熱軋薄鑄造鋼帶產品及其制造方法
【專利說明】熱$us鑄造鋼帶產品及其制造方法
[0001] 本申請是基于申請日為2010年2月20日，優先權日為2009年2月20日，申請號 為201080008606. X，發明名稱為："熱乳薄鑄造鋼帶產品及其制造方法"的專利申請的分案 申請。
[0002] 背景和概沐
[0003] 在雙輯式連鑄機（twin roll caster)中，將恪融金屬引入一對反向旋轉的內冷式 鑄輥之間從而使金屬殼凝固在移動的輥面上，且被一起帶入鑄輥之間的輥隙從而產生凝固 的帶產品，該帶產品從鑄輥之間的輥隙向下傳送。本文所用的術語"輥隙"指的是鑄輥最靠 近在一起的普遍區域（general region)。恪融金屬從鋼包（ladle)傾注經過金屬傳送系 統以形成熔融金屬的澆鑄熔池，其中該金屬傳送系統包括中間包和位于輥隙上方的插芯式 噴嘴（core nozzle)，該澆鑄熔池支撐在位于輥隙上方的輥的鑄造表面上且沿輥隙的長度 延伸。該澆鑄熔池通常受限在與輥的末端表面以滑動方式設置的難熔側板或擋板（dam)之 間，從而擋住饒鑄恪池的兩個末端處防止流出。鑄造鋼帶（cast strip)通常引向至熱乳機， 在該熱乳機中該鋼帶被熱壓下10 %或更多。
[0004] 過去，已經在雙輥式連鑄機上連續鑄造普通（plain)低碳鋼，包括普通碳-錳鋼。 這些普通碳-猛鋼的物理性能一般會受到增加的熱乳壓下（hot rolling reduction)的影 響。例如，隨著熱乳量的增加，屈服強度和抗張強度減小，而隨著熱乳量的增加，總伸長一般 會增加。因此，在過去，必須針對所施加的熱乳壓下量對鋼的組成進行調節以提供所需的機 械性能。這將導致效率低下和操作問題，因為煉鋼車間必須提供不同的熔融組成用于不同 的熱乳鋼帶厚度以提供所需的熱乳鋼性能。
[0005] 另外，鋼的組成可以包含來自混入鋼液中的廢產品的銅。過去，一般避免大于約 0.2重量％的銅濃度，這是因為考慮到熱乳壓下過程中的"熱脆性（hot shortness)"，這會 導致鋼帶（strip)上出現裂縫或非常粗糙的表面，有時稱作"起裂紋（checking)"。當銅濃 度大于0. 2% (例如在具有改進的耐氣候性的鋼中）的情況中，必須加入昂貴的添加物例如 鎳以降低熱脆性的風險。
[0006] 熱脆性的問題已經在制造低合金鋼中增加了使用電弧爐以形成熔融碳鋼的成本。 通過電弧爐制造鋼的成本中的約75%是用作給電弧爐裝料的原料的廢鋼（scrap)的成本。 傳統上已經按照銅含量將鋼廢料分成銅含量小于〇. 15重量％、銅含量大于等于0. 15重 量％至高達0. 5重量％以及銅含量大于0. 5重量％。銅含量大于0. 5 %的廢鋼可以混合銅 濃度低的廢鋼以制造可用的廢鋼。無論如何，銅含量小于〇. 15重量％的廢鋼是最有價值的 廢鋼，而其他兩種等級的廢鋼的價值則較小。銅含量小于〇. 15重量％的廢鋼通常用于電弧 爐中用于一些鋼的工業制造方法，大大增加了所生成的鋼板的成本。銅含量高達〇. 5%的廢 鋼等級已經用于使用電弧爐的小型乳機中或用于其他的過程中，在所述其他的過程中與銅 含量較低的廢鋼混合以將廢鋼的總銅含量減小至小于〇. 15%的花費很大。
[0007] 本發明公開了一種熱乳鋼帶及其制造方法，其包括以下步驟：
[0008] (a)裝配內冷式乳輥連鑄機，其具有位于側面的鑄輥，在鑄輥之間形成輥隙，
[0009] (b)形成鋼液的澆鑄熔池，所述澆鑄熔池支撐在輥隙上方的鑄輥上并且通過側擋 板限制在鑄輥末端的附近，所述鋼液具有20~75ppm的游離氧含量，其組成使得所制造的 熱乳薄鑄造鋼帶（cast strip)的組成包含小于0.25重量％的碳、大于0.01重量％和小于 等于0. 15重量％的磷、0. 9~2. 0重量％的錳、0. 05~0. 50重量％以及小于0. 01重量％ 的鋁，
[0010] (C)反向旋轉所述鑄輥使得當所述鑄輥移動經過所述澆鑄熔池時在鑄輥上凝固金 屬殼，以及
