關(guān)注薄板坯連鑄連軋技術(shù)的熱點(diǎn)問(wèn)題

1、關(guān)注薄板坯連鑄連軋技術(shù)的熱點(diǎn)問(wèn)題陳 其 安(鋼鐵研究總院結(jié)構(gòu)材料研究所 , 北京 100081摘 要 :對(duì)薄板坯連鑄連軋技術(shù)中當(dāng)前的幾個(gè)熱點(diǎn)技術(shù) , 即薄及超薄規(guī)格產(chǎn)品的軋制 、 表面質(zhì)量 、 薄及超薄規(guī) 格產(chǎn)品的力學(xué)性能 、 鋼種和技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀進(jìn)行了分析介紹 , 并指出 , “ 以熱代冷” 直接取代普通冷軋冷成型薄 板和汽車外部沖壓件用冷軋薄板的基板生產(chǎn)是該技術(shù)發(fā)展的主要方向 。 關(guān)鍵詞 :薄板坯連鑄連軋 ; 熱點(diǎn)技術(shù) ; 產(chǎn)品品種 ; 產(chǎn)品性能中圖分類號(hào) :TG 335155 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 :A 文章編號(hào) 9996 06Pay close attention to the ne w pro

2、gress technique2(,Beijing 100081,China :new in slab continuous casting and rollling technique , such as thin and ultra 2thin gauge strip ,properties of thin gauge products ,steel grade are analyzed and discussed 1It is pointed out that the main orientation of the technique development is to replace

3、cold rolled strip with hot rolled products and to produce the hot rolled coil as the raw material for cold rolling of strip ,used to produce the automobile outside parts 1K ey w ords :thin slab continuous casting and rolling ;key techniques ;product variety ;performance of product收稿日期 :2004-09-20作者簡(jiǎn)

4、介 :陳其安 (1942- , 男 (漢族 , 北京人 , 教授 , 鋼鐵研究總院結(jié)構(gòu)材料研究所副總工程師 , 博士生導(dǎo)師 。1 前言薄板坯連鑄連軋技術(shù)投入工業(yè)性生產(chǎn)已近 10年 , 目前全世界采用該技術(shù)生產(chǎn)的扁平材約有 60008000萬(wàn) t 。 我國(guó)也已建成 8條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線 , 是世界薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線最多 的國(guó)家 。20世紀(jì) 80年代以來(lái) , 薄板坯連鑄 、 鑄 -軋的銜接與緩沖 、 鑄 -軋生產(chǎn)能力的匹配 、 薄與超薄帶 鋼的生產(chǎn)及擴(kuò)大所生產(chǎn)的鋼種 , 先后成為薄板坯 連鑄連軋技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn) 。 伴隨相關(guān)技術(shù)難題的 解決 , 薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)模式的競(jìng)爭(zhēng)力持續(xù)提 高 , 不

5、僅反映在生產(chǎn)線數(shù)量及產(chǎn)量的增加 , 而且它對(duì)傳統(tǒng)鋼鐵生產(chǎn)模式的威脅從低檔產(chǎn)品 (如普通 建筑用鋼 逐步邁向高檔產(chǎn)品 。 可以認(rèn)為 , 向高檔 或高附加值扁平材產(chǎn)品進(jìn)軍已經(jīng)是當(dāng)前薄板坯連 鑄連軋技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì) 。為此 , 對(duì)有關(guān)熱點(diǎn)技 術(shù)的現(xiàn)狀理應(yīng)給予足夠的重視 。2 主要熱點(diǎn)技術(shù)211 薄及超薄規(guī)格產(chǎn)品的軋制目前 , 用薄板坯連鑄連軋技術(shù)生產(chǎn)的薄及超 薄規(guī)格帶鋼 , 質(zhì)量已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)高的水平 。以位 于 Cremona 的 ISP 生產(chǎn)線為例 , 厚 116mm 以下的 產(chǎn)品約占總產(chǎn)量的 40%, 并可穩(wěn)定地工業(yè)化生產(chǎn) 全部寬度規(guī)格厚為 110mm 的帶鋼 。其主要鋼種為 AD04Z (Fe

6、P12/DD12Si 2 free , 即低碳 、 低硅冷 成型用薄鋼板 , 主要用于取代冷軋帶鋼來(lái)制造筒 、 脹形容器 、 電機(jī) 、 散熱器片等 。以軋制 1mm 1250mm 的 DD12薄鋼板為 例 , 帶鋼全長(zhǎng)厚差在 1/3的 EU10051標(biāo)準(zhǔn)范圍 內(nèi) ; 邊降寬度為 20mm , 此處厚差為 3%6%, 其 他部位的板凸度為 1%; 沿帶卷全長(zhǎng)的板形指標(biāo) 在 2I 之內(nèi) 。 完全達(dá)到了冷軋帶鋼的標(biāo)準(zhǔn) 。因此 , 就產(chǎn)品的尺寸形狀而言 , 薄板坯連鑄連 軋技術(shù)已完全可滿足冷軋產(chǎn)品的要求 , 該技術(shù)已02 創(chuàng)刊 20周年特約稿基本過(guò)關(guān) 。 212 表面質(zhì)量基于薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線的特點(diǎn)

