專(zhuān)利名稱(chēng)：在小型帶鋼生產(chǎn)設(shè)備中軋制熱軋寬帶鋼的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在一套CSP設(shè)備中將由含有釩和/或鈮和/或鈦的鐵素體-珠光體型微合金化結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)成的連鑄薄板坯軋制成熱軋寬帶鋼的方法，其中連鑄板坯被切分成軋制坯料段并通過(guò)一臺(tái)均熱爐被供給一個(gè)多機(jī)架式CSP軋機(jī)機(jī)列并在此軋機(jī)機(jī)列中被連續(xù)地軋制成熱軋寬帶鋼，隨后它在一個(gè)冷卻段內(nèi)接受冷卻并被卷成帶卷。
EP-A-0368048公開(kāi)了一種在CSP設(shè)備(小型帶鋼生產(chǎn)設(shè)備)中軋制熱軋寬帶鋼的方法，其中連鑄坯料在被切分成軋制坯料段后經(jīng)過(guò)均熱爐而被直接供給軋機(jī)。在這里采用了多機(jī)架式軋機(jī)。在此軋機(jī)中，在均熱爐中被加熱到1100℃-1300℃的軋制坯料段在連續(xù)的加工步驟中且在所述加工步驟之間設(shè)有除鱗裝置的情況下被軋制成成品帶材。
為了改善強(qiáng)度和韌性以及與之有關(guān)地明顯提高鋼質(zhì)軋件的屈服極限值和沖擊韌性，在EP-A-0413163中提出了熱機(jī)械加工軋件。
當(dāng)熱機(jī)械加工軋件時(shí)，與正火后加工(其中加工是在奧氏體完全再結(jié)晶的正火溫度區(qū)內(nèi)發(fā)生的)不同的是，根據(jù)有目標(biāo)的變形速率而保持溫度不變，其中奧氏體沒(méi)有發(fā)生再結(jié)晶或沒(méi)有明顯發(fā)生再結(jié)晶，即在任何情況下，在真正的軋件熱機(jī)械加工前總是存在奧氏體組織，它不含或含少量的晶核或低溫下穩(wěn)定相的組織成分。
另外，原始組織的調(diào)整可以直接由澆鑄熱量實(shí)現(xiàn)或是在室溫或中間溫度的預(yù)熱爐內(nèi)實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)如EP-A-0413163所述的方法，軋件變形起始于穩(wěn)定奧氏體的溫度區(qū)域內(nèi)且一直持續(xù)到緊鄰溫度Ar3之上的溫度。
為了達(dá)到有利于熱機(jī)械軋制的溫度區(qū)域，軋件的開(kāi)軋道次溫度由所希望的變形率決定。
熱機(jī)械加工的特點(diǎn)是不僅將塑性變形用于生產(chǎn)特定的產(chǎn)品幾何尺寸，而且將其用于調(diào)整所需的真實(shí)組織并同時(shí)確保特定的材料性能。在這里，再結(jié)晶奧氏體不發(fā)生多晶型γ-α轉(zhuǎn)變(奧氏體在正火后變形中已發(fā)生再結(jié)晶)。
當(dāng)冷裝爐以便在傳統(tǒng)軋機(jī)中進(jìn)行加工時(shí)，常見(jiàn)的板坯經(jīng)歷了多晶型轉(zhuǎn)變-液相(L)
鐵素體(δ)
奧氏體A1(γ)
鐵素體(α)
奧氏體A2(γ)而對(duì)CSP工藝適用的是-液相(L)
鐵素體(δ)
奧氏體A1(γ)結(jié)果是，奧氏體混晶超飽和且碳化物從奧氏體中析出的勢(shì)位升高。
本發(fā)明的任務(wù)是為了當(dāng)在CSP設(shè)備中軋制CSP板坯時(shí)通過(guò)無(wú)需中間冷卻和隨后再加熱的直接軋制方式利用組織轉(zhuǎn)變的特點(diǎn)和由此引起的材料性能，為在CSP設(shè)備中進(jìn)行的熱機(jī)械軋制設(shè)計(jì)了一套特殊的加工策略。
在方法方面，上述任務(wù)是通過(guò)權(quán)利要求1特征部分的措施解決的，而在設(shè)備方面，上述任務(wù)是通過(guò)權(quán)利要求5特征部分的措施解決的，即為了通過(guò)熱機(jī)械軋制而獲得最佳的熱軋寬帶鋼機(jī)械性能，在薄板坯經(jīng)過(guò)CSP設(shè)備時(shí)利用下述加工步驟實(shí)施受控制的組織轉(zhuǎn)變a)通過(guò)在第一次變形時(shí)調(diào)整限定的溫度條件和變形條件來(lái)改變鑄造組織，其中溫度位于再結(jié)晶終止溫度(TR)以上，從而在第一次變形過(guò)程中和/或在第一次變形之后，鑄造組織在開(kāi)始第二次變形步驟前實(shí)現(xiàn)了完全再結(jié)晶(動(dòng)態(tài)和/或亞動(dòng)態(tài)和/或靜態(tài))；b)當(dāng)溫度低于溫度TR時(shí)，在最后的軋制機(jī)架上進(jìn)行軋制，其中變形總量不應(yīng)該超過(guò)30％且終軋溫度接近溫度Ar3(奧氏體/鐵素體轉(zhuǎn)變溫度)；c)在冷卻段、優(yōu)選為層流式冷卻段內(nèi)對(duì)熱軋寬帶鋼進(jìn)行控制冷卻，其中奧氏體在溫度Ar3和溫度Bs(貝氏體轉(zhuǎn)變起始溫度)之間進(jìn)行多晶型轉(zhuǎn)變。
