一种薄规格花纹钢板/带及其制造方法
阅读说明：本技术 一种薄规格花纹钢板/带及其制造方法 (Thin-specification patterned steel plate/strip and manufacturing method thereof ) 是由 吴建春 于 2019-09-19 设计创作，主要内容包括：一种薄规格花纹钢板/带及其制造方法,在钢中有选择地添加B等微合金元素；冶炼过程中通过控制渣的碱度、钢中夹杂物类型及熔点、钢水中的游离氧含量、酸溶铝Als含量；然后进行双辊薄带连铸浇铸出1.5-3mm厚的带钢,在带钢出结晶辊后,直接进入到一个有非氧化性气氛的下密闭室中,并在密闭情况下进入到在线轧机进行热轧；轧制后的带钢采用气雾化冷却方式对带钢进行冷却,气雾化冷却方式可以有效减小带钢表面氧化皮厚度,改善带钢温度均匀性,提高带钢表面质量。最后生产的钢卷可以直接作为热轧花纹板/带使用,也可以经过切边-平整后作为精整花纹板/带使用,可广泛应用于建筑、机械制造、汽车、桥梁、交通、造船等领域。(A thin specification pattern steel plate/belt and its manufacturing method, selectively add micro-alloy elements such as B in the steel; controlling the alkalinity of slag, the type and melting point of inclusions in steel, the content of free oxygen in molten steel and the content of acid-soluble aluminum Als in the smelting process; then, performing double-roller thin-strip continuous casting to cast strip steel with the thickness of 1.5-3mm, directly entering a lower closed chamber with non-oxidizing atmosphere after the strip steel exits from a crystallization roller, and entering an online rolling mill for hot rolling under the closed condition; the rolled strip steel is cooled by adopting an air atomization cooling mode, and the air atomization cooling mode can effectively reduce the thickness of oxide skins on the surface of the strip steel, improve the temperature uniformity of the strip steel and improve the surface quality of the strip steel. The finally produced steel coil can be directly used as a hot-rolled checkered plate/belt, can also be used as a finishing checkered plate/belt after edge cutting and flattening, and can be widely applied to the fields of buildings, mechanical manufacturing, automobiles, bridges, traffic, shipbuilding and the like.)
