专利名称：一种冷轧冲压用热轧薄板的生产工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢坯的生产工艺，尤其涉及一种冷轧冲压用热轧薄板生产工艺，归属C21C5/28类。
背景技术：
冷轧冲压用热轧薄板是冷轧板生产的必备原料。目前，为冷轧板提供原料的方法有①采用传统的厚板连铸工艺，如铁水预处理——转炉(或电炉)冶炼——LF炉精炼——真空处理(RH或VD)——厚板连铸250mm坯——热连轧机组轧制；②采用薄板坯连铸连轧工艺，如铁水预处理——转炉(或电炉)冶炼——LF炉精炼——真空处理(RH或VD)——薄板连铸50～130mm坯——热连轧机组轧制。第①种方法工艺成熟，产品质量稳定，而第②种方法投资相对较少，生产效率较第①种方法高，生产成本相对较低，这两种方法的不足之点是其工艺流程较长、投资高、生产成本高，是一种不十分理想的工艺流程。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺设计合理、投资低，工艺流程短、生产效率高的冷轧冲压用热轧薄板生产工艺。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是对未经预处理的高炉铁水采用顶底复吹转炉冶炼，在冶炼过程中采用氮氩切换或全程吹氩底吹模式，钢水经LF炉精炼，再用CSP连铸连轧机组进行热连铸连轧成所需尺寸的热轧薄板，最后进行地下卷取，待用。
采用如上技术方案提供的一种冷轧冲压用热轧薄板的生产工艺与现有技术相比其有益效果在于①采用顶底复合吹炼氧气转炉冶炼，使用氮氩切换或全程底吹氩模式，高炉铁水可直接入转炉，冶炼成低磷超低碳钢水，省去了铁水预处理，经LF炉精炼后的钢水不需真空处理，就可获得低碳、低硅、低氧的钢水，既缩短了生产工艺流程，同时降低了生产成本；②固定资产投资可节省20～30％的费用；③采用CSP连铸连轧工艺，生产效率可提高10～20％；④质量可靠，可满足冷轧冲压用热轧薄板的要求。
具体实施例方式
下面结合实施例对本发明的具体实施方式
作进一步的详细描述。
本发明所述的一种冷轧冲压用热轧薄板的生产工艺分六个步骤转炉冶炼低磷、低碳、低氧钢水——LF炉精炼——CSP连铸机浇铸——辊底炉均热——连铸连轧机组轧制——层流冷却机组冷却与地下卷取机卷取。
①顶底复合吹炼氧气转炉冶炼用90t或100t顶底复合吹炼氧气转炉冶炼。
将转炉溅渣护炉的残渣倒尽，然后将未经预处理的高炉铁水倒入炉内，并向炉内加入废钢。
采用双渣操作，冶炼前期供氧气强度控制在1.5～6.5m3/t钢.min，氧枪离转炉熔池液面高度为0.2～1.8m，加入造渣剂，如石灰20～80kg/t钢，加入氧化剂1～10kg/t钢及助熔剂1～30kg/t钢，所述氧化剂为氧化铁皮或铁矿石等，助熔剂为萤石或冷固球团等，其中冷固球团为市场产品，以加快铁水中的碳(C)、硅(Si)、磷(P)、锰(Mn)等元素的迅速氧化和一次渣的生成，以去除铁水中的磷、硅等。控制一次生成渣中的二元碱度(R＝CaO/SiO2)在1.0～3.0之间，前期吹炼时间控制在4～20min，倒尽一次高磷渣和高硅渣。向炉内加入石灰10～50kg/t钢，加入0～30kg/t钢助熔剂，造二次新渣，供氧气强度控制在2.0～6.0m3/t钢.min，氧枪离熔池液面高度为0.2～1.5m，终渣中二元碱度(R＝CaO/SiO2)控制在2.5～4.5之间，吹炼时间控制在3～12min。
