專利名稱：在小型帶鋼生產設備中軋制熱軋寬帶鋼的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在一套CSP設備中將由含有釩和/或鈮和/或鈦的鐵素體-珠光體型微合金化結構鋼構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一臺均熱爐被供給一個多機架式CSP軋機機列并在此軋機機列中被連續地軋制成熱軋寬帶鋼，隨后它在一個冷卻段內接受冷卻并被卷成帶卷。
EP-A-0368048公開了一種在CSP設備(小型帶鋼生產設備)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過均熱爐而被直接供給軋機。在這里采用了多機架式軋機。在此軋機中，在均熱爐中被加熱到1100℃-1300℃的軋制坯料段在連續的加工步驟中且在所述加工步驟之間設有除鱗裝置的情況下被軋制成成品帶材。
為了改善強度和韌性以及與之有關地明顯提高鋼質軋件的屈服極限值和沖擊韌性，在EP-A-0413163中提出了熱機械加工軋件。
當熱機械加工軋件時，與正火后加工(其中加工是在奧氏體完全再結晶的正火溫度區內發生的)不同的是，根據有目標的變形速率而保持溫度不變，其中奧氏體沒有發生再結晶或沒有明顯發生再結晶，即在任何情況下，在真正的軋件熱機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定相的組織成分。
另外，原始組織的調整可以直接由澆鑄熱量實現或是在室溫或中間溫度的預熱爐內實現。
根據如EP-A-0413163所述的方法，軋件變形起始于穩定奧氏體的溫度區域內且一直持續到緊鄰溫度Ar3之上的溫度。
為了達到有利于熱機械軋制的溫度區域，軋件的開軋道次溫度由所希望的變形率決定。
熱機械加工的特點是不僅將塑性變形用于生產特定的產品幾何尺寸，而且將其用于調整所需的真實組織并同時確保特定的材料性能。在這里，再結晶奧氏體不發生多晶型γ-α轉變(奧氏體在正火后變形中已發生再結晶)。
當冷裝爐以便在傳統軋機中進行加工時，常見的板坯經歷了多晶型轉變-液相(L)
鐵素體(δ)
奧氏體A1(γ)
鐵素體(α)
奧氏體A2(γ)而對CSP工藝適用的是-液相(L)
鐵素體(δ)
奧氏體A1(γ)結果是，奧氏體混晶超飽和且碳化物從奧氏體中析出的勢位升高。
本發明的任務是為了當在CSP設備中軋制CSP板坯時通過無需中間冷卻和隨后再加熱的直接軋制方式利用組織轉變的特點和由此引起的材料性能，為在CSP設備中進行的熱機械軋制設計了一套特殊的加工策略。
在方法方面，上述任務是通過權利要求1特征部分的措施解決的，而在設備方面，上述任務是通過權利要求5特征部分的措施解決的，即為了通過熱機械軋制而獲得最佳的熱軋寬帶鋼機械性能，在薄板坯經過CSP設備時利用下述加工步驟實施受控制的組織轉變a)通過在第一次變形時調整限定的溫度條件和變形條件來改變鑄造組織，其中溫度位于再結晶終止溫度(TR)以上，從而在第一次變形過程中和/或在第一次變形之后，鑄造組織在開始第二次變形步驟前實現了完全再結晶(動態和/或亞動態和/或靜態)；b)當溫度低于溫度TR時，在最后的軋制機架上進行軋制，其中變形總量不應該超過30％且終軋溫度接近溫度Ar3(奧氏體/鐵素體轉變溫度)；c)在冷卻段、優選為層流式冷卻段內對熱軋寬帶鋼進行控制冷卻，其中奧氏體在溫度Ar3和溫度Bs(貝氏體轉變起始溫度)之間進行多晶型轉變。
通過本發明的措施，利用特定的熱量發展情況而以最佳方式使熱機械變形與CSP技術的特定工藝參數相一致。另外，在調整溫度和變形條件的情況下，特別要注意與傳統軋制方法的根本區別之處-在粗軋機組中接受粗軋(塑性變形)的且具有再結晶組織的板坯進入傳統軋機的精軋機組中；-具有鑄造組織的薄板坯被送入CSP精軋機列中；-CSP薄板坯的表面狀況明顯不同于粗軋板坯(如通過其拓補工藝)。