技术领域
本发明属于冶金行业连铸工艺和产品，具体涉及一种薄规格花纹钢板/带及其制造方法。
背景技术
传统的薄带钢大都是由厚达70-200mm的铸坯经过多道次连续轧制生产出来的，传统热轧工艺流程是：连铸+铸坯再加热保温+粗轧+精轧+冷却+卷取，即首先通过连铸得到厚度为200mm左右的铸坯，对铸坯进行再加热并保温后，再进行粗轧和精轧，得到厚度一般大于2mm的钢带，最后对钢带进行层流冷却和卷取，完成整个热轧生产过程。如果要生产厚度小于1.5mm(含)的钢带，则难度相对较大，通常要对热轧钢带进行后续冷轧以及退火来完成。且工艺流程长、能耗高、机组设备多、基建成本高，导致生产成本较高。
薄板坯连铸连轧工艺流程是：连铸+铸坯保温均热+热连轧+冷却+卷取。该工艺与传统工艺的主要区别是：薄板坯工艺的铸坯厚度大大减薄，为50-90mm，由于铸坯薄，铸坯只要经过1～2道次粗轧(铸坯厚度为70-90mm时)或者不需要经过粗轧(铸坯厚度为50mm时)，而传统工艺的连铸坯要经过反复多道次轧制，才能减薄到精轧前所需规格；而且薄板坯工艺的铸坯不经冷却，直接进入均热炉进行均热保温，或者少量补温，因此薄板坯工艺大大缩短了工艺流程，降低了能耗，减少了投资，从而降低了生产成本。但薄板坯连铸连轧由于较快的冷速会导致钢材强度提高，屈强比提高，从而增加轧制载荷，使得可经济地生产热轧产品的厚度规格也不可能太薄，一般为≥.5mm，见中国专利CN200610123458.1，CN200610035800.2以及CN200710031548.2。
近年来兴起的一种全无头薄板坯连铸连轧工艺(简称：ESP)，是在上述半无头薄板坯连铸连轧工艺的基础上发展起来的一种改进工艺，ESP实现了板坯连铸的无头轧制，取消了板坯火焰切割和起保温均热、板坯过渡作用的加热炉，整条产线长度大大缩短到190米左右，连铸机连铸出来的板坯厚度在90-110mm，宽度在1100-1600mm，连铸出来的板坯通过一段感应加热辊道对板坯起到保温均热的作用，然后再依次进入粗轧、精轧、层冷、卷取工序得到热轧板，这种工艺由于实现了无头轧制，可以得到最薄0.8mm厚度的热轧板，拓展了热轧板的规格范围，再加上其单条产线产量可达220万t/年规模。目前该工艺得到了快速发展和推广，目前世界上已有多条ESP产线在运营生产。
比薄板坯连铸连轧更短的工艺流程是薄带连铸连轧工艺，薄带连铸技术是冶金及材料研究领域内的一项前沿技术，它的出现为钢铁工业带来一场革命，它改变了传统治金工业中钢带的生产过程，将连续铸造、轧制、甚至热处理等整合为一体，使生产的薄带坯经过一道次在线热轧就一次性形成薄钢带，大大简化了生产工序，缩短了生产周期，其工艺线长度仅50m左右；设备投资也相应减少，产品成本显著降低，是一种低碳环保的热轧薄带生产工艺。双辊薄带连铸工艺是薄带连铸工艺的一种主要形式，也是世界上唯一实现产业化的一种薄带连铸工艺。
双辊薄带连铸典型的工艺流程如图1所示，大包1中的熔融钢水通过大包长水口2、中间包3、浸入式水口4以及布流器5直接浇注在一个由两个相对转动并能够快速冷却的结晶辊8a、8b和侧封装置6a、6b围成的熔池7中，钢水在结晶辊8a、8b旋转的周向表面凝固形成凝固壳并逐渐生长，进而在两结晶辊辊缝隙最小处(nip点)形成1-5mm厚的钢带11，钢带经由导板9导向夹送辊12送入轧机13中轧制成0.7-2.5mm的薄带，随后经过冷却装置14冷却，经飞剪装置16切头后，最后送入卷取机19卷取成卷。
