 503138 修正 __案號 89103869 五、發明說明（2) 穩定肥粒鐵等級，之後鋼條在低於6 〇 0 °C下捲曲·。之後鋼 條作閉箱退火，仍維持捲曲形式。低於6 0 0 °C下之捲曲使 在擬鑄階段限制碳化物之析出成為可能，而如此使在閉箱 退火時防止其以高脆性連續膜之形式結合。 文件EP-A-0,63 8,6 5 3建議鑄造一種肥粒鐵級者，其鉻含 量可相當高（1 3 - 2 5 % )、以鈦、鈮或鋁（至少0 · 0 5 % )安定、 低碳及氮含量、且具負T P指數、7 P為高溫下沃斯田鐵形 成之最大量。這參數以特里克特（Tricot)及卡斯多 (Castro)方程式定義且使用下面公式計算： r p = 4 2 0 C% + 470N0/〇 + 2 3Ni°/〇 + 9Cu°/〇+7Mn0/〇-l 1 . 5Cr°/〇-l 1. 5Si°/〇-
1 2Mo°/〇-23V°/〇-4 7Nb°/〇-49Ti °/〇-52A l°/〇+l 89 鑄造後，以大於5%之縮減率在9 5 0- 1 1 5 0 °C之範圍内熱 軋，之後以少於2 0 °C /秒緩慢冷却或在高溫保溫鋼條超過5 秒。之後在低於7 0 0 °C捲曲綱條。根據該文件，其目標為 強加一負T P指數避免在高溫形成沃斯田鐵以防止在鋼條 上形成使其脆化之麻田散鐵。安定劑之存在因為快速冷却 ’ 造成微細脆化之析出物。熱軋與高溫保溫及缓慢冷却結合 ' 有益於析出（特別是合併）這些析出物，如此變得無害。冷 軋使防止脆化中間金屬相之形成為可能。 文件JP_A-08283845建議不用步熱軋最初厚度少於10毫 米之鑄鋼條，這具有藉再結晶微細化薄鋼條結構以改良延 性之效應。在鑄造後進行非同步熱軋及熱處理。這裏之企•矂 圖為藉再結晶處理改良薄鋼條之延性。 文件JP-A-0 8 2 9 594 3使用另一種計算熱形.成沃斯田鐵之 最大量之方法，其不需要安定元素。這因子Τ，ρ由下式計
O:\62\62996.ptc 第7頁 503138 ___案號89103869_%年q月 曰 修正 五、發明說明（3) 算： r，p = 4 2 0 C% + 47 0N°/〇 + 2 3Ni0/〇+7Mn°/〇-11.5Cr%-11.5Si%-5 2 A 1 °/〇 + 1 8 9 在輥間鑄造r ’ P指數大於2 5 %之鋼條，以縮減率大於2 0 % 在低於1 2 0 0。(：下熱軋，之後將其捲曲並在7 〇 〇至9 0 0 °C間閉 箱退火4小時。其目標為達到具極佳表面品質之鋼條，而 不特別關心其延性。 所有這些方法要求特殊之熱處理，也許需要特殊之工 廠’也許以能置之觀點為昂貴的，在閉箱退火之情況中亦
需長時間。因此直接鑄造薄鋼條提供之優點因這些過程大 幅減少。 本發明之目的為提供製鋼者一種製造方法，其藉雙輥鑄 造、薄鋼條之後受傳統冷轉化步驟，不需複雜或昂貴之操 作如鋼條冷却之控制或閉箱退火以給予鋼條良好之延展 性0 有了此〆目的，本發明之主題為一種鑄造厚度少於10毫 米之方法，鋼條由肥粒鐵製造，直接來自二具平行水平軸 之$疋轉冷却親間之液體金屬，其特徵為· -該肥粒鐵不銹鋼含（以重量百分比計）丨1至丨8%的鉻、 於1 %的錳、少於1 %的矽及少於2 · 5 %的鉬；
-該肥粒鐵不錄鋼中的碳與氮總含量不超過〇 〇 5 % ; -該肥粒鐵不銹鋼含至少一種安定化元素鈦、鈮、锆石 鋁且其含量之總合在〇 · 〇 5 %及1 %間。 -存在之其他元素為溶煉產生之一般雜質； -該肥粒鐵不銹鋼之T P指數大於或等於3 〇，此處：