通過(guò)本發(fā)明的措施，利用特定的熱量發(fā)展情況而以最佳方式使熱機(jī)械變形與CSP技術(shù)的特定工藝參數(shù)相一致。另外，在調(diào)整溫度和變形條件的情況下，特別要注意與傳統(tǒng)軋制方法的根本區(qū)別之處-在粗軋機(jī)組中接受粗軋(塑性變形)的且具有再結(jié)晶組織的板坯進(jìn)入傳統(tǒng)軋機(jī)的精軋機(jī)組中；-具有鑄造組織的薄板坯被送入CSP精軋機(jī)列中；-CSP薄板坯的表面狀況明顯不同于粗軋板坯(如通過(guò)其拓補(bǔ)工藝)。
在由熱加工引起的固體反應(yīng)中，由這些區(qū)別也引起了差異，例如-不同的大角界自由度；-不同的混晶和析出情況；
-由化學(xué)不均勻性和界面的不同特性引起的不同的擴(kuò)散作用和擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)，在調(diào)整工藝參數(shù)時(shí)同樣要注意這些問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明，擬定了在溫度高于再結(jié)晶終止溫度(TR)的情況下進(jìn)行第一次變形，從而鑄造組織在第一次變形過(guò)程中和/或在第一次變形之后實(shí)現(xiàn)了完全再結(jié)晶。另外，再結(jié)晶可以動(dòng)態(tài)地和/或亞動(dòng)態(tài)地和/或靜態(tài)地發(fā)生。
另外根據(jù)本發(fā)明，在進(jìn)行下一次變形前完全結(jié)束再結(jié)晶是很重要的。如果機(jī)架間距和軋制速率不足以提高所需的時(shí)間間隔，則可以根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)有利設(shè)計(jì)方案使下一個(gè)軋機(jī)機(jī)架處于空軋狀態(tài)，從而直到再下一個(gè)軋機(jī)機(jī)架為止，有足夠的時(shí)間可供再結(jié)晶使用，其中在再下一個(gè)機(jī)架內(nèi)接著進(jìn)行第二次變形。同時(shí)，軋機(jī)機(jī)架的打開(kāi)不排出其用作板坯推進(jìn)機(jī)構(gòu)的可能性。
接著，為了強(qiáng)化奧氏體以實(shí)現(xiàn)其多晶型轉(zhuǎn)變，在CSP軋機(jī)機(jī)列的最后軋機(jī)機(jī)架內(nèi)的進(jìn)一步變形是在低于再結(jié)晶終止溫度(TR)的溫度下進(jìn)行的。另外，奧氏體強(qiáng)化型變形的總量應(yīng)該不超過(guò)30％。終軋溫度接近溫度Ar3。
隨后，當(dāng)溫度位于溫度Ar3(奧氏體-鐵素體轉(zhuǎn)變溫度)和溫度Bs(貝氏體轉(zhuǎn)變起始溫度)之間時(shí)，奧氏體緊接著在例如層流段的隔絕冷卻過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了多晶型轉(zhuǎn)變。
進(jìn)一步提高機(jī)械性能可以通過(guò)進(jìn)一步控制帶卷冷卻來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中特別是有目標(biāo)地影響析出過(guò)程。
根據(jù)本發(fā)明，或許先在第三軋機(jī)機(jī)架內(nèi)進(jìn)行的第二次變形可優(yōu)選地有助于引起第二再結(jié)晶周期。在重新接受加工前，所述的第二再結(jié)晶周期造成組織進(jìn)一步細(xì)化和均勻化。為此，后續(xù)軋機(jī)機(jī)架也可以處于空軋狀態(tài)，此軋機(jī)機(jī)架同樣可以根據(jù)需要而用作推進(jìn)機(jī)構(gòu)。在第二次變形過(guò)程中，溫度同樣高于溫度TR。