面对钢铁企业严峻的市场形势，扩展产品结构，提高经济效益和竞争力是企业生存发展的唯一出路，各大钢厂需要生产出更具竞争力的产品。花纹板是一种表面带有花纹的热轧钢板，它作为一种特殊的热轧板带产品，被广泛应用于建筑、机械制造、汽车、桥梁、交通、造船等领域，其市场需求量较大，尤其是薄规格花纹板的市场需求量更大。由于极薄规格(≤1.5mm)花纹板对于轧机的轧制稳定性和卷取机卷形上要求很高，因此国内生产厂家较少，直接导致了薄规格热轧花纹板市场价格比厚度2.0mm以上的价格高出120-200元/吨。其产品类型主要有圆豆形花纹板、菱形花纹板和扁豆形花纹板等，扁豆形花纹板以其耐磨、美观、防滑、不存油水、易于清洁及节约钢材等特点，而成为花纹板的主要豆形，应用场合和市场需求量大、价格较高，如今已经成为热连轧企业的高附加值效益品种和典型性产品，各大钢厂均在竞相开发与生产。
热轧带钢作为薄规格热轧板产品使用时，对带钢表面质量要求很高。一般要求带钢表面氧化皮的厚度越薄越好，这就需要在铸带后续的各个阶段控制氧化铁皮的生成，如在双辊薄带连铸的典型工艺中，在结晶辊直至轧机入口均采用密闭室装置防止铸带氧化，在密闭室装置内如美国专利US6920912添加氢气以及在美国专利US20060182989中控制氧气含量小于5％，均可以控制铸带表面的氧化皮厚度。但是在轧机至卷取这段输送过程如何控制氧化皮的厚度很少有关专利涉及，尤其是在采用层流冷却或喷淋冷却对带钢进行冷却的过程中，高温的带钢与冷却水接触，铸带表面的氧化皮厚度增长很快。同时，高温的带钢与冷却水接触还会带来很多问题：其一，会在带钢表面形成水斑(锈斑)，影响表面质量；其二，层流冷却或喷淋冷却用的冷却水容易造成带钢表面局部冷却不均匀，造成带钢内部微观组织的不均匀，从而造成带钢性能的不均匀，影响产品质量；其三，带钢表面局部冷却不均匀，会造成板形的恶化，影响板形质量。
但是，薄带连铸由于其本身的快速凝固工艺特性，生产的钢种普遍存在组织不均匀、延伸率偏低、屈强比偏高、成型性不好的问题；同时铸带奥氏体晶粒具有明显不均匀性，会导致奥氏体相变后所获得的最终产品组织也不均匀，从而导致产品的性能不稳定。因此采用薄带连铸生产线来生产高强薄规格花纹板，具有一定难度，具有一定的挑战，照搬传统的成分工艺是无法生产的，需要在成分和工艺上有突破。
发明内容
本发明的目的在于提供一种薄规格花纹钢板/带及其制造方法，可以省去板坯加热、多道次反复热轧等复杂中间过程，通过双辊薄带连铸+一道次在线热轧工序，生产流程更短、效率更高，产线投资成本和生产成本大幅降低；采用本发明工艺生产的热轧薄规格花纹钢板/带，不需要经过进一步轧制，可直接供给市场使用，显著提高板带材的性价比，可广泛应用于建筑、机械制造、汽车、桥梁、交通、造船等领域。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
本发明在钢中有选择地添加B等微合金元素；冶炼过程中通过控制渣的碱度、钢中夹杂物类型及熔点、钢水中的游离氧含量、酸溶铝Als含量；然后进行双辊薄带连铸浇铸出1.5-3mm厚的带钢，在带钢出结晶辊后，直接进入到一个有非氧化性气氛的下密闭室中，并在密闭情况下进入到在线轧机进行热轧；轧制后的带钢采用气雾化冷却方式对带钢进行冷却，气雾化冷却方式可以有效减小带钢表面氧化皮厚度，改善带钢温度均匀性，提高带钢表面质量。最后生产的钢卷可以直接作为热轧花纹板/带使用，也可以经过切边-平整后作为精整花纹板/带使用。
具体的，本发明所述的薄规格花纹钢板/带，其化学成分重量百分比为：C：≤0.06％，Si≤0.5％，Mn≤1.7％，P≤0.04％，S≤0.007％，N：0.004-0.010％，Als：<0.001％，B：0.001-0.006％，总氧[O]T：0.007-0.020％，Mn/S>250；余量为Fe和其他不可避免杂质。
本发明所述花纹钢板/带的纹高h达到基板带厚a的20％以上，即h≥0.2a。
所述花纹钢板/带的微观组织为块状铁素体+针状铁素体+珠光体混合微观组织。所述花纹钢板/带的屈服强度达到235MPa以上，抗拉强度达到340MPa以上，延伸率达到26％以上。
在本发明薄规格花纹钢板/带的成分设计中：
