一种基于双辊铸轧生产30CrMo热轧薄带钢的方法

摘要

本发明涉及一种基于双辊铸轧生产30CrMo热轧薄带钢的方法。该方法包括如下步骤：冶炼，钢水的化学成分按质量百分比包括：C：0.26～0.33％；Si：0.17～0.37％；Mn：0.40～0.70％；Cr：0.80～1.10％；Mo：0.15～0.25％；P：≤0.04％；S：0.0030～0.01％；Se：0.0005～0.0020％；N：≤0.005％。钢水经使用两个反向旋转的铜铸辊，熔池采用惰性气氛保护，连铸成厚度为1.4～2.1mm的铸带；铸带经过惰性气氛保护的热箱，经单机架以10‑50％的压下量，热轧至厚度为0.7～1.5mm的热轧薄带；轧带经冷却或者保温，以600～700℃进行卷取。本发明的30CrMo热轧板具有生产流程短，成本低，无化学元素偏析和表面脱碳层等优势。

权利要求

1.一种基于双辊铸轧生产30CrMo热轧薄带钢的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)炼钢

钢水的化学成分重量百分比为：

C：0.28～0.32％；

Si：0.19～0.32％；

Mn：0.40～0.70％；

Cr：0.80～1.10％；

Mo：0.18～0.23％；

P：≤0.04％；

S：0.0030～0.01％；

Se：0.0005～0.0020％；

N：≤0.005％；

余量为Fe及不可避免的杂质；

按照以上成分进行炼钢，炼钢过程造渣碱度控制2.0～3.0，出钢前对钢水进行定氧操作，确保钢水自由氧含量[O]free：0.0050～0.020％；定完氧后合格后，向钢水中加入Se；

(2)铸轧

将步骤(1)获得的钢水经中间包、过渡包，再流入两个反向旋转的铜铸辊进行连铸，熔池采用惰性气氛保护，熔池采用正压力，防止空气进入熔池，熔池惰性气体压力为5～30Pa，连铸速度为30～100m/min，获得1.4～2.1mm的铸带，单位铸辊宽度铸轧力为6～10N/mm；

(3)热轧

将步骤(2)获得的铸带，经过一个密闭的热箱保温，密闭热箱充有惰性气体，惰性气体3

流量为1000～4000m/hr，铸带温度在1100～1350℃，再经过1道次热轧，轧成0.7～1.5mm的薄带，轧机出口温度为800～1000℃，轧制压下率为10～50％；

(4)卷取

将步骤(3)获得的热轧薄带经过冷却或者保温，以600～700℃卷取温度进行卷取。

2.如权利要求1所述的基于双辊铸轧生产30CrMo热轧薄带钢的方法，其特征在于：所述步骤(1)中，采用电炉/转炉冶炼，VD真空炉进行冶炼脱气，LF炉精炼，得到成分合格的钢水。

3.根据权利要求1所述的基于双辊铸轧生产30CrMo热轧薄带钢的方法，其特征在于：所述步骤(2)中，钢水进入熔池采用三包结构，即钢水从大包流入中间包，流入过渡包，再进入两个铜铸辊及侧封板形成的熔池中，铸辊辊径为250～1000mm。

4.根据权利要求1所述的基于双辊铸轧生产30CrMo热轧薄带钢的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述铸带经过密闭的热箱进行保温，密闭热箱充有惰性气体，惰性气体选自氮气、氩气、氢气、氦气、CO2，以防止铸带氧化。

5.根据权利要求1所述的基于双辊铸轧生产30CrMo热轧薄带钢的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，密闭热箱里安装有铸带纠偏装置，确保铸带进入轧机不发生偏移，确保轧制压下顺利。

6.根据权利要求1所述的基于双辊铸轧生产30CrMo热轧薄带钢的方法，其特征在于：所述步骤(3)中，热轧机为四辊轧机，轧机含有弯辊、窜辊功能，并且配置轧机润滑机构、轧辊分段冷却功能。

7.根据权利要求1所述的基于双辊铸轧生产30CrMo热轧薄带钢的方法，其特征在于：所述步骤(4)中，轧带从轧机出来后，经过冷却或者保温，冷却采用气雾冷却方式，冷却速率30～100℃/s；保温采用感应加热保温，确保轧带卷取温度为600～700℃。