采用氮氩切换或全程底吹氩气(Ar)搅拌模式操作，在采用氮氩切换时，开吹前10分钟采用氮气底吹，后切换氩气，供气强度控制在0.01～0.2m3/t钢.min，终点钢水中碳氧浓度积[C][O]＝0.01～0.025％、[P]≤0.006％、[Si]≤0.005％、[Mn]＝0.05～0.20％，[S]≤0.04％，[C]＝0.015～0.030％。
出钢操作采用渣洗出钢，钢包内无残渣，红包，包沿整齐。在出钢过程中加入渣料1～18kg/t钢，对钢水进行渣洗操作，渣料选自石灰或调渣剂或预溶渣中的一种或几种的组合，组合比选自1∶1～1∶2，它们均为已有的市场产品，并加入金属铝1.0～3.5kg/t钢，对钢水进行脱氧处理。出钢时监测炉口下渣情况，杜绝炉口下渣。出钢后期采用挡渣操作，防止出钢口卷吸下渣。并根据终点钢水[Mn]量加入金属锰0～20kg/t钢，出钢过程中对钢包采取全程吹氩操作，供氩气强度为1.5～4.0NL/t钢.min。出钢口完好，出钢时间大于3分钟。
②LF炉精炼操作保证出钢完毕至LF炉精炼开始之间时间间隙大于5～15分钟。将LF炉置于钢水精炼站，密封钢包上沿与包盖之间的缝隙，采用高电流密度电极，同时采用低电压(如交流240～300伏)、高电流密度(如35.0～38千安)供电操作，防止钢水吸氮与增碳。
在精炼开始时向LF精炼炉中加入精炼渣1～12kg/t钢，所述精炼渣为已有技术，市场产品。在钢水精炼过程中全程底吹氩(Ar)处理，进行脱硫与钢水精炼。控制精炼过程中生成渣的四元碱度R＝(CaO+MgO)/(Al2O3+SiO2)在1.5～4.0之间，并使渣中(MnO+FeO)≤0.2～2.5％。在钢水精炼过程中加入铝还原二氧化硅反应抑制剂如Al2O3或NaAlO2或Ca(AlO2)2，其加入量为0.5～25.0kg/t钢，钢水精炼时间控制在20～40min；精炼结束前5～10分钟加入钙还原二氧化硅反应抑制剂如CaO或CaCO3，加入量为1～20kg/t钢，精炼结束后进行喂铁钙丝处理，加入钙量为0.1～5.0kg/t钢，并对精炼后的钢水喂硼(B)、钛(Ti)、钼(Mo)合金元素中的一种或几种的组合，其组合比为1∶1或1∶2或1.5∶2，加入总量为0.1～4.0kg/t钢，对钢水进行微合金化处理，使钢水中的[B]＝0.005～0.025％、[Ti]＝0.002～0.025％、[Mo]＝0.001～0.025％。
③采用CSP薄板坯连铸机将钢水浇铸成薄板坯，铸坯的断面尺寸视需要定。在经微合金化处理后，向钢包内的钢水表面上加无碳高碱度低硅大包覆盖剂。所述无碳高碱度低硅大包覆盖剂为市场产品，已有技术。
大包到中间包采用长水口保护浇注，在中间内包先加一层无碳高碱度低硅大包覆盖剂，然后在其上面加一层无碳覆盖剂。采用塞棒伸入式水口浇注，使用低碳低硅保护渣。其中高碱度低硅大包覆盖剂、无碳低硅覆盖剂与无碳低硅保护渣为市场产品。连铸拉速控制在2.5～5.5m/min之间，结晶器振动振幅为3mm，振动频率控制在200～400次/min，二冷比水量控制在1.5～2.5l/t钢之间。铸坯进入拉矫机前温度控制在≥950℃。
④辊底炉均热操作铸坯入炉，入炉温度大于930℃，加热温度为1100～1250℃，加热时间为20～90分钟。
⑤轧制操作采用CSP薄板坯连铸连轧机进行热连轧制。开轧温度控制在1000～1180℃，第一、二道次变形量控制在20～50％，终轧道次变形量控制在5～15％，终轧温度控制在850～920℃。
⑥层流冷却与地下卷取采用后段间隔冷却，地下卷取，卷取温度控制在620～690℃。
采用如上生产工艺所轧的热轧薄板，抗拉强度为360～370MPa，屈服强度为260～270MPa，延伸率为46.0～46.5％，其性能与常规厚板连铸连轧和采用CSP连铸连轧机及包括铁水预处理加真空处理工艺生产的热轧薄板(供冷轧用)的性能相当，成本降低20～25元/t钢。