C：C是钢中最经济、最基本的强化元素，通过固溶强化和析出强化来提高钢的强度。C是奥氏体转变过程中析出渗碳体必不可少的元素，因此C含量的高低在很大程度上决定钢的强度级别，即较高的C含量对应较高的强度级别。但是，由于C的间隙固溶和析出对钢的塑性和韧性有较大危害，而且，过高的C含量对焊接性能不利，因此C含量不能过高，钢的强度通过适当添加合金元素来弥补。同时，对常规板坯连铸来说，在包晶反应区浇铸易产生铸坯表面裂纹，严重时会发生漏钢事故。对薄带连铸来说也同样如此，在包晶反应区浇铸铸带坯易发生表面裂纹，严重时会发生断带。因此，Fe-C合金的薄带连铸同样需要避开包晶反应区。故本发明采用的C含量范围是≤0.06％。
Si：Si在钢中起固溶强化作用，且钢中加Si能提高钢质纯净度和脱氧，但Si含量过高会导致可焊性和焊接热影响区韧性恶化。故本发明采用的Si含量范围是≤0.5％。
Mn：Mn是价格最便宜的合金元素之一，它能提高钢的淬透性，在钢中具有相当大的固溶度，通过固溶强化提高钢的强度，同时对钢的塑性和韧性基本无损害，是提高钢的强度最主要的强化元素，还可以在钢中起到脱氧的作用。但Mn含量过高会导致可焊性和焊接热影响区韧性恶化。故本发明采用的Mn含量范围是≤1.7％。
P：高含量的P容易在晶界偏析，增加钢的冷脆性，使焊接性能变坏，降低塑性，使冷弯性能变坏。在薄带连铸工艺中，铸带的凝固和冷却速率极快，可有效抑制P的偏析，从而可有效避免P的劣势，充分发挥P的优势。故在本发明中，采用较传统工艺生产时高的P含量，适当放宽P元素的含量，炼钢工序中取消脱磷工序，在实际操作中，不需要刻意进行脱磷工序，也不需要额外添加磷，P含量的范围≤0.04％。
S：在通常情况下S是钢中有害元素，使钢产生热脆性，降低钢的延展性和韧性，在轧制时造成裂纹。S还会降低焊接性能和耐腐蚀性。故在本发明中，S也作为杂质元素来控制，其含量范围是≤0.007％。且，Mn/S>250。
Als：为控制钢中的夹杂物，本发明要求不能用Al脱氧，耐材的使用中，也应尽量避免Al的额外引入，要求酸溶铝Als的含量：<0.001％。
N：与C元素类似，N元素可通过间隙固溶提高钢的强度，本发明要利用钢中的N跟B作用生成BN的析出相，需要钢中有一定的N含量。但是，N的间隙固溶对钢的塑性和韧性有较大危害，自由N的存在会提高钢的屈强比，因此N含量也不能过高。本发明采用的N含量范围是0.004-0.010％。
B：B在钢中的显著作用是：极微量的B就可以使钢的淬透性成倍增加，B可以在高温奥氏体中优先析出粗大的BN颗粒从而抑制细小AlN的析出，减弱细小AlN对晶界的钉扎作用，提高晶粒的生长能力，从而粗化和均匀化奥氏体晶粒，有利于轧制后的再结晶，奥氏体晶粒粗化均匀化以后，也有利于产品屈强比的改善，可提高产品的成形性能；另外B与N的结合可以有效防止晶界低熔点相B2O3的出现。
B是活泼易偏析元素，容易在晶界偏聚，传统工艺生产含B钢时，B含量一般控制的非常严格，一般在0.001-0.003％左右；而在薄带连铸工艺中，凝固和冷却速率较快，可有效抑制B的偏析，固溶更多的B含量，因此B的含量可以适当放宽；还可以通过合理的工艺控制生成粗大的BN颗粒，抑制细小的AlN析出，起到固氮的作用。故在本发明中，采用较传统工艺更高的B含量，范围是0.001-0.006％。
本发明所述的薄规格花纹钢板/带的制造方法，其包括如下步骤：
1)冶炼
按上述成分进行冶炼，炼钢过程造渣的碱度a＝CaO/SiO2控制在a<1.5，优选a<1.2，或a＝0.7-1.0；钢水中获得低熔点MnO-SiO2-Al2O3三元夹杂物中的MnO/SiO2控制在0.5～2，优选为1～1.8；钢水中的自由氧[O]Free含量为：0.0005-0.005％；钢水中Mn和S的控制须满足如下关系式：Mn/S>250；
2)连铸