實(shí)施本發(fā)明方法的設(shè)備是由一套CSP設(shè)備構(gòu)成的，其中連鑄薄板坯以直接裝爐軋制方式(無(wú)中間冷卻和隨后的再加熱)在多機(jī)架式CSP軋機(jī)機(jī)列中接受軋制，并且組織結(jié)構(gòu)可在CSP軋機(jī)機(jī)列、冷卻段和卷取裝置中受到控制地轉(zhuǎn)變，以求獲得最佳的熱軋寬帶鋼機(jī)械性能。在這里，特別是在第一次變形和第二次變形之間以及根據(jù)需要還在第二次變形和第三次變形之間，完全再結(jié)晶所需的變化時(shí)間間隔是可以調(diào)整的。
以下結(jié)合附圖
而用一個(gè)實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步描述本發(fā)明的方法。
在附圖中示出了一套CSP設(shè)備，在此設(shè)備中通過(guò)熱機(jī)械軋制方式生產(chǎn)出約6mm厚的高強(qiáng)結(jié)構(gòu)鋼型熱軋寬帶材。
利用一臺(tái)切割裝置2將從連鑄設(shè)備1中出來(lái)的薄板坯13切分成軋制坯料段并將它們送入均熱爐3內(nèi)。在此均熱爐內(nèi)將它們加熱到約1130℃。
在軋制溫度為1080℃的情況下，在第一軋機(jī)機(jī)架4上用50％的道次壓下量進(jìn)行第一次變形。為了使所希望的再結(jié)晶在第二次變形前完全結(jié)束，第二軋機(jī)機(jī)架5處于空軋(打開(kāi))狀態(tài)且它只用作推進(jìn)機(jī)構(gòu)。
隨后，在軋制溫度為1030℃的情況下，在第三軋機(jī)機(jī)架6上用40％的道次壓下量進(jìn)行第二次變形。由于此變形被用于進(jìn)一步再結(jié)晶，所以隨后的第四軋機(jī)機(jī)架7同樣處于空軋狀態(tài)且它只用作推進(jìn)機(jī)構(gòu)。
進(jìn)一步的變形包括-在軋制溫度為900℃的情況下，在第五軋機(jī)機(jī)架8上用30％的道次壓下量進(jìn)行第三次變形；-在軋制溫度為840℃的情況下，在第六軋機(jī)機(jī)架9上用25％的道次壓下量進(jìn)行第四次變形；-在軋制溫度為800℃的情況下，在第七軋機(jī)機(jī)架10上用15％的道次壓下量進(jìn)行第五次變形；隨后，在層流式冷卻段11內(nèi)將熱軋寬帶鋼冷卻到600℃(卷取溫度)并在一臺(tái)地下卷取裝置12中將其卷成帶卷。
在附圖中畫(huà)出了對(duì)應(yīng)于各加工步驟的溫度區(qū)域。第一次變形和第二次變形之間的時(shí)間間隔I有助于第一再結(jié)晶段。同時(shí)，溫度T高于溫度TR。
第二次變形與第三次變形之間的時(shí)間間隔II有利于第二再結(jié)晶段。同樣地，其溫度T高于溫度TR。
從第三次變形到最終變形的時(shí)間間隔(III)有助于奧氏體加工硬化，其溫度T在溫度TR和溫度Ar3之間。
最終變形后的冷卻時(shí)間(IV)有助于奧氏體的多晶型轉(zhuǎn)變。在這種情況下，溫度T在溫度Ar3和溫度溫度BS之間。
在上述實(shí)施例中實(shí)行的參數(shù)只是可用于某個(gè)鋼種的參數(shù)。為了通過(guò)熱機(jī)械軋制而獲得對(duì)組織的最佳影響，還要考慮其它參數(shù)如輥徑、軋制速率、機(jī)架間距。
權(quán)利要求
1.一種在一套CSP設(shè)備中將由含有釩和/或鈮和/或鈦的鐵素體-珠光體型微合金化結(jié)構(gòu)鋼制成的連鑄薄板坯(13)軋制成熱軋寬帶鋼的方法，其中連鑄板坯(13)被切分成軋制坯料段并經(jīng)過(guò)一臺(tái)均熱爐(3)被供給一個(gè)多機(jī)架式CSP軋機(jī)機(jī)列(4-10)并在此軋機(jī)機(jī)列中被連續(xù)地軋制成熱軋寬帶鋼，隨后它在一個(gè)冷卻段(11)內(nèi)接受冷卻并被卷成帶卷(12)，其特征在于，為了通過(guò)熱機(jī)械軋制而獲得最佳的熱軋寬帶鋼機(jī)械性能，在薄板坯經(jīng)過(guò)CSP設(shè)備時(shí)利用下述加工步驟實(shí)施受控制的組織轉(zhuǎn)變a)通過(guò)在第一次變形(4)時(shí)調(diào)整限定的溫度條件和變形條件來(lái)改變鑄造組織，其中加工溫度位于再結(jié)晶終止溫度(TR)以上，從而在第一次變形(4)過(guò)程中和/或在第一次變形之后，鑄造組織在開(kāi)始第二次變形步驟(6)前實(shí)現(xiàn)了完全再結(jié)晶(動(dòng)態(tài)和/或亞動(dòng)態(tài)和/或靜態(tài))；b)當(dāng)溫度低于溫度TR時(shí)，在最后的軋制機(jī)架(8-10)上進(jìn)行軋制，其中變形總量不應(yīng)該超過(guò)30％且終軋溫度接近溫度Ar3(奧氏體/鐵素體轉(zhuǎn)變溫度)；c)在冷卻段(11)、優(yōu)選為層流式冷卻段內(nèi)對(duì)熱軋寬帶鋼進(jìn)行控制冷卻，其中奧氏體在溫度Ar3和溫度Bs(貝氏體轉(zhuǎn)變起始溫度)之間進(jìn)行多晶型轉(zhuǎn)變。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，根據(jù)需要地使第二軋制機(jī)架(5)處于空軋狀態(tài)以提供第一次轉(zhuǎn)變?cè)俳Y(jié)晶所需的時(shí)間且此軋制機(jī)架根據(jù)要求只用作推進(jìn)機(jī)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，在鑄造組織由于第一次變形(4)而發(fā)生再結(jié)晶之后，由第二次變形(6)引起了第二再結(jié)晶周期。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，為了提供由第二軋制步驟(6)引起的再結(jié)晶所需的時(shí)間，使后續(xù)軋制機(jī)架(7)處于空軋狀態(tài)且它根據(jù)需要地只用作推進(jìn)機(jī)構(gòu)。
5.一種用于實(shí)施如前述一項(xiàng)或多項(xiàng)權(quán)利要求所述的方法的、在一套CSP設(shè)備中將由含有釩和/或鈮和/或鈦的鐵素體-珠光體型微合金化結(jié)構(gòu)鋼構(gòu)成的連鑄薄板坯(13)軋制成熱軋寬帶鋼的設(shè)備，其中連鑄板坯(13)被切分成軋制坯料段并經(jīng)過(guò)一臺(tái)均熱爐(3)被供給一個(gè)多機(jī)架CSP軋機(jī)機(jī)列(4-10)并在此軋機(jī)機(jī)列中被連續(xù)地軋制成熱軋寬帶鋼，隨后它在一個(gè)冷卻段(11)內(nèi)接受冷卻并被卷成帶卷(12)，其特征在于，在限定的第一軋制機(jī)架(4)變形條件方面調(diào)整多機(jī)架軋機(jī)機(jī)列(4-10)，從而在第一次變形(4)過(guò)程中和/或緊接在第一次變形之后出現(xiàn)了薄板坯鑄造組織的再結(jié)晶，所述軋機(jī)機(jī)列對(duì)應(yīng)于再結(jié)晶時(shí)間地具有足夠大的第一軋制機(jī)架(4)和第二軋制機(jī)架(6)之間的距離，從而再結(jié)晶在開(kāi)始第二次變形前結(jié)束。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其特征在于，第二軋制機(jī)架(6)與第三軋制機(jī)架(8)之間的距離至少適應(yīng)于進(jìn)一步再結(jié)晶的時(shí)間，所述的進(jìn)一步再結(jié)晶是在第二次變形中引起的且它應(yīng)該在開(kāi)始第三次變形(8)時(shí)基本結(jié)束。
全文摘要
當(dāng)進(jìn)行熱機(jī)械加工時(shí),與正火后變形不同的是,在終軋時(shí)保溫。此時(shí),奧氏體沒(méi)有發(fā)生再結(jié)晶或沒(méi)有明顯地發(fā)生再結(jié)晶。根據(jù)本發(fā)明,為了在CSP設(shè)備中進(jìn)行軋制而提出了一套適應(yīng)于被送入CSP軋制設(shè)備(4—10)中的且具有鑄造組織的薄板坯(13)的方案,在進(jìn)行進(jìn)一步變形(6)前,它可以完全終止在第一次熱機(jī)械變形(4)時(shí)開(kāi)始的鑄造組織的再結(jié)晶。
文檔編號(hào)C21D8/02GK1207965SQ9810292
公開(kāi)日1999年2月17日 申請(qǐng)日期1998年6月15日 優(yōu)先權(quán)日1997年6月16日
發(fā)明者K·-E·亨斯格爾, R·達(dá)維斯 申請(qǐng)人:Sms舒路曼－－斯瑪公司