503138 五、發明說明（4) 7P = 420C% + 470N% + 23Ni% + 9Cu%+7Mn%-ll. 5Cr%-*ll. 5Si%-1 2Mo%-2 3V%-4 7Nb°/〇-49Ti %-5 2Α1°/〇+1 89 -且在其中鑄造後，薄鋼條在低於6 0 0 °C之溫度捲曲。 本發明之主題亦為能由上面方法得到之薄鋼條。 將了解，本發明在結合明顯量一或多種安定元素之存在 與適量保持rp指數在較高值之其他合金元素，特別是苴 結合低捲曲溫度，使調和這些組成特徵與鋼條之極佳延、 U ϊ:f ΐ須執行鋼條冷却之控制或在能源或時間上 句^ I二…、處理，這為先前技藝所不知者。 種種特性以下列考慮決定。 大於11%之鉻含詈&外 求。最大18%已證明i if肥粒鐵不銹鋼中遇到之一般要 延-脆性轉化溫度明鲔的，高於此一限制，不銹鋼之 質上亦有降低71)指^ =加目之後轉化變得不可能。鉻本 石夕及鉬含量最多分」'向 間化合物或形成4难持在1%及2· 5%，以避免形成金屬 不是高於就是低於傳5//式金屬間相。此外，最大矽含量 樣為事實。 、、、肥粒鐵等級者，且最大1 %錳含量一 安定元素（即鈦、妒 0· 05%以能滿足其一 ^；、錐及铭）之總含量必須大於或等於 過鑄造器噴嘴之鑄造功能。高於1%，可觀察到液體鋼通 可構成破裂之起始齊^力問題’即鋼條上表面缺陷之存在 不降低T p指數至過Θ 亦必須小心以確定安定劑之明顯量 置存在時。同時，聲-广值’特別疋右石夕、及飢以高含 免形成過量之脆化妒 氮之總含里必須不超過0 · 0 5 %以避 灭化物或氮碳化物。
O:\62\62996.ptc i號 8910386Q 五、發明說明（5) 月 修正 當r p指數少於30%時，左* a 土 a , ^ 田鐵二相結構不足以精煉^向溫固化結束後肥粒鐵〜沃气 物之延性。若γ D户势士煉^條之結構及本質上改良鑄造農 至沃斯田鈣相大於SOX。延性變壞因為高溫肥敉鐵 列宿、 ， A悲產生之緊縮帶來產生表面缺陷外觀（如 :痕r其在隨後之轉化操作中構成許多可能之破裂因 ，:卜’，捲曲溫度大於6〇〇 〇c 化析出物形成解 決引起之問題。 个 奋現在將提出應用本發明之實例並與控制實例比較。所有 貫例係關於鑄造比較低鉻含量（約丨丨· 5 % )之肥粒鐵不銹 鋼’但應了解相比較之結果可得自具較高鉻含量在丨8 %限 制内如上面列舉之鋼。這些鋼被鑄造為離開輥為了毫米厚 之鋼條。表1提供（以重量百分比表示）形成試驗主題之鋼 之組成；鋼A及B具有根據本發明要求之組成，鋼c以參考 文獻之方法提供。 — 表1:硏究鋼材之化學組成 等級 C% Μη% Ρ% s% Si% Ni% Ci% Cu% Mo% Nb% V% Ti% N% Al% γρ% A 0.012 0.290 0.015 0.001 0.560 0.090 11.497 0.022 0.0006 0.002 0.079 0.178 0.010 0.005 53.6 B 0.014 0.225 0.017 0.002 0.471 0.088 11.514 0.009 0.042 0.288 0.045 0.003 0.011 0.002 50.6 C 0.011 0.282 0.015 0.001 0.688 0.065 11.711 0.028 0.0010 0.354 0.050 0.299 0.010 0.009 26.5 第級A、B及C基本上區分為等級A以鈦安定化、等級B以 銳安定化而等級C以此二元素安定化。在最後等級中，此 二元素以比較高之含量同時存在，以及此等級A及B中較高 之矽含量，產生比本發明要求之3 0 %限制低之7 p指數之減
O:\62\62996.ptc 第10頁 503138 a_修正 案號 89103869 五、發明說明（6) 〇 表2提出上述鋼所做特定試驗之條件，若需要以熱軋時 縮減率及溫度表示，及以捲曲溫度表示。其亦提出以擺錘 衝擊試驗試片做彎曲衝擊試驗之結果，該試驗在鋼條已捲 曲後進行，以測定溫度為〇 °C之破裂能量。為此一目的， 使用V槽試驗試片。一般認為少於4 0焦耳/平方釐米之破裂 能量不足以提供保證無附帶之未捲曲及允許一般冷轉化操 作之綱條性質。 表2:鋼條處理條件及以擺錘式衝擊試驗試片執行之彎曲衝撃試驗之結果 試驗 等級 熱軋縮減率 (%) WSUSJM. (°C) 捲曲溫度 (°C) 0。。之破裂能量 (J/cm2) 1 (控制） A - - 800 35 2 体發明） A - 一 - 500 85 3 (控制） B - - 800 20 4 (控制） C - - 500 30 5 (控制） A 10 1000 800 34 6 体發明） A 10 1000 500 185