采用双辊薄带连铸，钢水在两结晶辊辊缝隙最小处形成1.5-3mm厚的铸带；结晶辊直径在500-1500mm之间，优选为800mm，结晶辊内部通水冷却，铸机的浇铸速度为60-150m/min；连铸布流采用两级钢水分配布流系统，即中间包+布流器；
3)下密闭室保护
铸带出结晶辊后，铸带温度在1420-1480℃，直接进入到下密闭室内，下密闭室内通非氧化性气体，下密闭室内的氧浓度控制在<5％，下密闭室出口铸带的温度在1150-1300℃；
4)在线热轧
铸带在下密闭室内经夹送辊送至轧机，轧制成0.8-2.5mm厚度的花纹板，轧制温度为1100-1250℃，控制热轧压下率为10-50％，优选地，热轧压下率为15-35％，热轧后钢带的厚度为0.8-2.5mm，优选厚度为1.0-1.6mm；
5)轧后冷却
对在线热轧后的带钢进行轧后冷却，冷却采用气雾化冷却方式，冷却速率为20-100℃/s；
6)带钢卷取
冷却后的热轧带钢经切除质量较差的头部后，直接进行卷取成卷，控制卷取温度为600-700℃。
优选的，步骤1)中，钢水冶炼采用电炉炼钢，或转炉炼钢，或再进入LF炉、VD/VOD炉、RH炉精炼工序，进行成分调整。
优选的，步骤3)中，所述非氧化性气体包括N2、Ar，或干冰升华得到的CO2气体。
优选的，步骤4)中，花纹钢板/板轧制用的轧辊包括上辊、下辊，上辊为花纹辊，下辊为平辊；花纹辊的表面形貌为扁豆形，上辊花纹辊辊径比下辊平辊辊径大0.3-3mm。
优选的，步骤4)中，所述下辊平辊，以该辊辊身的中心线为基准，中心处辊径比两端辊径小0.15-0.22mm，并形成平滑过渡的抛物线辊形。
优选的，步骤5)中，气雾化冷却的气水比为15：1～10：1，气压0.5～0.8MPa，水压1.0～1.5MPa。
优选的，步骤5)中，在花纹钢板/带雾化冷却出口，设置1-2对用以吹扫花纹钢板/带表面的积水的高压侧喷气的喷嘴，喷嘴压力0.5～0.8MPa，流量20-200m3/h。
优选的，步骤6)中，卷取采用双卷取机形式，或采用卡罗塞尔卷取形式。
在本发明制造方法中：
为提高薄带连铸钢水的可浇铸性，炼钢过程造渣的碱度a＝CaO/SiO2控制在a<1.5，优选a<1.2，或a＝0.7-1.0。
为提高薄带连铸钢水的可浇铸性，需要获得低熔点MnO-SiO2-Al2O3三元夹杂物，如图2的阴影区域，MnO-SiO2-Al2O3三元夹杂物中的MnO/SiO2控制在0.5～2，优选1～1.8。
为提高薄带连铸钢水的可浇铸性，钢中的O是形成氧化夹杂物的必要元素，本发明需要形成低熔点的MnO-SiO2-Al2O3的三元夹杂物，要求钢水中的自由氧[O]Free范围为：0.0005-0.005％。
为提高薄带连铸钢水的可浇铸性，上述成分中，Mn和S的控制须满足如下关系式：Mn/S>250。
用双辊式薄带连铸机浇注厚度1.5-3mm的金属铸带。在铸带出结晶辊后，铸带温度在1420-1480℃，直接进入到下密闭室内，下密闭室通非氧化性气体，比如干冰升华得到的CO2气体等，下密闭室内的氧浓度控制在<5％。下密闭室对铸带的防氧化保护到轧机入口。下密闭室出口铸带的温度在1150-1300℃。
铸带在下密闭过程中涉及到的BN析出相的理论基础：
钢中硼与氮、铝和氮在γ-Fe中的热力学方程如下：
BN＝B+N；Log[B][N]＝-13970/T+5.24 (1)
AlN＝Al+N；Log[Al][N]＝-6770/T+1.03 (2)
如图3所示，钢中BN的开始析出温度在1280℃左右，980℃时BN的析出趋于平衡，而此时AlN的析出才刚刚开始(AlN的析出温度在980℃左右)，从热力学上讲，BN的析出要优先于AlN。本发明在下密闭室内完成B与N的结合，生成粗大的BN颗粒，从而抑制了细小的AlN析出，减弱细小AlN对晶界的钉扎作用，提高晶粒的生长能力，从而粗化奥氏体晶粒，使奥氏体晶粒更加均匀，有利于有效降低产品的屈强比，改善产品性能；另外B与N的结合可以有效防止晶界低熔点相B2O3的出现。