在由熱加工引起的固體反應中，由這些區別也引起了差異，例如-不同的大角界自由度；-不同的混晶和析出情況；
-由化學不均勻性和界面的不同特性引起的不同的擴散作用和擴散動力學，在調整工藝參數時同樣要注意這些問題。
根據本發明，擬定了在溫度高于再結晶終止溫度(TR)的情況下進行第一次變形，從而鑄造組織在第一次變形過程中和/或在第一次變形之后實現了完全再結晶。另外，再結晶可以動態地和/或亞動態地和/或靜態地發生。
另外根據本發明，在進行下一次變形前完全結束再結晶是很重要的。如果機架間距和軋制速率不足以提高所需的時間間隔，則可以根據本發明的一個有利設計方案使下一個軋機機架處于空軋狀態，從而直到再下一個軋機機架為止，有足夠的時間可供再結晶使用，其中在再下一個機架內接著進行第二次變形。同時，軋機機架的打開不排出其用作板坯推進機構的可能性。
接著，為了強化奧氏體以實現其多晶型轉變，在CSP軋機機列的最后軋機機架內的進一步變形是在低于再結晶終止溫度(TR)的溫度下進行的。另外，奧氏體強化型變形的總量應該不超過30％。終軋溫度接近溫度Ar3。
隨后，當溫度位于溫度Ar3(奧氏體-鐵素體轉變溫度)和溫度Bs(貝氏體轉變起始溫度)之間時，奧氏體緊接著在例如層流段的隔絕冷卻過程中實現了多晶型轉變。
進一步提高機械性能可以通過進一步控制帶卷冷卻來實現，其中特別是有目標地影響析出過程。
根據本發明，或許先在第三軋機機架內進行的第二次變形可優選地有助于引起第二再結晶周期。在重新接受加工前，所述的第二再結晶周期造成組織進一步細化和均勻化。為此，后續軋機機架也可以處于空軋狀態，此軋機機架同樣可以根據需要而用作推進機構。在第二次變形過程中，溫度同樣高于溫度TR。
實施本發明方法的設備是由一套CSP設備構成的，其中連鑄薄板坯以直接裝爐軋制方式(無中間冷卻和隨后的再加熱)在多機架式CSP軋機機列中接受軋制，并且組織結構可在CSP軋機機列、冷卻段和卷取裝置中受到控制地轉變，以求獲得最佳的熱軋寬帶鋼機械性能。在這里，特別是在第一次變形和第二次變形之間以及根據需要還在第二次變形和第三次變形之間，完全再結晶所需的變化時間間隔是可以調整的。
以下結合附圖
而用一個實施例來進一步描述本發明的方法。
在附圖中示出了一套CSP設備，在此設備中通過熱機械軋制方式生產出約6mm厚的高強結構鋼型熱軋寬帶材。
利用一臺切割裝置2將從連鑄設備1中出來的薄板坯13切分成軋制坯料段并將它們送入均熱爐3內。在此均熱爐內將它們加熱到約1130℃。
在軋制溫度為1080℃的情況下，在第一軋機機架4上用50％的道次壓下量進行第一次變形。為了使所希望的再結晶在第二次變形前完全結束，第二軋機機架5處于空軋(打開)狀態且它只用作推進機構。
隨后，在軋制溫度為1030℃的情況下，在第三軋機機架6上用40％的道次壓下量進行第二次變形。由于此變形被用于進一步再結晶，所以隨后的第四軋機機架7同樣處于空軋狀態且它只用作推進機構。
進一步的變形包括-在軋制溫度為900℃的情況下，在第五軋機機架8上用30％的道次壓下量進行第三次變形；-在軋制溫度為840℃的情況下，在第六軋機機架9上用25％的道次壓下量進行第四次變形；-在軋制溫度為800℃的情況下，在第七軋機機架10上用15％的道次壓下量進行第五次變形；隨后，在層流式冷卻段11內將熱軋寬帶鋼冷卻到600℃(卷取溫度)并在一臺地下卷取裝置12中將其卷成帶卷。
在附圖中畫出了對應于各加工步驟的溫度區域。第一次變形和第二次變形之間的時間間隔I有助于第一再結晶段。同時，溫度T高于溫度TR。
第二次變形與第三次變形之間的時間間隔II有利于第二再結晶段。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間(IV)有助于奧氏體的多晶型轉變。在這種情況下，溫度T在溫度Ar3和溫度溫度BS之間。
