薄板坯连铸连轧生产IF钢可行性分析.pdf

维普资讯htp:/www.cqvip.com
2004年第1期
世界钢鉄
薄板坯连铸连轧生产钢可行性分析
刘晓方园李永全康永林王新华
(宝钢殿份公司技术中心)(北京科技大学
摘要就薄板坯连铸连钆工艺牛产高品质IF钢的可行性进行了分析。概述了F钢产品性能及炼钢热轧工
芝控制的婁求,对主要TSCR技术特征进行了简述,介绍了国外TSCR生产高品质深冲板的尝试情况,对薄板
坯连连轧生产F钢可能的特征进行了分析,并提出TSCR生产钢在流程配置上的菜些要求
关键词薄板坯连铸迮轧IF钢可行性
1前言
公同、墨西哥希尔萨( Hylsa)公司这样的电炉CSP
薄板坯连铸连轧(ISCR)是20世纪80年代末厂也报道了已在从事(或拟从事)相关的研发工
开发成功的生产热轧板卷的一项短流程工艺,是作
热轧板带近终型生产的当代新技术。日前世界上
基于以上背景,本文将对TSCR生产F钢的
已建或在建约38条TSCR生产线(我国为7
性进行初步分析,并提出需具备的条件以及
条):TSCR与传统工艺相比貝有工艺紧湊、投资流程配置的某些考虑
大幅度降低、能耗大幅度降低、金属收得率提高及
综合成本明显下降等优点,因此是在今后一段时2F钢产品性能及工艺控制要求概论
期内保持钢铁行业竞争力的强有力手段之
2.1F钢概述
从TSCR技术的最新进展来看,除连铸及热
F钢是 Comstock等人在1949年最先提出的。
钆工艺控制达到最新水平外,所生产带钢的表面至70年代,在汽车行业需求驱动下,F钢的工业
和内部质量又有新的提高,生产品种也在不断扩应用获得一定进展,但当时的F钢碳氮含量还较
大,如低合金高强度钢,髙碳钢,双相及多相钢,奥高,因此需较高含量的钛(和/或能)。至80年代,
氏体及铁素体不锈钢,取向和无取向硅钢,满足治金生产技术得到进一步发展,采用顶底复吹转
“O3”冷轧及涂层要求的钢板以及F钢等等2],和改进的RH处理可以经济地生产出C≤
即TSCR可生产钢种与传统流程的界限、差距在20Pm的超低碳钢,从而由生产传统的F钢变为
不断缩小,因此在⊥艺技术及产品市场等方面对生产现代F钢。
传统流程已形成竞争和挑战。但日前从整体上说
自80年代以来,F钢产量出现成倍增长的趋
TSCR可生的钢种范围仍不如传统流程,在一些势。这得益于两大突破。其ー,生产成本降低:碳
高附加值产品质量和性能控制的成熟性、稳定性氮大幅降低,因而钛、铌加入量大大减少;另外随
等方面仍有欠缺,因此在工艺技术研究与开发方治炼技术的进步,使H处理时间大大缩短;其
面尚有大量工作内容。
,市场需求增加:由于F钢具有的非时效性和
向是汽车用钢其中能否生产薄钢、要的方深冲性,以F钢为基础已开发出众多超低喉钢系
关于TSCR的品种扩展策略,个重要的方
产品即超深冲F钢板,是·个非常值得关注的问
现在,F钢和超低碳钢生产的设备及工艺技
题。由于种种原因,目前采用TSCR生产F钢的术已十分先进成熟,所生产的超深冲钢板的总延
实践还非常少(仅有蒂森克虏伯公司(1 hessen
伸率δ、n值和r值可分别达到50%、0.25和2.5
Knup)的CSPJ¨进行过F钢的规模化生户[3
以上,图1表示各种级别钢板的n值,r值范围。
因此其工艺技术还有很多未知点。但应注意到某而各关超低碳钢产品也几乎可以满足汽车用钢板
些具备条件的TSCR厂家已开始积极从事(或拟的各种性能要求。因此F钢和超低碳钢已经形
在近期从事)生产F钢的研发工作。如20020年成独具特色的高性能产品系列,可以说超低碳钢
