一种在CSP产线采用铁素体轧制工艺生产低碳钢的方法

摘要

一种在CSP产线采用铁素体轧制工艺生产低碳钢的方法，其步骤：按钢种成分冶炼；连铸成坯；对铸坯进行均热；经高压除鳞后轧制；经常规层流冷却后进行卷取；自然冷却至室温后待用。本发明在CSP线生产低碳钢时，能解决晶粒较同类产线更加细小，屈服强度更高，影响后工序成型性和轧制稳定性能的不足，使钢板的屈服强度降低，并能有效降低轧机负荷和电耗，F4轧制力减幅不低于10%，最高可达14%，F5至F7轧制力减幅各不低于8%。

权利要求

1.一种在CSP产线采用铁素体轧制工艺生产低碳钢的方法，其特征在于：其步骤：

1）按钢种成分及重量百分比含量为：C：0.02-0.06%，Mn：0.1-0.3%，Si：0.01-0.04%，其余为P、S杂质元素和Fe进行冶炼；

2）进行浇铸，连铸坯厚度为70mm；

3）将铸坯送入均热炉进行均热，控制铸坯出炉温度在1020～1075℃；

4）经高压除鳞后进行轧制，轧制至成品厚度为2-6mm；采用7机架中F 1、F 2及F 4、F 5、F 6、F 7进行轧制，F3机架虚设；

并控制F1与F2机架的压下率之和不低于90%；F1 F3机架间冷却水按照额定水量的60-~

90%进行设定；F4入口温度不超过850℃，终轧温度在805～820℃；

5）经层流冷却后进行卷取，冷却方式为后段式冷却，冷却速度控制在20-40℃/s，卷取温度在640～675℃；

6）自然冷却至室温后待用。

说明书

一种在CSP产线采用铁素体轧制工艺生产低碳钢的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种低碳钢的生产方法，具体地属于一种在CSP产线采用铁素体轧制工艺生产低碳钢的方法。

背景技术

[0002] CSP产线虽有其优势，但在生产低碳钢时，存在屈服强度和屈强比偏高的问题。如冷轧基料的强度偏高，会影响后工序的轧制稳定性，既增加了轧制负荷，同时也影响退火后产品的性能控制，产品不能满足客户的需求。

[0003] 铁素体轧制工艺是目前世界钢铁行业在热轧领域的前沿工艺之一，铁素体轧制又称相变控制轧制或低温形变。与传统的奥氏体轧制工艺相比，利用带钢在铁素体区变形抗力较小的特点，进行低温轧制，精轧在铁素体区进行，随后采用较高的卷取温度以得到粗晶粒的铁素体组织，从而降低热轧带钢的强度，提高塑性，其主要针对的是低碳钢及超低碳钢。

[0004] 美国LTV钢铁公司的印第安那哈伯厂40%的超低碳钢采用铁素体轧制工艺生产，日本JFE集团川崎钢铁公司和浦项均在研究低碳IF钢的铁素体轧制工艺技术，墨西哥希尔萨公司、德国TKS、比利时的考克里尔等钢铁公司通过改造卷取机、轧制模型、以及安装强冷装置，实现了超薄热轧带钢的铁素体轧制工艺。位于德国东部的埃科厂六机架热连轧机组也实行了铁素体轧制工艺。同时，奥钢联工程技术中心开发出不受产品和轧制能力影响的PonyMill轧机技术，采用铁素体轧制工艺生产最薄为0.8mm的热轧产品。

[0005] 1998年，宝钢与东北大学合作研究铁素体轧制生产超低碳IF钢，进行铁素体区热轧轧制力模型的修正以及大量的试验研究，并在2050mm热连轧机上开展工业化试验。2003年，鞍钢在开发Nb+Ti-IF钢的基础上，与东北大学联合进行铁素体轧制试验，并在1780mm热连轧机上开展工业化试制，结果表明：在铁素体区轧制时，精轧各机架的轧制力、扭矩、功率均小于常规轧制的测定值。2008年梅钢在1422mm传统热轧生产线进行了铁素体轧制的试验，结果表明：温度控制和轧制情况良好，F6压下率调大时，存在厚度控制精度不高的问题，产品力学性能较奥氏体轧制优越，屈强比较低。

[0006] 2004年以来，唐钢FTSR连铸连轧生产线开展了低碳钢铁素体轧制工艺的研究，并申报了国家发明专利“一种薄板坯连铸连轧低碳钢铁素体生产方法”，其技术方案是：（1）钢的化学成分为C:0.01-0.05%%；Mn≤0.4%，S≤0.01%，P≤0.02%，Si≤0.05%；Als：0.01-0.035%；（2）加热温度为1100-1150℃，进粗轧温度为990-1100℃；进精轧温度为830-860℃，出终轧温度为770-800℃，卷取温度为680-730℃；粗轧和精轧之间采用层流冷却。