花纹板所用的轧辊，花纹辊为上辊，其表面形貌为扁豆形，为保证轧后带钢不粘辊，确保出带的稳定性，上辊花纹辊辊径应比下辊平辊辊径大0.3-3mm。由于花纹辊无辊形，为保证轧后花纹板的板形，避免中间浪的产生，下辊平辊制作时，以该辊辊身的中心线为基准，中心处辊径比两端辊径小0.15-0.22mm，并形成平滑过渡的抛物线辊形。由于本发明较高的轧制温度，花纹板纹高h可以达到基板带厚a的20％及以上，即h≥0.2a。
对在线热轧后的带钢进行轧后冷却，冷却采用气雾化冷却方式对带钢进行冷却，气雾化冷却方式可以有效减小带钢表面氧化皮厚度，改善带钢温度均匀性，提高带钢表面质量。气雾化冷却的气水比为15：1～10：1，气压0.5～0.8MPa，水压1.0～1.5MPa。气雾化后形成高压水雾喷射在钢带表面，一方面起到了降低钢带温度的作用，另一方面水雾会形成致密的气膜包覆在带钢表面，起到带钢防氧化的作用，从而有效控制了热轧带钢表面氧化皮的生长。该种冷却方式可以避免传统喷淋或者层流冷却带来的问题，使带钢表面温度均匀下降，提高带钢温度均匀性，从而达到均匀化内部微观组织的效果；同时冷却均匀，可以提高带钢的板形质量和性能稳定性；有效减少带钢表面的氧化皮厚度。气雾化冷却的冷却速率范围为20-100℃/s。
由于花纹钢板上表面有凸起的花纹，在冷却后上表面容易有积水存在，在带钢雾化冷却出口，设置1-2对高压侧喷气的喷嘴，喷嘴压力0.5～0.8MPa，流量20-200m3/h，用以吹扫花纹板表面的积水。
冷却后的热轧带钢经切头剪切除质量较差的头部后，直接进行卷取成卷。控制卷取温度为600-700℃，使轧后的高温奥氏体组织转变为块状铁素体+针状铁素体+珠光体混合微观组织。
经过上述制造过程，最终的薄规格花纹钢板/带的性能屈服强度达到235MPa以上，抗拉强度达到340MPa以上，延伸率达到26％以上。图4为本发明生产的花纹板实物图。
本发明与已有技术的区别和改进之处：
本发明区别于现有薄带连铸技术最明显的一个特征就是结晶辊的辊径及其相对应的布流方式。EUROSTRIP技术特征就是Φ1500mm大辊径结晶辊，结晶辊大、熔池钢水容量大，布流容易，结晶辊制造及运维成本高。CASTRIP技术特征就是Φ500mm小辊径结晶辊，结晶辊小、熔池钢水容量小，布流非常困难，但铸机设备制造与运维成本低。CASTRIP为解决小熔池的均匀布流问题，采用三级钢水分配布流系统(中间包+过渡包+布流器)。由于采用了三级布流系统，会直接导致耐材成本增加；更为主要的是，三级布流系统使钢水流动的路径变长，钢水的温降也较大，为了满足熔池钢液的温度，出钢温度需要大大提高。出钢温度的提高，会导致炼钢成本增加、能耗增加以及耐材寿命缩短等问题。
本发明优选Φ800mm辊径的结晶辊，采用两级钢水分配布流系统(中间包+布流器)。从布流器流出的钢水，沿辊面和两个端面形成不同的布流模式，且分两路流动，互不干扰。由于采用了两级布流系统，相比三级布流系统，耐材成本大幅度降低；钢水流动路径的缩短，使钢水温降减小，可以降低出钢温度，相比三级布流系统，出钢温度可降低30-50℃。出钢温度的降低，可有效降低炼钢成本、节约能耗以及延长耐材寿命。本发明配合优选Φ800mm辊径的结晶辊，采用两级钢水分配布流系统，既实现了钢水稳定布流的要求，又实现了结构简单、操作方便、加工成本低的目标。
现有的薄带连铸生产薄带材产品和工艺的专利有很多，但采用薄带连铸生产含B的薄规格花纹钢板/带，还未见直接报导，但在产品工艺控制和设备上认为有以下几篇专利/文献和本专利具有一定可比性，详述如下：
中国专利CN107716552A公开了一种用CSP流程生产厚度为1.4mm花纹板的方法。该方法采用CSP短流程生产线生产薄规格花纹板，减重率不低于10％、板形质量优良。本发明采用更为先进的薄带连铸连轧工艺，可实现最薄厚度更加薄可达1.0mm的花纹板生产。