实施例1在100t氧气顶底复合吹炼转炉上冶炼。将转炉溅渣护炉的残渣倒尽，然后将未经处理的铁水倒入转炉内，加入废钢，采用双渣操作，冶炼前期供氧强度控制在6.5m3/t钢.min，氧枪离转炉熔池液面高度为1.8m，向转炉内加入80kg/t钢石灰，并加入10kg/t钢氧化铁皮，加入助熔剂萤石1.0kg/t钢，控制一次生成渣中的二元碱度R＝2.0，前期吹炼时间控制在4min，倒尽一次高磷渣和高硅渣；加入30kg/t钢石灰，加入萤石10kg/t钢，造二次新渣，氧枪离熔池液面高度为0.6m，供氧气强度为4.0m3/t钢.min，终渣中二元碱度R＝4.5，吹炼时间8min。
采用全程底吹氩搅拌模式操作，供氩气强度为0.2m3/t钢.min，终点钢水中碳氧浓度积[C][O]＝0.01～0.0255％，[Mn]＝0.05～0.20％，[C]≤0.015％，[Si]≤0.005％，[P]≤0.006％。出钢过程中加入石灰5kg/t钢、预溶渣5kg/t钢，加入金属铝1.0kg/t钢，不加入锰合金。出钢后期采用挡渣操作，杜绝炉口下渣，对钢水进行渣洗操作，出钢时间为3.5分钟，出钢过程中对钢包采取全程吹氩，吹氩气强度为1.5NL/t钢.min。
将LF炉置于钢水精炼站，密封钢包与包盖之间的缝隙。在精炼开始时向LF精炼炉中加入渣3kg/t钢，在钢水精炼过程中全程底吹氩处理。在精炼过程中加入3kg/t钢铝还原二氧化硅反应抑制剂Al2O3，钢水精炼时间为20分钟，精炼结束前5分钟加入钙还原二氧化硅反应抑制剂CaO1.0kg/t钢，精炼结束后进行喂铁钙丝处理，加入钙量为0.1kg/t钢。并对精炼后的钢水中加入0.1kg/t钢硼(B)合金，对钢水进行微合金化处理。在经微合金处理后，向钢包内的钢水表面加无碳高碱度低硅大包覆盖剂。
采用CSP薄板坯连铸机将钢水浇铸成薄板坯，连铸拉速为4.0m/min，结晶器振动振幅为3mm，振动频率为280次/min，二冷比水量为在1.8l/t钢，铸坯进入拉矫机之前温度控制在≥950℃。
用CSP薄板坯连铸连轧机进行热连轧制，铸坯入炉，入炉温度大于930℃，加热温度为1100℃，加热时间为90分钟，开轧温度控制在1130℃，第一、二道次变形量为35％，终轧道次变形量为12％，终轧温度为850℃，卷取温度为650℃。
实施例2在100t氧气顶底复合吹炼转炉上冶炼。将转炉溅渣护炉的残渣倒尽，然后将未经处理的铁水倒入转炉内，加入废钢，采用双渣操作，冶炼前期供氧强度控制在4.0m3/t钢.min，氧枪离转炉熔池液面高度为1.0m，向转炉内加入20kg/t钢石灰，并加入6kg/t钢氧化铁皮，加入萤石30kg/t钢，控制一次生成渣中的二元碱度R＝1.0，前期吹炼时间控制在8min，倒尽一次高磷渣和高硅渣；加入50kg/t钢石灰，加入萤石30kg/t钢，造二次新渣，氧枪离熔池液面高度为0.2m，供氧气强度为2.0m3/t钢.min，终渣中二元碱度R＝2.5，吹炼时间12min。
采用氮氩切换底吹搅拌式操作，开吹前10min采用氮气底吹，切换氩气。供气强度为0.04m3/t钢.min，终点钢水中碳氧浓度积[C][O]＝0.025％，[Mn]≤0.12％，[C]＝0.03％，[Si]≤0.005％，[P]≤0.006％。出钢过程中加入渣料18kg/t钢，其中石灰9kg/t钢，预溶渣9kg/t钢，加入金属铝3.5kg/t钢，加入金属锰10kg/t钢。出钢后期采用挡渣操作，杜绝炉口下渣，对钢水进行渣洗操作，出钢时间为3.2分钟，出钢过程对钢包采用全程吹氩，吹氩气强度为3.0NL/t钢.min。