7、 , 其產(chǎn)品尤 其是薄規(guī)格產(chǎn)品的表面質(zhì)量一直是普遍關(guān)注的問(wèn) 題。 經(jīng)過(guò)不懈的努力 , 在這方面已取得顯著進(jìn)展。 表 1是 ACB 廠 CSP 生產(chǎn)線 19982000年產(chǎn) 品表面質(zhì)量的進(jìn)展情況 。 Cremona ISP 生產(chǎn)線的 DD12產(chǎn)品經(jīng)冷軋后的表面質(zhì)量也達(dá)到適于制造 汽車外部件的 O5級(jí)標(biāo)準(zhǔn) 。表 1 ACB 廠 CSP 產(chǎn)品表面質(zhì)量的進(jìn)展%質(zhì)量等級(jí) 1998年 7月 1998年 1012月1999年 2000年 合格 6210-良好 2119715516212優(yōu)秀7119821594149718 注 :優(yōu)秀級(jí)的質(zhì)量相當(dāng)于 O5級(jí)的表面質(zhì)量。一 , , R a 在 111114m 之

8、 間 , R P c 為 cm 而 ISP 樣品檢驗(yàn)結(jié)果是 :R a 為119214m , R P c 為 7992/cm 。 分析認(rèn)為 , 如 果進(jìn)行平整輥的電子毛化 , ISP 產(chǎn)品完全可以達(dá) 到上述標(biāo)準(zhǔn) 。表面形貌也是表征表面質(zhì)量的重要因素之 一 。 據(jù) ISP 樣品的測(cè)試結(jié)果 , 薄板坯連鑄連軋產(chǎn) 品經(jīng)過(guò)平整后的表面形貌與通常的 SB T (噴丸 處理軋輥板 相當(dāng) ?？梢?jiàn) , 從“ 以熱代冷”制造汽車外部件的冷成 型鋼板的角度出發(fā) , 用薄板坯連鑄連軋方式生產(chǎn)的 帶材 , 在表面質(zhì)量方面仍需做進(jìn)一步的努力。 213 薄及超薄鋼板的力學(xué)性能圖 1是 ISP 生產(chǎn)線生產(chǎn)的 110mm 厚

9、DD12深沖板、 冷軋 DC04深沖板和強(qiáng)度與 DD12相當(dāng)?shù)睦?軋薄板 H260B 的成型極限圖。 可見(jiàn) , 用薄板坯連鑄 連軋方式生產(chǎn)薄規(guī)格產(chǎn)品的成型性較冷軋深沖板還 有較大差距 , 且稍遜于烘烤硬化冷軋薄板。1 DC04冷軋薄板 ; 2-H260B 冷軋薄板 ;3-ISP DD12熱軋板注 :試驗(yàn)用沖壓溫度為室溫 , 沖壓速度為 1mm/s ,沖頭直徑為 100mm表 2中所列的 ISP 生產(chǎn)的 DD12帶材力學(xué)性 能 , 雖然超過(guò) DIN EN 10111和 10149的規(guī)定 值 , 但帶卷頭 、 中 、 尾 3段的力學(xué)性能有明顯差 異 :中段的強(qiáng)度比頭 、尾兩端低約 50MPa ,

10、而 伸長(zhǎng)率卻高約 14%; 同時(shí) , 如果分析中段力學(xué) 性能 (本文未列出 沿寬向的分布 , 則可發(fā)現(xiàn) , 邊部的強(qiáng)度性能比其他部位高 , 而伸長(zhǎng)率則相 反 。 該現(xiàn)象可歸因于氮參與的時(shí)效行為 , 因?yàn)?ISP 生產(chǎn)線采用的是電爐冶煉 , 其氮含量高達(dá) (8090 10-6。微 合 金 鋼 , 如 S355MC 帶材 , 則不出現(xiàn)類似現(xiàn)象 , 其沿寬度方向的力學(xué)性 能基本上是一致的 。表 2 ISP 生產(chǎn)的 110mm 厚 DD12帶材的力學(xué)性能 (板寬中央處 取樣 位置 與軋向夾角 /(sHs Lb80r rrn頭部03423313841419221501690179-01200115453

11、503363771713291801890116904133603861616291901760115中部02832793552017331901830189-0105011945299293357211235120194011990 3052943562016341701860119尾部03923473931513261401630183-01230115454103573881418261101950114 此外 , 以 DIN EN10130和 10268的規(guī)定為 例 , 類似級(jí)別的冷軋帶鋼性能規(guī)定見(jiàn)表 3。比較 表 2和表 3, 顯然 , ISP 產(chǎn)品中的 DD12的強(qiáng)度 要比冷軋帶鋼

