到2006年,我國(guó)已投產(chǎn)的薄板坯連鑄連軋線(xiàn)有9條,中薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線(xiàn)有4條,產(chǎn)能達(dá)到3500萬(wàn)噸。如何根據(jù)薄板坯連鑄連軋流程的特點(diǎn),增加品種、擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域是薄板坯連鑄連軋技術(shù)面臨的重要課題,其中,探索新的微合金化設(shè)計(jì)是用薄板坯連鑄連軋流程生產(chǎn)高強(qiáng)度、高性能鋼板的重要技術(shù)發(fā)展方向。在常用的Nb,V,Ti三種微合金元素中,Ti的合金化成本最低(鈮鐵、釩鐵的價(jià)格目前在市場(chǎng)上比Ti鐵貴10倍以上,而且還有不斷升價(jià)的趨勢(shì)),但由于Ti與O、N、S和C均有很強(qiáng)的親和力,在鑄坯的凝固、均熱、熱軋及隨后的層流冷卻和卷取過(guò)程中,會(huì)與鋼中的C、N等元素發(fā)生復(fù)雜的析出行為,使得產(chǎn)品組織性能的控制變得困難,進(jìn)而影響到產(chǎn)品的性能。所以,作為通行的辦法,薄板坯連鑄連軋流程上多采用V-N和Nb微合金化技術(shù)。
我國(guó)珠江鋼鐵公司打破了這種傳統(tǒng)看法,和北京科技大學(xué)合作,在世界上首次開(kāi)發(fā)了Ti微合金化生產(chǎn)薄板坯連鑄連軋超高強(qiáng)鋼板,獲得了成功。這是一項(xiàng)具有創(chuàng)新意義的技術(shù)突破。
實(shí)驗(yàn)證明,我國(guó)首創(chuàng)的這種薄板坯連鑄連軋新鋼種,屈服強(qiáng)度可以達(dá)到450~700MPa級(jí)(普通集裝箱板的屈服強(qiáng)度為400~450MPa),抗拉強(qiáng)度最高可以超過(guò)800MPa,總延伸率在19%~32%,屈強(qiáng)比為0.81~090。鋼卷的通板性能良好,通板屈服強(qiáng)度差最大為30MPa,抗拉強(qiáng)度差最大為25MPa。這種鋼材具有良好的冷彎成形性能、焊接性能和低溫韌性,韌脆轉(zhuǎn)變溫度均在-60℃以下,而且具有良好的耐候性能,168h周浸實(shí)驗(yàn)失重率為1.268g/m2。
珠鋼作為我國(guó)最大的集裝箱鋼板生產(chǎn)基地,用這種新技術(shù)生產(chǎn)出集高強(qiáng)度、良好成形性、焊接性及耐候性于一體的高性能、高附加值鋼材,已批量生產(chǎn)和應(yīng)用于新型集裝箱制造,并將在國(guó)內(nèi)外獲得很大的市場(chǎng)需求。
這項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新的核心是巧妙地把Ti微合金化與薄板坯連鑄連軋的工藝特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)。一方面,充分發(fā)揮薄板坯連鑄連軋工藝?yán)鋮s速度快,薄板坯內(nèi)部偏析小,中心疏松等內(nèi)部缺陷較小等優(yōu)點(diǎn),避免大顆粒夾雜物的出現(xiàn)和偏聚;同時(shí)利用薄板坯連鑄連軋的工藝特點(diǎn)達(dá)到產(chǎn)品晶粒細(xì)小、強(qiáng)度提高的目的。另一方面,利用Ti微合金化進(jìn)一步細(xì)化晶粒,并獲得可觀的沉淀強(qiáng)化效果,在提高強(qiáng)度的同時(shí)改善鋼的冷成型性能和焊接性能。Ti的晶粒細(xì)化和析出強(qiáng)化作用都是由微合金碳化物、氮化物或碳氮化物的析出引起的。組織檢驗(yàn)表明,由此獲得的產(chǎn)品,晶粒細(xì)小均勻、晶粒尺寸在6~10微米,鋼中存在大量的納米尺寸的TiC、TiV等粒子析出物。實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目標(biāo)的關(guān)鍵,一是要注意,由于Ti的化學(xué)活性很大,易與氧的結(jié)合,故鋼液必須用Al充分脫氧后,才能加入Ti;二是要注意,Ti的加入量必須加以嚴(yán)格控制。研究工作表明,Ti含量范圍在0.04%~0.14%。
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