将LF炉置于钢水精炼站，密封钢包与包盖之间的缝隙。在精炼开始时向LF精炼炉中加入渣12kg/t钢，在钢水精炼过程中全程底吹氩处理。在精炼过程中加入25kg/t钢铝还原二氧化硅还原反应抑制剂NaAlO2，钢水精炼时间为40分钟，精炼结束前7分钟加入钙还原二氧化硅反应抑制剂CaO20kg/t钢，精炼结束后进行喂铁钙丝处理，加入钙量为5.0kg/t钢。并对精炼后的钢水中加入2.0kg/t钢钛(Ti)合金、加入2.0kg/t钢硼(B)合金，对钢水进行微合金化处理。在经微合金化处理后，向钢包内的钢水表面加无碳高碱度低硅大包覆盖剂。
采用CSP薄板坯连铸机将钢水浇铸成薄板坯，连铸拉速为5.5m/min，结晶器振动振幅为3mm，振动频率为400次/min，二冷比水量为在2.5l/t钢，铸坯进入拉矫机之前温度控制在≥950℃。
用CSP薄板坯连铸连轧机进行热连轧制，铸坯入炉，入炉温试大于930℃，加热温度为1200℃，加热时间为60分钟，开轧温度控制在1100℃，第一、二道次变形量为30％，终轧道次变形量为15％，终轧温度为890℃，卷取温度为620℃。
实施例3在100t氧气顶底复合吹炼转炉上冶炼。将转炉溅渣护炉的残渣倒尽，然后将未经处理的铁水倒入转炉内，加入废钢，采用双渣操作，冶炼前期供氧强度控制在1.5m3/t钢.min，氧枪离转炉熔池液面高度为0.2m，向转炉内加入50kg/t钢石灰，并加入1.0kg/t钢铁矿石，加入冷固球团1.0kg/t钢，控制一次生成渣中的二元碱度R＝3.0，前期吹炼时间为20min，倒尽一次高磷渣和高硅渣；加入10kg/t钢石灰，加入助熔剂萤石0.0kg/t钢，造二次新渣，氧枪离熔池液面高度为1.5m，供氧气强度为6.0m3/t钢.min，终渣中二元碱度R＝3.5，吹炼时间3min。
采用全程底吹氩搅拌模式操作，供氩气强度为0.01m3/t钢.min，终点钢水中碳氧浓度积[C][O]＝0.01～0.025％％，[Mn]＝0.05～0.20％，[S]≤0.04％，[Si]≤0.005％，[P]≤0.006％。出钢过程中加入预溶渣1.0kg/t钢，加入金属铝2.0kg/t钢，加入金属锰2kg/t钢。将合格钢水倒入钢包，出钢后期采用挡渣操作，杜绝炉口下渣，对钢水进行渣洗操作，出钢时间为3.4分钟，出钢过程中对钢包采取全程底吹氩，供氩气强度为4.0NL/t钢.min。
将LF炉置于钢水精炼站，密封钢包与包盖之间的缝隙。在精炼开始时向LF精炼炉中加入渣1.0kg/t钢，在钢水精炼过程中全程底吹氩处理。在精炼过程中加入0.5kg/t钢铝还原二氧化硅反应抑制剂Ca(AlO2)2，钢水精炼时间为31分钟，精炼结束前10分钟加入钙还原二氧化硅反应抑制剂CaCO39kg/t钢，精炼结束后进行喂铁钙丝处理，加入钙量为2.5kg/t钢。并对精炼后的钢水中加入0.5kg/t钢钼(Mo)合金，加入1.0kg/t钢硼(B)合金，对钢水进行微合金化处理。在经微合金处理后，向钢包内的钢水表面加无碳高碱度低硅大包覆盖剂。
采用CSP薄板坯连铸机将钢水浇铸成薄板坯，连铸拉速为2.5m/min，结晶器振动振幅为3mm，振动频率为200次/min，二冷比水量为在1.5l/t钢，铸坯进入拉矫机之前温度控制在≥950℃。
用CSP薄板坯连铸连轧机进行热连轧制，铸坯入炉，入炉温试大于930℃，加热温度为1250℃，加热时间为20分钟，开轧温度控制在1150℃，第一、二道次变形量为50％，终轧道次变形量为5％，终轧温度为920℃，卷取温度为690℃。
权利要求
