[發明專利]一種含硼微合金耐大氣腐蝕鋼及其制造方法

有效

• 申請號: 201210317191.5
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102787279A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發明（設計）人: 吳建春;于艷;方園
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54;C21D8/02;B22D11/06;B22D11/22
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明涉及連鑄工藝，特別涉及一種含硼微合金耐大氣腐蝕鋼及其制造方法。

背景技術

傳統的薄帶大都是由厚達70-200mm的鑄坯經過多道次連續軋制生產出來的，而采用雙輥薄帶連鑄工藝生產的鑄帶經過一道次或兩道次軋制成為熱軋帶，即可以投入市場使用。相比傳統帶鋼的生產工藝，前者的生產線比較短，所需要的能源比較少，是一種低碳環保的熱軋薄帶生產工藝。

雙輥薄帶連鑄典型的工藝流程為：大包中的熔融鋼水通過大包長水口、中間包以及布流裝置直接澆注在一個由兩個相對轉動并能夠快速冷卻的結晶輥和側封裝置圍成的熔池中，鋼水在結晶輥旋轉的周向表面凝固形成凝固殼并逐漸生長，進而在兩結晶輥輥縫隙最小處（nip點）形成1-5mm厚的鑄帶，鋼帶經由導板導向被夾送輥送入軋機中軋制成0.7-2.5mm的薄帶，隨后經過冷卻裝置冷卻，經飛剪裝置切頭后，最后送入卷取機卷取成卷。薄帶連鑄生產的帶鋼，由于厚度較薄，用于冷軋基料，可以大大降低后續冷軋減薄的道次，大大節約生產成本；此外，對于厚度小于2mm的薄規格熱軋帶，如果性能允許，可以直接用來替代冷軋產品（以熱代冷），使得薄帶連鑄的產品領域得到大大的拓展。

但是，薄帶連鑄由于其本身的工藝特性，生產的鋼種普遍存在組織細化、屈強比偏高、成型性不好的現象，而對薄帶連鑄生產線配備的冷軋機組所需的冷軋基料，以及汽車行業需要一些“以熱代冷”且要求具有良好成型性的產品，一般要求熱軋卷的屈強比較低，容易折彎成型。因此，薄帶連鑄在生產此類鋼種時，需要解決組織不均勻、屈強比偏高的問題，從而滿足冷軋基料的使用要求。

帶鋼作為冷軋基料使用時，帶鋼需要經過酸洗-除磷工序，為了利于酸洗去除表面氧化皮，要求帶鋼表面氧化皮的厚度越薄越好，這就需要在鑄帶各個階段控制氧化鐵皮的生成，在典型工藝中，在結晶輥直至軋機入口均采用密閉室裝置防止鑄帶氧化，在密閉室裝置內如專利US6920912添加氫氣以及在專利US20060182989中控制氧氣含量小于5%，均可以控制鑄帶表面的氧化皮厚度。但是在軋機至卷取這段輸送過程如何控制氧化皮的厚度很少有關專利涉及，尤其是在采用層流冷卻或噴淋冷卻對帶鋼進行冷卻的過程中，高溫的帶鋼與冷卻水接觸，鑄帶表面的氧化皮厚度增長很快；同時，高溫的帶鋼與冷卻水接觸還會帶來很多問題：其一，會在帶鋼表面形成水斑（銹斑），影響表面質量；其二，層流冷卻或噴淋冷卻用的冷卻水容易造成帶鋼表面局部冷卻不均勻，造成帶鋼內部微觀組織的不均勻，從而造成帶鋼性能的不均勻，影響產品質量；其三，帶鋼表面局部冷卻不均勻，會造成板形的惡化，影響板形質量。

帶鋼作為“以熱代冷”產品使用時，一般要求鋼種具有良好的成型性，其本質也是要求鋼種具有較低的屈強比。此外作為汽車零部件、集裝箱板使用時還需要鋼種具有一定的耐腐蝕性，利用薄帶連鑄生產耐大氣腐蝕鋼鋼種時，具有一種天然的優勢，即帶鋼表面層會富集一層耐腐蝕性元素，如Cu、P、Cr等元素，可以大大提高帶鋼的抗腐蝕性能。

帶鋼具有這樣的表面層，客觀上也要求帶鋼表面氧化鐵皮厚度越薄越好，便于酸洗。因為較厚的氧化鐵皮會使酸洗時間變長，從而破壞帶鋼表面富集的耐腐蝕性元素層，如Cu、P、Cr等消失或減少，從而降低帶鋼耐腐蝕性能。

目前國內外耐大氣腐蝕鋼及其制造方法專利，其中450MPa及其以上強度級別的耐大氣腐蝕鋼，大都采用Nb、V、Ti、Mo復合微合金化技術，通過細晶強化和沉淀強化來提高耐大氣腐蝕鋼的綜合力學性能，具體專利成分和性能見表1。

表1耐候鋼的專利對比(wt%)

上述高強耐大氣腐蝕鋼，均采用了微合金化路線，在成分體系中均含有Nb，V，Ti，Mo等合金元素，并且均采用傳統熱軋工藝生產。傳統熱軋工藝流程是：連鑄＋鑄坯再加熱保溫＋粗軋＋精軋＋冷卻＋卷取，即首先通過連鑄得到厚度為200mm左右的鑄坯，對鑄坯進行再加熱并保溫后，再進行粗軋和精軋，得到厚度一般大于2mm的鋼帶，最后對鋼帶進行層流冷卻和卷取，完成整個熱軋生產過程。如果要生產厚度小于2mm的鋼帶，一般要對熱軋鋼帶繼續進行冷軋以及后續退火來完成。上述專利也有提及鋼中添加硼（B）元素，比如專利CN200610125125.2和US6315946，但公開的發明內容中沒有涉及硼（B）元素添加后具體的工藝控制方法，而且添加的量也比較少。

利用傳統工藝生產微合金高強耐大氣腐蝕鋼，存在的主要問題有：

（1）工藝流程長、能耗高、機組設備多、基建成本高，導致生產成本高。