在上述實施例中實行的參數只是可用于某個鋼種的參數。為了通過熱機械軋制而獲得對組織的最佳影響，還要考慮其它參數如輥徑、軋制速率、機架間距。
權利要求
1.一種在一套CSP設備中將由含有釩和/或鈮和/或鈦的鐵素體-珠光體型微合金化結構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過一臺均熱爐(3)被供給一個多機架式CSP軋機機列(4-10)并在此軋機機列中被連續地軋制成熱軋寬帶鋼，隨后它在一個冷卻段(11)內接受冷卻并被卷成帶卷(12)，其特征在于，為了通過熱機械軋制而獲得最佳的熱軋寬帶鋼機械性能，在薄板坯經過CSP設備時利用下述加工步驟實施受控制的組織轉變a)通過在第一次變形(4)時調整限定的溫度條件和變形條件來改變鑄造組織，其中加工溫度位于再結晶終止溫度(TR)以上，從而在第一次變形(4)過程中和/或在第一次變形之后，鑄造組織在開始第二次變形步驟(6)前實現了完全再結晶(動態和/或亞動態和/或靜態)；b)當溫度低于溫度TR時，在最后的軋制機架(8-10)上進行軋制，其中變形總量不應該超過30％且終軋溫度接近溫度Ar3(奧氏體/鐵素體轉變溫度)；c)在冷卻段(11)、優選為層流式冷卻段內對熱軋寬帶鋼進行控制冷卻，其中奧氏體在溫度Ar3和溫度Bs(貝氏體轉變起始溫度)之間進行多晶型轉變。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，根據需要地使第二軋制機架(5)處于空軋狀態以提供第一次轉變再結晶所需的時間且此軋制機架根據要求只用作推進機構。
3.如權利要求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)而發生再結晶之后，由第二次變形(6)引起了第二再結晶周期。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，為了提供由第二軋制步驟(6)引起的再結晶所需的時間，使后續軋制機架(7)處于空軋狀態且它根據需要地只用作推進機構。
5.一種用于實施如前述一項或多項權利要求所述的方法的、在一套CSP設備中將由含有釩和/或鈮和/或鈦的鐵素體-珠光體型微合金化結構鋼構成的連鑄薄板坯(13)軋制成熱軋寬帶鋼的設備，其中連鑄板坯(13)被切分成軋制坯料段并經過一臺均熱爐(3)被供給一個多機架CSP軋機機列(4-10)并在此軋機機列中被連續地軋制成熱軋寬帶鋼，隨后它在一個冷卻段(11)內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架(4)變形條件方面調整多機架軋機機列(4-10)，從而在第一次變形(4)過程中和/或緊接在第一次變形之后出現了薄板坯鑄造組織的再結晶，所述軋機機列對應于再結晶時間地具有足夠大的第一軋制機架(4)和第二軋制機架(6)之間的距離，從而再結晶在開始第二次變形前結束。
6.如權利要求5所述的設備，其特征在于，第二軋制機架(6)與第三軋制機架(8)之間的距離至少適應于進一步再結晶的時間，所述的進一步再結晶是在第二次變形中引起的且它應該在開始第三次變形(8)時基本結束。
全文摘要
當進行熱機械加工時,與正火后變形不同的是,在終軋時保溫。此時,奧氏體沒有發生再結晶或沒有明顯地發生再結晶。根據本發明,為了在CSP設備中進行軋制而提出了一套適應于被送入CSP軋制設備(4—10)中的且具有鑄造組織的薄板坯(13)的方案,在進行進一步變形(6)前,它可以完全終止在第一次熱機械變形(4)時開始的鑄造組織的再結晶。
文檔編號C21D8/02GK1207965SQ9810292
公開日1999年2月17日 申請日期1998年6月15日 優先權日1997年6月16日
發明者K·-E·亨斯格爾, R·達維斯 申請人:Sms舒路曼－－斯瑪公司