1.一种冷轧冲压用热轧薄板的生产工艺，其特征在于将转炉溅渣护炉的残渣倒尽，然后将未经处理的高炉铁水倒入转炉内，加入废钢，采用双渣操作，冶炼前期供氧气强度控制在1.5～6.5m3/t钢.min，氧枪离转炉熔池液面高度为0.2～1.8m，向转炉内加入1～10kg/t钢氧化剂、1～30kg/t钢助熔剂、20～80kg/t钢石灰；控制一次生成渣中的二元碱度在1.0～3.0之间，前期吹炼时间为4～20min，倒尽一次高磷渣和高硅渣，加入10～50kg/t钢石灰、加入0～30kg/t钢助熔剂，造二次新渣，供氧气强度控制在2.0～6.0m3/t钢.min，氧枪离熔池液面高度为0.2～1.5m，终渣中二元碱度控制在2.5～4.5之间，吹炼时间控制在3～12min；采用氮氩切换或全程底吹氩气搅拌模式操作，供气强度控制在0.01～0.2m3/t钢.min；出钢后期采用挡渣操作，出钢过程中加入渣料1～18kg/t钢，对钢水进行渣洗操作，加入金属铝1.0～3.5kg/t钢，对钢水进行脱氧处理，出钢时间大于3分钟，出钢过程中对钢包采取全程吹氩操作，供氩气强度为1.5～4.0NL/t钢.min；将LF炉置于钢水精炼站，密封钢包与包盖之间的缝隙，在精炼开始时向LF精炼炉中加入精炼渣1～12kg/t钢，在钢水精炼过程中全程底吹氩处理，生成渣中的四元碱度控制在1.5～4.0之间，渣中MnO+FeO≤0.2～2.5％；在钢水精炼过程中加入0.5～25kg/t钢铝还原二氧化硅反应抑制剂；钢水精炼时间控制在20～40min；精炼结束前5～10分钟加入钙还原二氧化硅反应抑制剂1～20kg/t钢，精炼结束后进行喂铁钙丝处理，加入钙量为0.1～5.0kg/t钢，并对精炼后的钢水喂硼、钛、钼微合金元素中的一种或几种的组合，加入总量为0.1～4.0kg/t钢，对钢水进行微合金化处理；在经微合金化处理后，向钢包内的钢水表面加无碳高碱度低硅大包覆盖剂；采用CSP薄板坯连铸机将钢水浇铸成薄板坯，大包到中间包采用长水口保护浇注，在中间包内先加一层无碳高碱度低硅大包覆盖剂，然后在其上面加一层无碳覆盖剂，采用塞棒伸入式水口浇注，使用低碳低硅保护渣；连铸拉速控制在2.5～5.5m/min之间，结晶器振动振幅为3mm，振动频率控制在200～400次/min，二冷比水量控制在1.5～2.5l/t钢之间，铸坯进入拉矫机之前温度控制在≥950℃；采用CSP薄板坯连铸连轧机进行热连轧制，铸坯入炉，入炉温度大于930℃，加热温度为1100～1250℃，加热时间为20～90min，开轧温度控制在1000～1180℃，第一、二道次变形量控制在20～50％，终轧道次变形量控制在5～15％，终轧温度控制在850～920℃，卷取温度控制在620～690℃。
全文摘要
本发明公开了一种冷轧冲压用热轧薄板的生产工艺，未经处理的铁水由顶底复吹转炉冶炼，控制好供氧强度、二元碱度与吹炼时间，采用双渣操作，倒尽一次高磷、高硅渣、造二次高碱度渣，选择氮氩切换或全程底吹氩模式及挡渣出钢操作。用LF炉对钢水进行精炼，加入精炼渣，控制渣中四元渣碱度，精炼过程中加入反应抑制剂，加入硼、钛、钼合金元素对钢水进行微合金化处理。用CSP连铸连轧机进行连铸连轧。调整好铸坯拉速与结晶器振动振幅和振动频率及二冷比水量，控制好加热温度、开轧温度、各道次变形量分配、终轧温度与卷取温度。用此生产工艺提供的热轧薄板可满足冷轧冲压用钢的要求，可节省投资，提高生产效率，降低生产成本。
文档编号C21C5/28GK1850377SQ20051003148
公开日2006年10月25日 申请日期2005年4月22日 优先权日2005年4月22日
发明者吴光亮, 焦国华, 郑柏平, 温德智, 周春泉, 梁新亮, 戴开发, 孟征兵 申请人:涟源钢铁集团有限公司