[0007] 唐钢FTSR生产线的工艺布置与武钢CSP产线存在明显差异，唐钢FTSR线为2+5型，两机架粗轧与五机架精轧之间有20m长的层冷线，冷却线长，冷却能力大，便于发生奥氏体向铁素体的相变。而武钢CSP产线7机架精轧，无粗轧机，也无粗轧与精轧之间的层冷辊道便于相变。因此无法参考唐钢薄板坯连铸连轧生产线的铁素体轧制工艺进行武钢CSP产线的铁素体轧制工艺设计。同时低碳钢铁素体轧制也没有在同类CSP产线生产的先例。因此，需开展相应研究以探讨在CSP产线采用铁素体轧制生产低碳钢的工艺，以探讨降低低碳钢强度的方法。

发明内容

[0008] 本发明在于克服目前采用CSP产线生产低碳较软材质钢种时，存在晶粒较同类产线更加细小，屈服强度更高，影响后工序成型性和轧制稳定性的不足，提供一种能在CSP产线生产低碳钢时，使钢板的屈服强度降低，并能显著降低轧机负荷及电耗的采用铁素体轧制工艺生产低碳钢的方法。

[0009] 实现上述目的的措施：

[0010] 一种在CSP产线采用铁素体轧制工艺生产低碳钢的方法，其在于：其步骤：

[0011] 1）按钢种成分及重量百分比含量为：C：0.02-0.06%，Mn：0.1-0.3%，Si：0.01-0.04%，其余为P、S等杂质元素和Fe进行冶炼；

[0012] 2）进行浇铸，连铸坯厚度为70mm；

[0013] 3）将铸坯送入均热炉进行均热，控制铸坯出炉温度在1020～1080℃；

[0014] 4）经高压除鳞后进行轧制，轧制至成品厚度为2-6mm；采用7机架中F 1、F 2及F 4、F 5、F 6、F 7进行轧制，F3机架虚设；

[0015] 并控制F1与F2机架的压下率之和不低于90%；F1 F3机架间冷却水按照额定水量的~60-90%进行设定；F4入口温度不超过850℃，终轧温度在760～820℃；

[0016] 4）经层流冷却后进行卷取，冷却方式为后段式冷却，冷却速度控制在20-40℃/s，卷取温度在640～700℃；

[0017] 5）自然冷却至室温后待用。

[0018] 本发明中主要工艺的作用及机理

[0019] 在CSP产线采用铁素体轧制工艺生产低碳钢时，其出炉温度更低，F4-F7机架在铁素体区轧制，其负荷较非铁素体区轧制更低，即F4轧制力减幅不低于10%，最高可达14%，F5至F7轧制力减幅各不低于8%，说明低碳钢可以通过充分相变，为后段机架在铁素体区轧制起到降低轧制负荷的目的。

[0020] 本发明通过虚设F3轧制，并控制出炉温度、F4入口温度、终轧温度、卷取温度和冷却方式，在确保带钢性能满足要求的前提下，降低了低碳钢的屈服强度，满足了客户对成型性能的要求。

[0021] 本发明与现有技术相比，在CSP线生产低碳钢时，能解决晶粒较同类产线更加细小，屈服强度更高，影响后工序成型性和轧制稳定性能的不足，使钢板的屈服强度降低，并能有效降低轧机负荷和电耗，F4轧制力减幅不低于10%，最高可达14%，F5至F7轧制力减幅各不低于8%。

附图说明

[0022] 图1为本发明生产的低碳钢晶粒度图片；

[0023] 图2为对比例钢晶粒度图片。

具体实施方式

[0024] 下面对本发明予以详细描述：

[0025] 表1为本发明各实施例及对比例的七项精度命中率情况；

[0026] 表2为为本发明各实施例及对比例的力学性能情况；

[0027] 表3为本发明各实施例及对比例的冷轧轧制力和电流列表。

[0028] 实施例1

[0029] 本实施例为低碳钢，其成分及重量百分比含量为：C：0.031%，Mn：0.22%，Si：0.015%，N：0.007%，Als：0.042%，P：0.017%，S：0.005%，其余为Fe；产品厚度为3.5mm；

[0030] 生产步骤：

[0031] 1）按钢种成分及重量百分比含量为：C：0.031%，Mn：0.22%，Si：0.015%，N：0.007%，Als：0.042%，P：0.017%，S：0.005%，其余为Fe进行冶炼；并经真空处理；