試驗1至3以r P指數大於3 0 %之根據本發明之鋼執行。其
O:\62\62996.ptc 第11頁 2001.09.25.011 503138 案號 89103869 年 月 曰 修正 五、發明說明（7) 證明在低溫捲曲對鋼條延性之有利效應，其中僅試驗2捲 曲在5 0 0 °C發生捲曲增加鑄造鋼條滿意之延性，因為成功 地避免在捲曲之鋼中形成脆化之析出物。這當捲曲在8〇〇 C(試驗1及3)執行時為不可能且之後擺錘式衝擊試驗之破 裂能量維持低於4 0焦耳/平方釐米降低視為滿意之限制。 在試驗4中，捲曲實際上在5 0 0 °C之溫度根據本發明執 行’且未觀察到脆化析出物之形成。然而，這試驗係關於 rp指數少於本發明要求之30%之等級，且在高溫形成沃斯 田鐵之量不足以讓固化後得到之粗晶粒結構做很基本之精 煉。因此，儘管大量之安定元素存在，鋼條之捲曲後延性 不比試驗1及3中更令人滿意。 在試驗5及6中，檢驗在鋼條離開輥捲曲前執行之熱軋之^ 影響。此熱軋在1 0 0 0 °C之溫度以鋼條厚度減少率為%執 行1然而，發現（試驗5 )精煉這種熱軋產生之結構”不足以 補償在高溫（8 0 0 °C )捲曲對鋼條延性之負效應。一 ，，若熱軋鋼條在這類條件相當低之溫度下 土發明時(5〇rC、試驗6)，得到在延性上相 S式驗2中相同之鋼在沒有熱札所觀察 九 甚至已令人滿意。 軋下所靦-、到之相較，這延性
O:\62\62996.ptc 第12頁
2001.09. 25.012 503138 案號89103869 卞年β月曰 修正
O:\62\62996.ptc 第13頁

Claims (1)

  1. 503138
    案號 8910386Q 六、申請專利範圍 1· 一種铸造厚度少於ιη；$；业 於1 u耄水之薄鋼條之方法，該鋼條由 肥粒鐵不銹鋼製成，直接來白目瓜斤p工a法㊉綱惊田 鲈門夕访能厶龎 *直接果自具平打水平軸之二旋轉冷却 輥間之液恶金屬，其特徵為· -該肥粒鐵不銹鋼含有f 放，丨、私！。/沾鉉 辦各頁1 M重罝百分比計）1 1至1 8%的 鉻、J於1/β的錳、少於1%的矽及少於2 5%的鉬； -該肥粒鐵不銹鋼含石岩穷g 甘人窃 0 0 5% ; 乃綱s石反及氮，其含罝之總合不超過 -該肥粒鐵不鑄鋼含有至少一種安定元素鈦、鈮、锆 及鋁且其含量之總合在0 · Q 5 %及1 %間； -存在之其他元素為鐵及熔煉產生之一般雜質； -該肥粒鐵不銹鋼之7 P指數大於或等於3〇，此處： rp = 42 0C% + 4 70N0/〇 + 2 3Ni0/〇 + 9Cu°/〇 + 7Mn%-ll,5Cr%-11.5Si%-1 2Mo〇/。-23V%- 4 7Nb0/〇-4 9Ti°/。-52A1°/0.1 89 一以及其特徵為，鑄造後，該薄鋼條在低於6 〇 0 之溫 度下為捲曲者。 2 ·如申明專利範圍第1項之方法，其特徵為該經鑄造鋼 條在捲曲前被施以1 2 0 0至9 0 0間縮減率大於5%之熱乳。 3·如申請專利範圍第！或2項之方法，其特徵為該”肥粒鐵 不銹鋼之r p指數在3 〇至6 〇 %間。 4 · 一種具高延性之肥粒鐵不銹鋼鋼條，其特徵為其係藉 如申請專利範圍第1至3項中任一項之方法獲得。八”曰
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