熱軋薄鑄造鋼帶產(chǎn)品及其制造方法
【專利說(shuō)明】熱$us鑄造鋼帶產(chǎn)品及其制造方法
[0001] 本申請(qǐng)是基于申請(qǐng)日為2010年2月20日，優(yōu)先權(quán)日為2009年2月20日，申請(qǐng)?zhí)?為201080008606. X，發(fā)明名稱為："熱乳薄鑄造鋼帶產(chǎn)品及其制造方法"的專利申請(qǐng)的分案 申請(qǐng)。
[0002] 背景和概沐
[0003] 在雙輯式連鑄機(jī)（twin roll caster)中，將恪融金屬引入一對(duì)反向旋轉(zhuǎn)的內(nèi)冷式 鑄輥之間從而使金屬殼凝固在移動(dòng)的輥面上，且被一起帶入鑄輥之間的輥隙從而產(chǎn)生凝固 的帶產(chǎn)品，該帶產(chǎn)品從鑄輥之間的輥隙向下傳送。本文所用的術(shù)語(yǔ)"輥隙"指的是鑄輥?zhàn)羁?近在一起的普遍區(qū)域（general region)。恪融金屬?gòu)匿摪╨adle)傾注經(jīng)過(guò)金屬傳送系 統(tǒng)以形成熔融金屬的澆鑄熔池，其中該金屬傳送系統(tǒng)包括中間包和位于輥隙上方的插芯式 噴嘴（core nozzle)，該澆鑄熔池支撐在位于輥隙上方的輥的鑄造表面上且沿輥隙的長(zhǎng)度 延伸。該澆鑄熔池通常受限在與輥的末端表面以滑動(dòng)方式設(shè)置的難熔側(cè)板或擋板（dam)之 間，從而擋住饒鑄恪池的兩個(gè)末端處防止流出。鑄造鋼帶（cast strip)通常引向至熱乳機(jī)， 在該熱乳機(jī)中該鋼帶被熱壓下10 %或更多。
[0004] 過(guò)去，已經(jīng)在雙輥式連鑄機(jī)上連續(xù)鑄造普通（plain)低碳鋼，包括普通碳-錳鋼。 這些普通碳-猛鋼的物理性能一般會(huì)受到增加的熱乳壓下（hot rolling reduction)的影 響。例如，隨著熱乳量的增加，屈服強(qiáng)度和抗張強(qiáng)度減小，而隨著熱乳量的增加，總伸長(zhǎng)一般 會(huì)增加。因此，在過(guò)去，必須針對(duì)所施加的熱乳壓下量對(duì)鋼的組成進(jìn)行調(diào)節(jié)以提供所需的機(jī) 械性能。這將導(dǎo)致效率低下和操作問(wèn)題，因?yàn)闊掍撥囬g必須提供不同的熔融組成用于不同 的熱乳鋼帶厚度以提供所需的熱乳鋼性能。
[0005] 另外，鋼的組成可以包含來(lái)自混入鋼液中的廢產(chǎn)品的銅。過(guò)去，一般避免大于約 0.2重量％的銅濃度，這是因?yàn)榭紤]到熱乳壓下過(guò)程中的"熱脆性（hot shortness)"，這會(huì) 導(dǎo)致鋼帶（strip)上出現(xiàn)裂縫或非常粗糙的表面，有時(shí)稱作"起裂紋（checking)"。當(dāng)銅濃 度大于0. 2% (例如在具有改進(jìn)的耐氣候性的鋼中）的情況中，必須加入昂貴的添加物例如 鎳以降低熱脆性的風(fēng)險(xiǎn)。
[0006] 熱脆性的問(wèn)題已經(jīng)在制造低合金鋼中增加了使用電弧爐以形成熔融碳鋼的成本。 通過(guò)電弧爐制造鋼的成本中的約75%是用作給電弧爐裝料的原料的廢鋼（scrap)的成本。 傳統(tǒng)上已經(jīng)按照銅含量將鋼廢料分成銅含量小于〇. 15重量％、銅含量大于等于0. 15重 量％至高達(dá)0. 5重量％以及銅含量大于0. 5重量％。銅含量大于0. 5 %的廢鋼可以混合銅 濃度低的廢鋼以制造可用的廢鋼。無(wú)論如何，銅含量小于〇. 15重量％的廢鋼是最有價(jià)值的 廢鋼，而其他兩種等級(jí)的廢鋼的價(jià)值則較小。銅含量小于〇. 15重量％的廢鋼通常用于電弧 爐中用于一些鋼的工業(yè)制造方法，大大增加了所生成的鋼板的成本。銅含量高達(dá)〇. 5%的廢 鋼等級(jí)已經(jīng)用于使用電弧爐的小型乳機(jī)中或用于其他的過(guò)程中，在所述其他的過(guò)程中與銅 含量較低的廢鋼混合以將廢鋼的總銅含量減小至小于〇. 15%的花費(fèi)很大。