中国专利CN108486476A公开了一种700Mpa含钒热轧花纹钢板及其生产方法。该专利采用传统热轧工艺流程来生产更高强度的微合金化花纹板产品，其厚度范围为1.5-8.0mm，无法实现批量超薄规格的持续生产，连续化生产难度较大。本发明采用薄带连铸工艺生产，产品厚度、强度级别及工艺实现方式均明显不同。
文献《薄规格花纹板试轧与工艺改进》，主要解决2.3mm厚的花纹板的工艺问题，未涉及本发明的工艺及厚度规格。文献《极限薄规格花纹板轧制新技术研究与应用》，其采用ESP短流程工艺主要生产的薄规格花纹板厚度在1.8mm左右，取得了较为满意的结果，但与本发明涉及的工艺路线及厚度规格也均有差异。
本发明的主要优点在于：
1.本发明采用薄带连铸技术，在钢中合理添加微量元素硼(B)来生产薄规格花纹钢板/带，迄今为止尚未见报导。
2.本发明省去了板坯加热、多道次反复热轧等复杂过程，通过双辊薄带连铸+一道次在线热轧工序，生产流程更短、效率更高，产线投资成本和生产成本大幅降低。
3.本发明省去了传统工艺生产中诸多复杂的中间步骤，与传统花纹钢板/带生产过程相比，生产的能耗和CO2排放大幅度降低，是一种绿色环保的产品。
4.本发明采用薄带连铸工艺生产热轧薄规格花纹钢板/带，铸带厚度本身较薄，通过在线热轧至期望产品厚度，薄规格产品的生产不需要经过进一步轧制，直接供给市场使用，达到薄规格热轧板供货的目的，可以显著提高板带材的性价比。
5.本发明采用添加微量的硼元素，在高温奥氏体中优先析出粗大的BN颗粒从而抑制细小AlN的析出，减弱细小AlN对晶界的钉扎作用，提高晶粒的生长能力，从而粗化、均匀化奥氏体晶粒，有利于改善产品的性能。
6.本发明采用轧后带钢气雾化冷却方式，可以避免传统喷淋或者层流冷却带来的问题，使带钢表面温度均匀下降，提高带钢温度均匀性，从而达到均匀化内部微观组织的效果；同时冷却均匀，可以提高带钢的板形质量和性能稳定性；有效减少带钢表面的氧化皮厚度。
7.传统工艺板坯冷却过程中发生合金元素析出，板坯再加热时往往会由于合金元素回溶不充分而降低合金元素利用率。本发明薄带连铸工艺中，高温铸带直接热轧，所添加的合金元素主要以固溶态存在，可提高合金利用率。
8.本发明生产出的低成本、薄规格的花纹板产品，由于薄带连铸快速凝固的特征，强度有保证，可以满足目前市场上对该类产品轻量化(减重)的需求，同时可以为下游用户有效节约用料成本；假如产品被使用于汽车、轮船等移动的场合，则轻量化还可以为这些用户带来节约燃油或电耗(新能源汽车)、减少尾气排放等优势。
9.本发明选用热轧钢带卡罗塞尔卷取机，有效缩短产线长度；同时同位卷取可以大大提高卷取温度的控制精度，提高产品性能的稳定性。
附图说明
图1为双辊薄带连铸工艺的工艺布置示意图；
图2为MnO-SiO2-Al2O3三元相图(阴影区域：低熔点区)；
图3为BN，AlN析出的热力学曲线示意图；
图4为本发明生产的花纹板实物图。
具体实施方式
下面用实施例对本发明作进一步阐述，但这些实施例绝非对本发明有任何限制。本领域技术人员在本说明书的启示下对本发明实施中所作的任何变动都将落在本发明权利要求保护范围内。
参见图1，将符合本发明化学成分设计的钢水经大包1，通过大包长水口2、中间包3、浸入式水口4以及布流器5直接浇注在一个由两个相对转动并能够快速冷却的结晶辊8a、8b和侧封板装置6a、6b围成的熔池7中，钢水在结晶辊8a、8b旋转的周向表面凝固，进而形成凝固壳并逐渐生长随后在两结晶辊辊缝隙最小处(nip点)形成1.5-3mm厚的铸带11；本发明所述的结晶辊直径在500-1500mm之间，优选800mm；其内部通水冷却。根据铸带厚度不同，铸机的浇铸速度范围介于60-150m/min。
