[发明专利]一种时效硬化薄带连铸低碳微合金高强钢带制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及薄带连铸工艺，特别涉及一种时效硬化薄带连铸低碳微合金高强钢带制造方法，获得的高强钢带的屈服强度≥380MPa，抗拉强度≥480MPa，延伸率≥15％，具有优良的强塑性匹配。

背景技术

目前，生产含有Nb、V、Ti、Mo等微合金元素的低碳高强薄规格钢带产品，主要是通过传统热轧和冷轧工艺实现。但利用传统热轧或冷轧工艺进行生产，存在一些问题。

首先，传统工艺流程长、能耗高、机组设备多、基建成本高，导致生产成本高。

其次，利用传统热轧工艺生产含有Nb、V、Ti、Mo等微合金元素的微合金高强薄规格产品时，由于微合金元素在热轧过程中不能保持为固溶体，发生部分析出，导致钢材强度提高，因此会显著增加轧制载荷，增加能耗和辊耗，对装备的损伤较大，从而就限制了可经济地和实际地生产热轧产品的厚度范围，通常是≥2mm。对传统热轧产品继续进行冷轧，可进一步降低钢带厚度，然而热轧钢带的高强度导致冷轧也存在困难。一是高的冷轧载荷对装备的要求较高，损伤较大；二是热轧产品中由合金元素析出的第二相，使冷轧后钢带的再结晶退火温度显著增加。

再次，利用传统热轧工艺生产含有Nb、V、Ti、Mo等微合金元素的微合金高强产品时，通常是利用形变细化奥氏体晶粒原理，因此精轧的开轧温度通常低于950℃，终轧温度在850℃左右，在较低温度下进行轧制，再加上随轧制过程进行形变量的增加，会导致钢带强度显著增加，这也会显著增加热轧难度和消耗。

总之，虽然利用传统热轧和冷轧工艺可以实现低碳微合金高强薄规格钢带产品的生产，成本都相对较高，在商业上并不经济。

薄带连铸技术是冶金及材料研究领域内的一项前沿技术，它的出现为钢铁工业带来一场革命，它改变了传统治金工业中钢带的生产过程，将连续铸造、轧制、甚至热处理等整合为一体，使生产的薄带坯经过一道次在线热轧就一次性形成薄钢带，大大简化了生产工序，缩短了生产周期，其工艺线长度仅50m左右。设备投资也相应减少，产品成本显著降低。

双辊薄带连铸工艺是薄带连铸工艺的一种主要形式，也是世界上唯一实现产业化的一种薄带连铸工艺。在双辊薄带连铸过程中，熔融钢水从钢包经过长水口、中间包和浸入式水口，被引入到一对相对旋转且内部水冷的结晶辊和侧封板形成的熔池之内，在移动的辊面上形成凝固壳，凝固壳在结晶辊之间的辊隙处聚集在一起，形成从辊隙向下拉出的铸带。之后通过摆动导板、夹送辊将铸带输送至辊道，再经过在线热轧机，喷淋冷却，飞剪直至卷取机，完成薄带连铸产品的生产。

利用薄带连铸技术生产低碳微合金高强薄规格钢带，主要的优点如下：

(1)薄带连铸省去了板坯加热、多道次反复热轧等复杂过程，对薄铸带直接进行一道次在线热轧，生产成本大幅降低。

(2)薄带连铸的铸带厚度通常在1-5mm，通过在线热轧至期望产品厚度，通常在1-3mm，薄规格产品的生产不需要经过冷轧。

(3)薄带连铸工艺生产低碳微合金钢，所添加的Nb、V、Ti、Mo等合金元素，在热轧过程中主要以固溶态存在，因此钢带强度相对较低，从而使单机架热轧压下率可高达30-50％，钢带减薄效率高。

(4)薄带连铸工艺生产低碳微合金钢，高温铸带直接热轧，所添加的Nb、V、Ti、Mo等合金元素主要以固溶态存在，可提高合金利用率。从而克服传统工艺板坯冷却过程中发生合金元素析出，板坯再加热时合金元素回溶不充分而降低合金元素利用率的问题。

中国专利200880023157.9、200880023167.2、200880023586.6中公开了一种利用薄带连铸连轧工艺生产厚度在0.3-3mm的微合金钢薄带的方法。该方法采用C＜0.25％，Mn 0.20-2.0％，Si 0.05-0.50％，Al＜0.01％，Nb 0.01-0.20％，V 0.01-0.20％，Mo 0.05-0.50％(Nb、V、Mo至少包含一种)成分体系，在热轧压下率为20-40％，卷取温度≤700℃工艺条件下，热轧带的显微组织为贝氏体+针状铁素体。该专利通过添加合金元素抑制奥氏体热轧后发生再结晶，保持薄带连铸奥氏体晶粒粗大特征以提高淬透性，从而获得了贝氏体+针状铁素体的室温组织。在专利中没有给出热轧所采用的温度范围。