12、規(guī)定的高得多 , 達(dá)不到冷軋并退火12 第 21卷 第 6期 軋 鋼 2004年 12月后的要求 。而 ISP 熱軋 S355MC 和 S420M 的性 能 (本文未列出 則滿足 H360LA 和 H400LA 的標(biāo)準(zhǔn) 。表 3 DIN EN 10130和 10268中類似冷軋帶鋼的力學(xué)性能DIN EN10268鋼號(hào) s /MPa b /MPa 80/%r 90 H260LA 240310 340 27H280LA 280360 370 24H320LA 320410 400 22H360LA 360460 430 20H400LA 400500 460 18DIN EN10130DC0114

13、0280270410 28因此 ,性能而言 ,品 ; 至于冷軋深沖板 ,單 、 。 214表 4生產(chǎn)線生產(chǎn)的鋼種 ?？梢?jiàn) , 所生產(chǎn)的鋼種已經(jīng)相當(dāng)廣泛 , 且合金鋼 、 微合金 鋼及特殊鋼在總產(chǎn)量中所占的比例日益增加 , 這 代表了該技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 。此外 , Si 含量高達(dá) 312%的晶粒取向電工鋼的生產(chǎn)也卓有成效 , 并 表 4 目前 CSP 生產(chǎn)線生產(chǎn)的鋼種鋼類 主成分 /%低碳冷成型及冷軋鋼 C 0110、 Mn 0145中碳鋼 C 0122、 Mn 1100高碳鋼 C 0160、 Mn 0145結(jié)構(gòu)用可焊非合金鋼 C 0122、 Mn 1150冷成型及冷軋高強(qiáng)微合金鋼 C 0110、

14、 Mn 1140、Nb 、 V 、 Ti冷成型及冷軋高強(qiáng) P 合金鋼 C 0110、 Mn 0170、P 0112熱處理合金鋼 C 0125、 Cr 0150電工 Si 鋼 C 0122、 Si 1120耐候低合金高強(qiáng)鋼 C 0122、 Mn 1125、Cr 、 Ni 、 Cu 、 P管線鋼 C 0122、 Mn 1180、Nb 、 V 、 TiCr 不銹鋼 C 0110、 Cr 13Cr 、 Ni 不銹鋼 C 0110、 Cr 17、 Ni 8在現(xiàn)有基礎(chǔ)上著手汽車工業(yè)用多相鋼 , 如 DP 鋼、 TRIP 鋼的生產(chǎn)。 顯然 , 生產(chǎn)鋼種范圍的擴(kuò)大取決 于全流程技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步。3 薄板坯連鑄連

15、軋技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展 薄板坯連鑄連軋技術(shù)還有進(jìn)一步發(fā)展的空間 , 對(duì) CSP 和 ISP 都有相應(yīng)的設(shè)想 :(1 生產(chǎn)流程的改進(jìn) :ISP 提出了 ISP 2ECR 流程 , 即無(wú)頭連鑄連軋技術(shù) , 計(jì)劃生產(chǎn) 017mm 的熱軋超薄帶鋼 ; 今后進(jìn)一步發(fā)展為連鑄連軋式 的集成化帶鋼生產(chǎn)線 ; 其產(chǎn)量達(dá)到 200萬(wàn) t/a , 且產(chǎn)品的鋼種及規(guī)格將進(jìn)一步擴(kuò)大 。(2 技術(shù)的進(jìn)一步完善 :電爐或轉(zhuǎn)爐與 CSP 相結(jié)合的潔凈鋼生產(chǎn) , 包含夾雜物控制 、 無(wú)渣及 可控 的 電 爐 出 鋼 、出 鋼 時(shí) 防 止 增 加 O 及 N 、 嚴(yán)格鋼包爐及中間包的溫度控制 , 這對(duì)保 證表面質(zhì)量尤為重要 ; 6

16、m 增加 ; 對(duì), 以實(shí)現(xiàn) , 尤其是為新 鋼種的開(kāi)發(fā)提供更為有利的條件 。4 結(jié)語(yǔ)當(dāng)前薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)主要關(guān)注如 何能 “ 以熱代冷” , 直接取代普通冷軋冷成型薄 板和汽車外部沖壓件用冷軋薄板的基板生產(chǎn) 。 為 滿足對(duì)這兩類產(chǎn)品的高要求 , 必將提升技術(shù)和產(chǎn) 品的總體水平 , 具有“ 提綱攜領(lǐng)”的意義 , 值得 密切關(guān)注 。薄板坯連鑄連軋產(chǎn)品的強(qiáng)度偏高 , 在不少應(yīng) 用領(lǐng)域里無(wú)疑是一個(gè)突出的優(yōu)點(diǎn) 。 但是 , 在“ 以 熱代冷”直接取代普通冷軋冷成型薄板方面 , 由 于與后者相比會(huì)增加能耗及工具的磨損 , 且難以 為現(xiàn)有的操作習(xí)慣所接收 (對(duì)需要進(jìn)一步冷軋的 產(chǎn)品也是如此 , 同時(shí)產(chǎn)品的冷成型性能和表面 質(zhì)量還不盡如人意 , 因此 , 全面解決這些問(wèn)題可 能會(huì)形成新的技術(shù)熱點(diǎn) 。目前 , 許多薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線后