在铸带11出结晶辊8a、8b后，铸带温度在1420-1480℃，直接进入到下密闭室10内，下密闭室10通惰性气体保护带钢，实现对带钢的防氧化保护，防氧化保护的气氛可以是N2，也可以是Ar，也可以是其他非氧化性气体，比如干冰升华得到的CO2气体等，下密闭室10内的氧浓度控制在<5％。下密闭室10对铸带11的防氧化保护到轧机13入口。下密闭室10出口铸带的温度在1150-1300℃。然后通过摆动导板9、夹送辊12将铸带送至热轧机13，热轧后形成0.8-2.5mm的热轧带，轧后冷却采用气雾化冷却方式改善带钢温度均匀性。经飞剪装置16切头之后，切头沿着飞剪导板17掉入飞剪坑18中，切头后的热轧带进入卷取机19进行卷取。将钢卷从卷取机上取下后，自然冷却至室温。最后生产的钢卷可以直接作为热轧花纹板/带使用，也可以经过切边-平整后作为精整花纹板/带使用。
本发明实施例化学成分如表1所示，其成分余量为Fe和其他不可避免杂质。经本发明的制造方法，工艺参数见表2，最终获得热轧带的性能见表3。
综上所述，利用薄带连铸工艺技术按本发明提供的钢种成分设计范围生产得到的最终薄规格花纹钢板/带的性能屈服强度达到235MPa以上，抗拉强度达到340MPa以上，延伸率达到26％以上，冷加工折弯性能合格，可广泛应用于建筑、机械制造、汽车、桥梁、交通、造船等领域。
表1实施例钢的化学成分(wt.％)
C
Si
Mn
P
S
N
O
Als
B
实施例1
0.03
0.13
1.35
0.008
0.004
0.0077
0.0093
0.0009
0.004
实施例2
0.04
0.10
0.90
0.013
0.003
0.0051
0.0110
0.0006
0.001
实施例3
0.02
0.24
1.28
0.015
0.004
0.0059
0.0150
0.0004
0.003
实施例4
0.05
0.36
1.10
0.023
0.006
0.0088
0.0130
0.0008
0.005
实施例5
0.03
0.44
0.65
0.009
0.002
0.0054
0.0120
0.0007
0.004
实施例6
0.05
0.42
0.67
0.012
0.002
0.0048
0.0070
0.0008
0.005
实施例7
0.06
0.28
0.85
0.015
0.003
0.0040
0.0100
0.0005
0.004
实施例8
0.02
0.17
1.00
0.014
0.005
0.0100
0.0085
0.0006
0.003
实施例9
0.03
0.26
0.84
0.018
0.003
0.0068
0.0200
0.0003
0.004
实施例10
0.04
0.44
0.40
0.040
0.001
0.0065
0.0125
0.0004
0.006
实施例11
0.05
0.50
0.65
0.030
0.002
0.0080
0.0090
0.0005
0.004
实施例12
0.02
0.27
1.70
0.022
0.007
0.0075
0.0118
0.0003
0.002
实施例13
0.06
0.48
1.37
0.038
0.004
0.0065
0.0132
0.0006
0.006
实施例14
0.045
0.23
1.40
0.017
0.003
0.0064
0.0075
0.0005
0.004
表2实施例的工艺参数
表3实施例钢的产品性能
本发明采用薄带连铸工艺来生产薄规格花纹板，由于厚度较薄，对于厚度小于1.5mm(含)的薄规格热轧高强产品，薄带连铸工艺具有较强的制造和成本优势。薄规格花纹板以热轧状态直接供货的产品规格特征厚度为1.0-1.6mm，由于产品厚度较薄，采用传统产线工艺来生产，会出现产品板形问题而无法生产；采用薄板坯连铸连轧工艺来生产，轧辊的辊耗也明显增大，这样的生产流程无疑增加了薄规格花纹板的生产成本。因此，采用薄带连铸工艺来生产薄规格花纹板产品，不仅可以满足市场对薄规格、轻量化的需求，还可以降低生产成本，提高产品盈利水平和竞争力。
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