[0032] 2）进行浇铸，连铸坯厚度为70mm；

[0033] 3）将铸坯送入均热炉进行均热，铸坯出炉温度为1028℃；

[0034] 4）经高压除鳞后进行轧制，轧制至成品厚度在3.5mm；为保证后段机架在铁素体区轧制，采用7机架中F 1、F 2及F 4、F 5、F 6、F 7进行轧制，F3机架为虚设；

[0035] 并使F1与F2机架的压下率之和为95%；F1 F3机架间冷却水量为额定水量的70%；F4~入口温度为836℃，终轧温度在790℃；

[0036] 5）经层流冷却后进行卷取，冷却方式为后段式冷却，冷却速度在30℃/s，卷取温度在675℃；

[0037] 6）自然冷却至室温后待用。

[0038]  本实施例检测结果见表1及表2。

[0039] 实施例2

[0040] 本实施例为低碳钢，其成分及重量百分比含量为：C：0.032%，Mn：0.18%，Si：0.018%，N：0.006%，Als：0.038%，P：0.016%，S：0.006%，其余为Fe；产品厚度为3.0mm；

[0041] 生产步骤：

[0042] 1）按钢种成分及重量百分比含量为：C：0.032%，Mn：0.18%，Si：0.018%，N：0.006%，Als：0.038%，P：0.016%，S：0.006%，其余为Fe进行冶炼；并经真空处理；

[0043] 2）进行浇铸，连铸坯厚度为70mm；

[0044] 3）将铸坯送入均热炉进行均热，控制铸坯出炉温度在1055℃；

[0045] 4）经高压除鳞后进行轧制，轧制至成品厚度在3.0mm；为保证后段机架在铁素体区轧制，采用7机架中F 1、F 2及F 4、F 5、F 6、F 7进行轧制，F3机架为虚设；

[0046] 并使F1与F2机架的压下率之和为93%；F1 F3机架间冷却水量为额定水量的63%；F4~入口温度为832℃，终轧温度在805℃；

[0047] 5）经层流冷却后进行卷取，冷却方式为后段式冷却，冷却速度在25℃/s，卷取温度在698℃；

[0048] 6）自然冷却至室温后待用。

[0049] 本实施例检测结果见表1及表2。

[0050] 实施例3

[0051] 本实施例为低碳钢，其成分及重量百分比含量为：C：0.03%，Mn：0.19%，Si：0.026%，N：0.006%，Als：0.039%，P：0.018%，S：0.007%，其余为Fe；产品厚度为3.4mm；

[0052] 生产步骤：

[0053] 1）按钢种成分及重量百分比含量为：C：0.03%，Mn：0.19%，Si：0.026%，N：0.006%，Als：0.039%，P：0.018%，S：0.007%，其余为Fe进行冶炼；并经真空处理；

[0054] 2）进行浇铸，连铸坯厚度为70mm；

[0055] 3）将铸坯送入均热炉进行均热，控制铸坯出炉温度在1075℃；

[0056] 4）经高压除鳞后进行轧制，轧制至成品厚度在3.4mm；为保证后段机架在铁素体区轧制，采用7机架中F 1、F 2及F 4、F 5、F 6、F 7进行轧制，F3机架为虚设；

[0057] 并使F1与F2机架的压下率之和为96%；F1 F3机架间冷却水量为额定水量的80%；F4~入口温度为840℃，终轧温度在805℃；

[0058] 5）经层流冷却后进行卷取，冷却方式为后段式冷却，冷却速度控制在32℃/s，卷取温度在655℃；

[0059] 6）自然冷却至室温后待用。

[0060] 本实施例检测结果见表1及表2。

[0061] 表1  本发明各实施例与对比例的七项精度命中率列表（%）

[0062]

[0063] 表2  本发明各 实施例与对比例的力学性能列表

[0064]

[0065] 表3为本发明各实施例及对比例的冷轧轧制力和电流列表

[0066]实施例 1 2 3 对比例
各机架平均轧制力/KN 648 670 625 792
各机架平均电流/A 545 555 521 677

[0067] 从表2所示可以看出，采用铁素体轧制工艺能有效降低低碳钢的屈服强度及屈强比，性能满足用户要求。从表3所示可以看出，与常规生产工艺（CSP奥氏体轧制）相比，CSP铁素体轧制生产的低碳钢在冷轧时轧制力降低15-21%，各机架电流下降18-23%，说明CSP铁素体轧制生产的低碳钢，在冷轧时能有效降低轧制力，提高轧制稳定性，并且较大幅度地降低了冷轧的生产成本。

[0068] 本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。