[发明专利]一种薄带连铸生产耐大气腐蚀钢及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种耐大气腐蚀钢生产方法，具体涉及一种薄带连铸生产耐大气腐蚀钢及其生产方法。

背景技术

薄带连铸工艺技术是当今冶金领域的一项前沿性技术，至1865年Henry Bessemer提出这一想法(US Patent49053)以来，至今发展已经有140多年的历史了，但在当时由于制造技术和控制技术等相关技术发展的不够成熟，使这项技术基本处于停滞状态。直到20世纪中叶才在Al的连续铸轧工艺中得以实现，从而再一次在钢铁制造领域引起了人们的重视。

双辊薄带连铸即直接将热态的钢水从钢包经过中间包和浸入式水口浇注到一个由两个相向旋转的水冷结晶辊和侧封装置形成的熔池中，经过水冷结晶辊的冷却形成1～5mm铸带，铸带经过夹送辊送入在线轧机中轧制成0.7-3mm的薄带，然后通过输送辊道以及喷淋冷却系统，然后经过卷取前的夹送辊，最后进入卷取机卷取成热轧钢带。

可见，薄带连铸将连续铸造、轧制、甚至热处理等工序融为一体，使生产的薄带坯稍经冷轧就一次性形成工业成品，大大简化了从钢水到轧卷的生产工序，缩短了生产周期，使钢铁生产流程更紧凑、更连续、更高效、更环保；同时生产成本显著降低，并且生产出的薄带产品质量不亚于传统工艺。因此，薄带连铸技术近年来成为世界各国竞相开发的热点。

传统耐大气腐蚀钢的生产工艺流程由连铸+热轧或连铸+热轧+冷轧等工序完成。精炼后的钢水经过钢包，中间包到结晶器，表层凝固的铸坯经过二冷段继续快速冷却至完全凝固后进行定尺火焰切割，从而完成整个连铸过程。

一般传统的连铸工艺中铸坯的厚度在200mm左右，钢坯坯重一般小于30吨，钢坯的断面尺寸多为(180-200mm)*(1050-2550)mm。连铸后的铸坯经冷却、检查、修模后，进入步进梁式的加热炉内加热；达到一定温度后出炉的钢坯经过高压水除磷后在带有立辊的四辊可逆式粗轧机进行5～7道次，轧制到30～50mm，送入精轧机组进行热连轧，轧制到成品厚度，最后经层流冷却完成带钢的热轧生产过程。热轧后的耐候钢厚度规格最薄达到1.5～2mm。耐候钢若以热轧态出货，到此步骤即可结束，目前热轧耐候钢的产品比例占整个耐候钢品种的90％以上。冷轧耐候钢还需进一步进入下道冷轧工序，热轧耐候钢卷开卷焊接后先经酸洗去除表面氧化皮以及冲边、烘干、平整、涂油等处理，然后进入冷连轧机组得到冷轧带钢，最后冷轧带钢经罩式退火炉进行退火，经平整改善板形后卷取得到成品冷轧带钢。

上述是传统的耐大气腐蚀钢带的生产工艺，其主要问题有：

(1)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；

(2)质量缺陷较多，成材率低，耐大气腐蚀钢中含有较高含量的磷和铜等易偏析元素，传统工艺流程由于凝固冷却速度慢，容易造成磷、铜等元素的局部宏观偏析，从而导致铸坯的各向异性和出现宏观裂纹，成材率较低。

(3)耐候性不高，耐大气腐蚀钢的耐候性主要取决于钢中磷和铜的共同作用，由上所述传统工艺中磷、铜元素的易偏析特征，成分体系中磷、铜的含量通常取下限，达不到更高的含量，磷的含量一般不高于0.12，铜的含量一般在0.55以下，这样的结果一定程度上牺牲了钢的耐候性能。

在上个世纪80年代末90年代初，在美国纽柯公司的紧凑式带钢生产工艺(Compact Strip Production，简称CSP)获得成功，其特征为薄板坯连铸连轧，工艺流程为：电炉或转炉提供钢水→连铸→均热炉均热→热连轧→卷取。该工艺与传统工艺相比最大的特点是连铸的铸坯厚度为50～90mm，由于原始铸坯薄，热轧机组不需要粗轧机(若坯厚50mm)，或只需要1台粗轧机(坯厚70～90mm)。而传统工艺中粗轧机要反复轧几个道次才能将铸坯减薄至精轧前需要的规格。另外传统工艺中铸坯要先经过冷却后再加热，再进粗轧机，而薄板坯连铸连轧工艺中铸坯不经冷却直接轧制，因此热轧机组前的均热炉只需要补温。因此该工艺比上述传统工艺大大缩短了流程，降低了能耗，节省了能源，具有一定的优势，国内外钢厂纷纷研究或引进CSP生产线。

目前，随着薄板坯连铸连轧技术的发展，国内的薄板坯连铸连轧生产线包括珠钢、马钢、邯钢、涟钢等企业都已相继开发生产出不同强度级别的耐候钢板。由于该工艺的流程优势，国内外也纷纷采用该技术来尝试耐候钢的生产，目前用薄板坯连铸连轧工艺来生产耐候钢的公开专利报道很多，比如CN1382619A、CN1962099A、CN1884608A等专利，国内这方面的专利主要集中在珠钢。

表1为典型传统工艺流程和薄板坯工艺流程生产耐大气腐蚀钢的专利成分对比。