[0007] 本發(fā)明公開(kāi)了一種熱乳鋼帶及其制造方法，其包括以下步驟：
[0008] (a)裝配內(nèi)冷式乳輥連鑄機(jī)，其具有位于側(cè)面的鑄輥，在鑄輥之間形成輥隙，
[0009] (b)形成鋼液的澆鑄熔池，所述澆鑄熔池支撐在輥隙上方的鑄輥上并且通過(guò)側(cè)擋 板限制在鑄輥末端的附近，所述鋼液具有20~75ppm的游離氧含量，其組成使得所制造的 熱乳薄鑄造鋼帶（cast strip)的組成包含小于0.25重量％的碳、大于0.01重量％和小于 等于0. 15重量％的磷、0. 9~2. 0重量％的錳、0. 05~0. 50重量％以及小于0. 01重量％ 的鋁，
[0010] (C)反向旋轉(zhuǎn)所述鑄輥使得當(dāng)所述鑄輥移動(dòng)經(jīng)過(guò)所述澆鑄熔池時(shí)在鑄輥上凝固金 屬殼，以及
[0011] (d)由所述金屬殼向下移動(dòng)經(jīng)過(guò)鑄輥之間的所述輥隙以形成鋼帶，
[0012] (e)熱乳所述鋼帶使得在壓下量為10%和35%時(shí)的機(jī)械性能在屈服強(qiáng)度、抗張 強(qiáng)度和總伸長(zhǎng)方面的變化差在10%以內(nèi)（within 10 % for yield strength, tensile strength and total elaongation)，以及
[0013] (f)在300~700°C的溫度卷取熱乳鋼帶以提供大部分的含貝氏體和針狀鐵素體 的顯微結(jié)構(gòu)。
[0014] 可選地，熱乳步驟可以使得機(jī)械性能在壓下量為15%和35%時(shí)在屈服強(qiáng)度、抗 張強(qiáng)度和總伸長(zhǎng)方面的變化差在10%以內(nèi)。另外可選的是，在15%~35%壓下量的整個(gè) 范圍中的機(jī)械性能在屈服強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度和總伸長(zhǎng)方面的變化差在10 %以內(nèi)?？蛇x地，在 10%~35%壓下量的整個(gè)范圍中的機(jī)械性能在屈服強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度和總伸長(zhǎng)方面的變化差 在10%以內(nèi)。
[0015] 鋼液的組成可以含有30~60ppm的游離氧含量。熱乳鋼帶的熔融金屬的總氧含 量可以為70ppm~150ppm。
[0016] 鋼液的組成使得熱乳鋼帶的組成的錳含量為0. 9~1. 3重量％。
[0017] 鋼液的組成使得熱乳鋼帶的組成可以另外包含0. 01重量％~0. 20重量％的鈮。 可選地或額外地，鋼液可以具有一定的組成使得熱乳鋼帶的組成另外包含至少一種選自以 下的元素：約0. 05重量％~約0. 50重量％的鉬、約0. 01重量％~約0. 20重量％的|凡以及 它們的混合物。
[0018] 熱乳鋼帶可以額外地提供為具有鋅或鋅合金或鋁的涂層。熱乳鋼帶在熱乳壓下量 為至少35%之后也可以具有至少440Mpa的屈服強(qiáng)度。
[0019] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種熱乳鋼帶及其制造方法，其包括以下步驟：
[0020] (a)裝配內(nèi)冷式乳輥連鑄機(jī)，其具有位于側(cè)面的鑄輥，在鑄輥之間形成輥隙，
