[發明專利]一種短流程連鑄連軋普碳鋼熱軋帶鋼表面及力學性能調控方法

在審

• 申請號: 202011377669.4
• 申請日: 2020-11-30
• 公開（公告）號: CN114574685A
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發明（設計）人: 孟慶格;何煜天;趙順利;戴競舸;王超
• 申請（專利權）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號: C21D9/52
• 分類號: C21D9/52;C21D8/02;C21D1/26;C22C38/02;C22C38/04
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

一種短流程連鑄連軋普碳鋼熱軋帶鋼表面及力學性能調控方法，其包括如下步驟：1)對采用ESP、CSP或者UCS等短流程連鑄連軋工藝生產的普碳鋼熱軋帶鋼進行除鱗處理，去除熱軋帶鋼表面氧化皮；2)冷軋軋制，冷軋變形量13％～30％，冷軋軋制過程中采用單機架或連軋機組進行軋制，根據變形量可采用單道次軋制或多道次軋制，采用單道次軋制時采用Ra為1.5～3.0um的毛輥軋制，采用多道次軋制時前道次軋制過程中使用光輥軋制，末道次使用Ra為1.5～3.0um的毛化輥軋制；3)冷軋帶鋼進行連續退火處理，退火溫度740～830℃，或采用快速熱處理對帶鋼性能進行調控。本發明通過短流程連鑄連軋普碳鋼熱軋帶鋼+冷軋+連續退火/快速熱處理，通過表面質量改善和性能調控，拓展產品應用范圍。

技術領域

本發明涉及金屬材料表面處理以及金屬材料力學性能調控技術領域，具體涉及一種短流程連鑄連軋普碳鋼熱軋帶鋼表面及力學性能調控方法。

背景技術

近年來，隨著鋼鐵行情的持續走低，鋼鐵一直處于微利或者無利狀態，迫使鋼鐵廠家探討各種降本之道。此外，隨著國內各項環保法規政策的落地實施，使得鋼鐵企業對環保的重視程度進一步加強，那些具有高能耗、高污染特性的傳統鋼鐵生產流程也將勢必逐步被淘汰。目前，國內各大鋼廠紛紛開發研制兼具降本增效以及節能環保的鋼鐵生產新工藝。

近年來，以ESP(Endless Strip Production無頭帶鋼生產技術)、CSP (CompactStrip Production緊湊式帶鋼生產技術)以及UCS(Ultra-thin Cast Strip超薄帶連鑄技術)為代表的短流程連鑄連軋技術發展迅速。短流程連鑄連軋機組整合了連鑄區、粗軋區、精軋區、層流冷卻區以及卷取區等五個鋼鐵生產的關鍵核心區域，使各區域緊湊鏈接，減少了中間過程的能量損耗，在生產同類型產品時，能耗顯著降低，產生的污染物排放也較之前減少；其次，產量和成材率也有顯著提高，并提高產品尺寸精度，實現降低輥耗以及節能降耗，提高產品競爭力。目前，短流程連鑄連軋生產工藝被廣泛應用于生產普碳鋼。

普碳鋼是普通碳素結構鋼的簡稱，含碳量小于0.38wt％，以小于 0.25wt％最為常用，屬于低碳鋼，每個金屬牌號表示該鋼種在厚度小于 16mm時的最低屈服點，與優質碳素鋼相比，對含碳量、性能范圍及P、S 和其他殘余元素的限制較寬。此類鋼可由轉爐或電爐冶煉，一般熱軋成鋼板、帶鋼、型材和棒材。

短流程連鑄連軋技術生產普碳鋼熱軋帶鋼在生產效率以及能耗環保等方面具有較大優勢，但該技術也存在一定的局限性。

短流程工藝生產普碳鋼熱軋帶鋼經過酸洗后帶鋼表面粗糙度較高，表面質量較差，難以滿足外板以及汽車用鋼等對表面質量具有更高要求的產品需求。因此，直接通過短流程連鑄連軋工藝生產的熱軋碳素帶鋼只能作為一般用鋼使用，產品應用范圍受限，附加價值低。

由于短流程連鑄連軋都采用了快速冷卻和凝固工藝，極大加快鋼液在結晶器內的冷卻速率，薄板坯的凝固時間只有傳統工藝生產熱軋板坯的 1/15～1/10，其中UCS短流程工藝的凝固時間更短，冷卻速度更快。鋼液的快速冷卻增大了凝固過程中的過冷度，增大晶核形核率，使得短流程連鑄連軋生產熱軋帶鋼偏析程度弱且成分均勻，鋼中第二相粒子在鋼基體中呈細小彌散析出，最終導致短流程對應產品晶粒細小，強度升高，相對于常規流程生產的同成分材料，具有更高的屈服強度以及抗拉強度，對應強度增加，對生產具有較高沖壓成型性能要求的產品有一定程度的不利影響，使用范圍受限。因此，相較于常規工藝生產普碳鋼帶鋼產品，使用短流程連鑄連軋工藝生產的普碳鋼帶鋼大多用作對成形要求不高的普通結構件，冷彎型鋼坯和焊接鋼管坯及五金制品，嚴重制約短流程普碳鋼熱軋帶鋼產品的品種拓展和應用。此外，為了進一步提高短流程連鑄連軋普碳鋼熱軋帶鋼產品效益，拓展產品應用范圍，這就亟需改善短流程普碳鋼熱軋帶鋼表面性能較差、產品強度高、性能區間窄的現狀。需要通過改善短流程生產普碳鋼熱軋帶鋼表面質量，并有效調控帶鋼力學性能范圍，使其滿足更多產品性能需求，拓展應用范圍。

發明內容