8.一种30CrMo热轧薄带钢，其特征在于：所述30CrMo热轧薄带钢使用根据权利要求1‑7中的任意一项所述的方法进行生产。

9.根据权利要求8所述的30CrMo热轧薄带钢，其特征在于：所述30CrMo热轧薄带钢无明显的化学元素偏析和表面脱碳层。

说明书

一种基于双辊铸轧生产30CrMo热轧薄带钢的方法

技术领域

[0001] 本发明属于冶金工业技术领域，特别是涉及一种30CrMo热轧薄带钢及其生产方法。

背景技术

[0002] 传统热轧钢带生产工艺流程：连铸‑铸坯加热保温‑粗轧‑精轧‑冷却‑卷取，即通过板坯连铸机得到厚度220mm的板坯，依次经过加热炉进行加热保温，粗轧机轧制、精轧机轧制、冷却、卷取，得到2mm的热轧薄钢带，很难得到2mm以下的更薄钢带，如果要得到2mm以下薄钢带，生产难度比较大，则还需经过冷轧再退火才能实现，成本大大提高。

[0003] 薄板坯热轧钢带的生产工艺流程：连铸‑铸坯加热保温‑精轧‑冷却‑卷取，该工艺与传统工艺相比，连铸坯大大减薄，为50‑80mm厚度，减少了粗轧步骤，可以直接进入加热炉进行保温，再经过精轧，可以得到1.5mm的薄钢带，相比传统热轧生产薄规格热轧钢带，降低了能耗，如果采用这种生产工艺，要想得到1.5mm以下的薄带钢，依然需要经过冷轧退火才能实现。

[0004] 全无头薄板坯连铸连轧工艺(简称：ESP)，是在上述工艺基础上发展而来，实现了板坯连铸连轧技术，取消板坯切割、板坯加热等，整条产线达到190米，连铸板坯厚度为90～110mm，铸坯经过感应加热辊道起到保温的作用，再经过一道粗轧、精整、冷却，卷取工序得到热轧薄带，实现了0.8mm薄带钢的产品，极大的扩展了热轧薄带钢的厚度范围。

[0005] 双辊铸轧薄带技术是冶金行业的一项前言技术，极大的改变了传统冶金的生产工艺流程，由双辊铸轧机铸出1～5mm的薄带，经过保护气氛的热箱。再经过1道次的热轧、冷却、卷取成卷，最薄可轧制0.7mm，产线仅50m，给钢铁行业带来一场变革，其产品成本显著降低，是一种低碳环保的生产技术。

[0006] 目前，30CrMo的主要生产流程为上述的前三种工艺流程，但是由于碳含量过高时，根据铁碳相图可知，凝固区域大，容易产生元素偏析，在钢板中心位置易出现分层现象；尤其是传统热轧工艺在轧制该钢种时，还需将钢坯进行长时间的高温加热，而且在整个热轧过程中，钢板暴露在空气中，因而容易造成钢板表面出现脱碳层，并且不容易轧制薄料。

[0007] 双辊铸轧工艺在钢水连铸过程中具有快速凝固的特点，可避免元素偏析的产生，而且产线长度短、具有保护气氛，所以钢板表面无脱碳层。与上述生产工艺相比，双辊铸轧工艺生产热轧板厚度大大降低，因而可减少后续生产过程中冷轧和退火次数，降低生产成本，提高生产效率。

[0008] 虽然薄带连铸有以上的特点，生产该类产品也有很大优势，但是，双辊铸轧由于冷却时间非常短，不到0.2s，浇铸该产品时，由于该产品的液固相区比较长，浇铸时铸带液芯多，非常容易断带或者浇铸的产品易形成裂纹而导致产品判次，这主要与该钢水流动性、钢水与铸辊的浸润性相关，在浇铸时，弯月面形成不良，造成熔池波动、辊缝波动、厚度波动等一系列问题。

[0009] 因此，采用双辊铸轧工艺生产该产品时，依然存在一定的难度，本发明的目的在于：提供一种30CrMo热轧板及其生产方法，有效改善现有以上技术上的不足，扩大了双辊铸轧薄带的产品范围。

发明内容

[0010] 为实现上述发明目的，本发明采用如下所述的技术方案。

[0011] 一种30CrMo热轧薄带钢的生产方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

[0012] (1)炼钢

[0013] 化学成分重量百分比为：C：0.26～0.33％；Si：0.17～0.37％；Mn：0.40～0.70％；Cr：0.80～1.10％；Mo：0.15～0.25％；P：≤0.04％；S：0.0030～0.01％；Se：0.0005～
0.0020％；N：≤0.005％；余量为Fe及不可避免的杂质。