[0021] (b)形成鋼液的澆鑄熔池，所述澆鑄熔池支撐在輥隙上方的鑄輥上并且通過(guò)側(cè)擋 板限制在鑄輥末端的附近，所述鋼液具有20~75ppm的游離氧含量，其組成使得所述熱乳 鋼帶的組成包含小于0. 25重量％的碳、0. 2~2. 0重量％的錳、0. 05~0. 50重量％的硅、 大于0. 01重量％和小于等于0. 15重量％的磷、小于0. 03重量％的錫、小于0. 20重量％的 鎳、小于0. 01重量％的鋁以及0. 20~0. 60重量％的銅，
[0022] (C)反向旋轉(zhuǎn)所述鑄輥使得當(dāng)所述鑄輥移動(dòng)經(jīng)過(guò)所述澆鑄熔池時(shí)在鑄輥上凝固金 屬殼，
[0023] (d)由所述金屬殼向下移動(dòng)經(jīng)過(guò)鑄輥之間的所述輥隙以形成鋼帶，
[0024] (e)熱乳所述鋼帶使得在壓下量為10%和35%時(shí)的機(jī)械性能在屈服強(qiáng)度、抗張強(qiáng) 度和總伸長(zhǎng)方面的變化差在10%以內(nèi)，以及
[0025] (f)在300~700°C的溫度卷取熱乳鋼帶以提供大部分的含貝氏體和針狀鐵素體 的顯微結(jié)構(gòu)。
[0026] 可選地，熱乳步驟可以使得機(jī)械性能在壓下量為15%和35%時(shí)在屈服強(qiáng)度、抗 張強(qiáng)度和總伸長(zhǎng)方面的變化差在10%以內(nèi)。另外可選的是，在15%~35%壓下量的整個(gè) 范圍中的機(jī)械性能在屈服強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度和總伸長(zhǎng)方面的變化差在10 %以內(nèi)。可選地，在 10%~35%壓下量的整個(gè)范圍中的機(jī)械性能在屈服強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度和總伸長(zhǎng)方面的變化差 在10%以內(nèi)。
[0027] 鋼液可以具有30~60ppm的游離氧含量。熱乳鋼帶的熔融金屬的總氧含量可以 為70ppm~150ppm。鎳含量可以是小于0· 1重量％。
[0028] 鋼液可以具有一定的組成使得熱乳鋼帶的組成的銅含量為0. 2~0. 5重量％或 0. 3~0. 4重量％。鋼液的組成可以另外具有一定的組成使得熱乳鋼帶的組成額外具有 0· 4~0· 75重量％或0· 4~0· 5重量％的鉻含量。
[0029] 附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明
[0030] 參考附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，其中：
[0031] 圖1示出了結(jié)合了連續(xù)（in-line)熱乳機(jī)和卷取機(jī)的鋼帶鑄造設(shè)備；
[0032] 圖2示出了雙輥帶坯連鑄機(jī)的細(xì)節(jié)；
[0033] 圖3是示出了熱乳壓下量對(duì)高猛鋼（elevated manganese steel)的屈服強(qiáng)度的 影響的圖示；
[0034] 圖4是示出了熱乳壓下量對(duì)0. 19%碳鋼的屈服強(qiáng)度和伸長(zhǎng)的影響的圖示；
[0035] 圖5是示出了碳量對(duì)含0. 88%~1. 1%的錳的測(cè)試樣本的抗張強(qiáng)度（TS)、屈服強(qiáng) 度（YS)和伸長(zhǎng)（TE)的影響的圖示；以及
[0036] 圖6是示出了約15%~45%壓下量的范圍中的熱乳壓下量對(duì)抗張強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度 和伸長(zhǎng)的影響的圖示。
[0037] 附圖的詳細(xì)說(shuō)明
[0038] 圖1示出了用于連鑄鋼帶的帶坯連鑄機(jī)的連續(xù)