12月在广州开的SCR际会议上,有关钢的生产已成为汽车用钢板生产水平的标志。
的间题成为讨论的热点,即使是美国纽克( Nucor)
目前,由于汽车业对所使用钢铁产品的性能
森れT?T
维普资讯htp:/www.cqvip.com
8
204年第1期
事实上,对于用于生产极高表面要求(05)钢板
的铸还,进行表面机清的重要目的之一就是清除
OX
共表面及皮下夹渣缺陷,而主钢对用作汽车内板
的F钢铸坯通常并不进行机清,工艺过程出现异
常时对铸坏进行下线检查及局部手清,其目的主
要也是清除其表面及皮下夹渣缺陷。
NI
板坯连铸过程中,钢液从浸入式水口的两个
出口流H,到达窄边坯壳附近后形成向上和向下
的两股分流。向上分流到达钢水表面后向内下方
折回,形成表面流。如表面流速过强,保护渣会被
0.15
卷入钢水内部,部分保护渣在钢液内部上浮过程
中会被生长的坯壳捕捉。由于卷渣生成的夹杂物
图1各种级别钢板的値值r値性能范
尺寸大且接近铸坯表面,对冷轧钢板表而质量危
提出更高要求,世界上许多著名钢铁公司对超低害很大。另一方面,当浸入式水口流出的钢水流
碳钢的研发仍很积极,而且从1994年到2003年
到达窄边后向下的分流过强时,会造成结晶器钢
还先后召开了四届国际F钢会议。相信随着F水表面供热不足,保护渣熔融不良,由于流动性不
钢冶金理论的不断完善及工艺控制技术的日趋精好,部分保护渣会被钢水由内向外包裹在铸坯皮
湛,实物产品的性能质量还会达到更高的水平
下,造成火渣缺陷。
2.2F钢炼钢、连铸工艺控制要求
钢水流动状况与拉速,浇铸宽度、水口结构尺
为获得良好的深冲性能,钢求极低的碳寸及浸人深度、水口吹氩量等多参数有关,如何采
氮含量。宝钢F钢的要求是碳氮含量通常均应取对策控制钢水流动以减少夹渣一直是连铸领域
低于30pm,实际可做到20pm以下。因碳氮含研究的重点。日本NK公可提出可利用反映结
量低,所要求的钛(铌)也较低,通常钛在0.03~品器钢水表面波动的F数来进行控制。NKK发
0.08%范围。另外对钢中总氧控制较严,宝钢F现当F数控制在3~-4之间时,冷轧钢板表面缺
钢控制水平可达30pm以下,相应地,通常作为铝陷最少3
镇静钢,其铝含量较高,一般应大于0.030%。
除通过优化浸人式水门参数对钢水流动进行
由于F钢冷轧制品厚度薄,且大量用于汽控制以减少卷渣外,为生产高品质F钢,各技术
车、家电表雨板和罐、桶等难冲压件,对钢板的表先进钢厂还采用了如下主要措施阿:适当降低拉
面质量有苛刻的要求。据称卡田公司对NKK生速以减少结晶器钢水表阿波动;采用较高粘度的
产的F钢汽车面板要求是每一个板卷仅可存在保护渣;提高结晶器振动频率,减小振幅,以减小
两点表面缺陷。
弯月面处坯壳向内弯曲程度;采用电磁制动。
由于炼钢和连铸间题造成的冷轧板表面缺陷
对于TTCR工艺,连铸卷渣可能更是限制性
主要有:微细裂纹、“黑线”或“白线”带状缺陷、鼓环节,因通常TSCR结晶器液位波动较大、拉速快
包。其中微细裂纹和带状缺陷主要是由于钢中脱而更易卷渣,且又无下线清理的可能。
氧、二次氧化生成的非金属夹杂物或连铸结晶器2.3F钢热轧工艺控制要求
内保护渣卷入坯壳造成的,鼓包则是由于连铸浸
厚板坯)F钢在热轧过程中要发生ay相
人式水口吹入的氩气被坯壳捕捉造成的。
变,第二相粒子固溶和析出,奥氏体形变和再结
近年来随着冶炼和轧制装备和工艺技术水平晶,Y→a相变,甚至铁素体形变和再结晶。热轧
的提高,由于治炼和轧制不当造成的F钢板表面组织及第二相粒子的