[0014] 按照以上成分进行炼钢，炼钢过程造渣碱度控制2.0～3.0，出钢前对钢水进行定氧操作，确保钢水自由氧含量[O]free：0.0050～0.020％；定完氧后合格后，向钢水中加入Se。

[0015] 成分设计：

[0016] C：碳是对钢中强度贡献最大的因素，碳溶解在钢中形成间隙固溶体，起到固溶强化的作用，碳对钢的强度、硬度、塑性和显微组织都由很大影响，并且淬火加热时溶入奥氏体的碳能够提高钢的淬透性，故本发明的30CrMo的碳含量范围控制在：0.26～0.33％。

[0017] Si：硅具有明显的固溶强化作用，它不形成碳化物，基本以固溶状态存在钢水中，硅能改变回火时析出碳化物的数量、尺寸和形态，提高钢的回火温度，但是硅过高时，会增加钢的脆性，故本发明的硅含量范围：0.17～0.37％。

[0018] Mn：锰是提高淬透性的最有效的合金元素，它溶入铁素体中有固溶强化作用，同时能改善钢的热处理性能，但是当锰含量过高时，韧性会下降，因此本发明的锰含量范围：0.40～0.70％。

[0019] Cr：铬能增加钢的淬透性，使钢经过淬火回火处理后具有较好的综合性能，但也会增加钢的回火脆性倾向，因此本发明的铬含量范围：0.80～1.10％。

[0020] Mo：钼在钢中能提高淬透性和热强性，防止回火脆性，提高回火稳定性，但钼含量较高时可使钢的抗氧化性恶化、热加工变形抗力增加，而且Mo的添加成本较高，因此本发明的钼含量范围：0.15～0.25％。

[0021] P：磷是钢中有害元素，容易在晶界上偏析，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏；降低塑性，使冷弯性能变差，但是由于双辊铸轧工艺冷却非常快，可明显降低磷在晶界的偏析，提高了对磷的容忍性，故本发明的磷含量范围为：≤0.04％。

[0022] O、S、Se：氧、硫、硒元素在钢水中是一种表面活性元素，可提高钢水与铸辊界面的润湿性，形成良好的弯月面，凝固时该处的钢水凝固无缺陷。故自由氧范围[O]free：0.0050～0.020％；S：0.0030～0.01％；Se：0.0005～0.0020％。

[0023] (2)铸轧

[0024] 将步骤(1)获得的钢水经中间包、过渡包，再流入两个反向旋转的铜铸辊进行连铸，熔池采用惰性气氛保护，熔池采用正压力，防止空气进入熔池，熔池惰性气体压力为5～30Pa，连铸速度为30～100m/min，获得1.4～2.1mm的铸带，单位铸辊宽度铸轧力为6～10N/mm。

[0025] (3)热轧

[0026] 将步骤(2)获得的铸带，经过一个密闭的热箱保温，密闭热箱充有惰性气体，铸带温度在1100～1350℃，再经过1道次热轧，轧成0.7～1.5mm的薄带，轧机出口温度为800～1000℃，轧制压下率为10～50％。

[0027] (4)卷取

[0028] 将步骤(3)获得的热轧薄带经过冷却或者保温，以600～700℃卷取温度进行卷取。

[0029] 所述的30CrMo热轧板的生产方法，采用电炉/转炉冶炼，VD真空炉进行冶炼脱气，LF炉精炼，得到成分合格的钢水，其中电炉冶炼可采用100％废钢。

[0030] 所述的30CrMo热轧板的生产方法，钢水进入熔池采用三包结构，即钢水从大包流入中间包，流入过渡包，再进入两个铜铸辊及侧封板形成的熔池中，铸辊辊径为250～1000mm，两个铜铸辊可以是等径的，也可为异径的，优选的为同辊径的铸辊，优选辊径为
500mm，熔池采用惰性气氛保护，其气氛可为氮气、氩气、氦气等惰性气体。

[0031] 所述的30CrMo热轧板的生产方法，铸带经过密闭的热箱进行保温，密闭热箱充有惰性气体，惰性气体可为氮气、氩气、氢气、氦气、CO2等，防止铸带氧化，惰性气体流量为3
1000～4000m/hr。

