[发明专利]一种含硼微合金耐大气腐蚀钢及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及连铸工艺，特别涉及一种含硼微合金耐大气腐蚀钢及其制造方法。

背景技术

传统的薄带大都是由厚达70-200mm的铸坯经过多道次连续轧制生产出来的，而采用双辊薄带连铸工艺生产的铸带经过一道次或两道次轧制成为热轧带，即可以投入市场使用。相比传统带钢的生产工艺，前者的生产线比较短，所需要的能源比较少，是一种低碳环保的热轧薄带生产工艺。

双辊薄带连铸典型的工艺流程为：大包中的熔融钢水通过大包长水口、中间包以及布流装置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和侧封装置围成的熔池中，钢水在结晶辊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厚的铸带，钢带经由导板导向被夹送辊送入轧机中轧制成0.7-2.5mm的薄带，随后经过冷却装置冷却，经飞剪装置切头后，最后送入卷取机卷取成卷。薄带连铸生产的带钢，由于厚度较薄，用于冷轧基料，可以大大降低后续冷轧减薄的道次，大大节约生产成本；此外，对于厚度小于2mm的薄规格热轧带，如果性能允许，可以直接用来替代冷轧产品（以热代冷），使得薄带连铸的产品领域得到大大的拓展。

但是，薄带连铸由于其本身的工艺特性，生产的钢种普遍存在组织细化、屈强比偏高、成型性不好的现象，而对薄带连铸生产线配备的冷轧机组所需的冷轧基料，以及汽车行业需要一些“以热代冷”且要求具有良好成型性的产品，一般要求热轧卷的屈强比较低，容易折弯成型。因此，薄带连铸在生产此类钢种时，需要解决组织不均匀、屈强比偏高的问题，从而满足冷轧基料的使用要求。

带钢作为冷轧基料使用时，带钢需要经过酸洗-除磷工序，为了利于酸洗去除表面氧化皮，要求带钢表面氧化皮的厚度越薄越好，这就需要在铸带各个阶段控制氧化铁皮的生成，在典型工艺中，在结晶辊直至轧机入口均采用密闭室装置防止铸带氧化，在密闭室装置内如专利US6920912添加氢气以及在专利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。

带钢作为“以热代冷”产品使用时，一般要求钢种具有良好的成型性，其本质也是要求钢种具有较低的屈强比。此外作为汽车零部件、集装箱板使用时还需要钢种具有一定的耐腐蚀性，利用薄带连铸生产耐大气腐蚀钢钢种时，具有一种天然的优势，即带钢表面层会富集一层耐腐蚀性元素，如Cu、P、Cr等元素，可以大大提高带钢的抗腐蚀性能。

带钢具有这样的表面层，客观上也要求带钢表面氧化铁皮厚度越薄越好，便于酸洗。因为较厚的氧化铁皮会使酸洗时间变长，从而破坏带钢表面富集的耐腐蚀性元素层，如Cu、P、Cr等消失或减少，从而降低带钢耐腐蚀性能。

目前国内外耐大气腐蚀钢及其制造方法专利，其中450MPa及其以上强度级别的耐大气腐蚀钢，大都采用Nb、V、Ti、Mo复合微合金化技术，通过细晶强化和沉淀强化来提高耐大气腐蚀钢的综合力学性能，具体专利成分和性能见表1。

表1耐候钢的专利对比(wt%)

上述高强耐大气腐蚀钢，均采用了微合金化路线，在成分体系中均含有Nb，V，Ti，Mo等合金元素，并且均采用传统热轧工艺生产。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2mm的钢带，一般要对热轧钢带继续进行冷轧以及后续退火来完成。上述专利也有提及钢中添加硼（B）元素，比如专利CN200610125125.2和US6315946，但公开的发明内容中没有涉及硼（B）元素添加后具体的工艺控制方法，而且添加的量也比较少。

利用传统工艺生产微合金高强耐大气腐蚀钢，存在的主要问题有：

（1）工艺流程长、能耗高、机组设备多、基建成本高，导致生产成本高。