[0032] 所述的30CrMo热轧板的生产方法，密闭热箱里安装有铸带纠偏装置，确保铸带进入轧机不发生偏移，确保轧制压下顺利。

[0033] 所述的30CrMo热轧板的生产方法，热轧机为四辊轧机，轧机含有弯辊、窜辊功能，并且配置轧机润滑机构、轧辊分段冷却功能。

[0034] 所述的30CrMo热轧板的生产方法，轧带从轧机出来后，经过冷却或者保温，冷却采用气雾冷却方式，冷却速率30～100℃/s；保温采用感应加热保温，可根据需求实现自动保温功能，不论是采取保温或者冷却，确保轧带卷取温度为600～700℃。

[0035] 所述的30CrMo热轧板的生产方法，生产的钢板无化学元素偏析和表面脱碳层。

[0036] 有益技术效果

[0037] 与现有技术相比，本发明的特点和有益技术效果至少在于：

[0038] (1)与传统生产工艺、薄板坯生产工艺相比，本发明使用双辊铸轧工艺生产的30CrMo热轧板厚度大大降低，最薄可轧制0.7mm，可减少后续生产过程中冷轧规程和退火次数，降低了生产成本，提高生产效率。

[0039] (2)与传统生产工艺、薄板坯生产工艺、全无头铸轧工艺相比，本发明使用双辊铸轧工艺生产的30CrMo热轧板，产品性能优异，无化学元素偏析和表面脱碳层。

[0040] (3)与传统生产工艺、薄板坯生产工艺、全无头铸轧工艺相比，本发明提供的生产30CrMo热轧板的双辊铸轧工艺，生产流程短，生产所需的能耗大幅降低，大大降低了生产的成本，是一种绿色环保产品。

[0041] (4)与现有双辊铸轧工艺相比，通过调整相关工艺参数，大大提高了该钢种的可浇铸性，浇铸的产品无裂纹，浇铸过程稳定性大大提高。

附图说明

[0042] 为了更清楚地说明本发明的实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

[0043] 图1为根据本发明的生产30CrMo热轧板的工艺流程示意图。

具体实施方式

[0044] 为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0045] 除非另作定义，本发明所使用的技术术语或科学术语应当为本发明所属领域具有一般技能的人士所理解的通常意义。

[0046] 下面为本发明实施例，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所能够获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0047] 图1为根据本发明的生产30CrMo热轧卷的工艺流程示意图。

[0048] 参见图1，经过转炉/电炉冶炼，再经过VD炉、LF炉进行精炼得到合格钢水，炼钢过程造渣碱度控制在2.0～3.0，出钢进行定氧，再加入Se元素，成分全部合格后进入双辊铸轧产线，钢包1经过长水口进入中间包，经过中包水口进入过渡包，过渡包经过布流水口，核心水口进入两个反转铜铸辊形成的熔池，熔池由惰性气氛保护，熔池采用正压力，防止空气进入熔池，熔池惰性气体压力为5～30Pa，连铸速度为30～100m/min，获得1.4～2.1mm的铸带，单位铸辊宽度铸轧力为6～10N/mm。铸带经过密闭的热箱，热箱里通有惰性气体，由1#夹送辊将铸带对中后送入轧机，铸带温度在1100～1350℃，再经过1道次热轧，轧成0.7～1.5mm的薄带，轧机出口温度为800～1000℃，轧制压下率为10～50％。轧制出的热轧薄带经过冷却或者保温，以600～700℃卷取温度进行卷取。

[0049] 本发明的实施例的化学成分如表1所示。本发明的实施例的工艺参数如表2所示。

[0050] 表1实施例的钢的化学成分/％

[0051] 元素 C Si Mn Cr Mo S Se P N实施例1 0.28 0.19 0.55 0.85 0.18 0.003 0.0008 0.04 0.004
实施例2 0.29 0.22 0.60 0.95 0.21 0.006 0.0010 0.03 0.005
实施例3 0.30 0.26 0.62 1.03 0.23 0.010 0.0020 0.04 0.001
实施例4 0.32 0.32 0.65 1.05 0.23 0.008 0.0005 0.02 0.002

[0052] 表2实施例的工艺参数

[0053]

[0054] 以上所述仅是本发明的具体实施方式，应该指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，不在脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护的范围。