[0011] (d)由所述金屬殼向下移動經過鑄輥之間的所述輥隙以形成鋼帶，
[0012] (e)熱乳所述鋼帶使得在壓下量為10%和35%時的機械性能在屈服強度、抗張 強度和總伸長方面的變化差在10%以內（within 10 % for yield strength, tensile strength and total elaongation)，以及
[0013] (f)在300~700°C的溫度卷取熱乳鋼帶以提供大部分的含貝氏體和針狀鐵素體 的顯微結構。
[0014] 可選地，熱乳步驟可以使得機械性能在壓下量為15%和35%時在屈服強度、抗 張強度和總伸長方面的變化差在10%以內。另外可選的是，在15%~35%壓下量的整個 范圍中的機械性能在屈服強度、抗張強度和總伸長方面的變化差在10 %以內。可選地，在 10%~35%壓下量的整個范圍中的機械性能在屈服強度、抗張強度和總伸長方面的變化差 在10%以內。
[0015] 鋼液的組成可以含有30~60ppm的游離氧含量。熱乳鋼帶的熔融金屬的總氧含 量可以為70ppm~150ppm。
[0016] 鋼液的組成使得熱乳鋼帶的組成的錳含量為0. 9~1. 3重量％。
[0017] 鋼液的組成使得熱乳鋼帶的組成可以另外包含0. 01重量％~0. 20重量％的鈮。 可選地或額外地，鋼液可以具有一定的組成使得熱乳鋼帶的組成另外包含至少一種選自以 下的元素：約0. 05重量％~約0. 50重量％的鉬、約0. 01重量％~約0. 20重量％的|凡以及 它們的混合物。
[0018] 熱乳鋼帶可以額外地提供為具有鋅或鋅合金或鋁的涂層。熱乳鋼帶在熱乳壓下量 為至少35%之后也可以具有至少440Mpa的屈服強度。
[0019] 本發明還公開了一種熱乳鋼帶及其制造方法，其包括以下步驟：
[0020] (a)裝配內冷式乳輥連鑄機，其具有位于側面的鑄輥，在鑄輥之間形成輥隙，
[0021] (b)形成鋼液的澆鑄熔池，所述澆鑄熔池支撐在輥隙上方的鑄輥上并且通過側擋 板限制在鑄輥末端的附近，所述鋼液具有20~75ppm的游離氧含量，其組成使得所述熱乳 鋼帶的組成包含小于0. 25重量％的碳、0. 2~2. 0重量％的錳、0. 05~0. 50重量％的硅、 大于0. 01重量％和小于等于0. 15重量％的磷、小于0. 03重量％的錫、小于0. 20重量％的 鎳、小于0. 01重量％的鋁以及0. 20~0. 60重量％的銅，
[0022] (C)反向旋轉所述鑄輥使得當所述鑄輥移動經過所述澆鑄熔池時在鑄輥上凝固金 屬殼，
[0023] (d)由所述金屬殼向下移動經過鑄輥之間的所述輥隙以形成鋼帶，
[0024] (e)熱乳所述鋼帶使得在壓下量為10%和35%時的機械性能在屈服強度、抗張強 度和總伸長方面的變化差在10%以內，以及
[0025] (f)在300~700°C的溫度卷取熱乳鋼帶以提供大部分的含貝氏體和針狀鐵素體 的顯微結構。
[0026] 可選地，熱乳步驟可以使得機械性能在壓下量為15%和35%時在屈服強度、抗 張強度和總伸長方面的變化差在10%以內。另外可選的是，在15%~35%壓下量的整個 范圍中的機械性能在屈服強度、抗張強度和總伸長方面的變化差在10 %以內。可選地，在 10%~35%壓下量的整個范圍中的機械性能在屈服強度、抗張強度和總伸長方面的變化差 在10%以內。
[0027] 鋼液可以具有30~60ppm的游離氧含量。熱乳鋼帶的熔融金屬的總氧含量可以 為70ppm~150ppm。鎳含量可以是小于0· 1重量％。
[0028] 鋼液可以具有一定的組成使得熱乳鋼帶的組成的銅含量為0. 2~0. 5重量％或 0. 3~0. 4重量％。鋼液的組成可以另外具有一定的組成使得熱乳鋼帶的組成額外具有 0· 4~0· 75重量％或0· 4~0· 5重量％的鉻含量。
[0029] 附圖的簡要說明
[0030] 參考附圖對本發明進行進一步說明，其中：
[0031] 圖1示出了結合了連續（in-line)熱乳機和卷取機的鋼帶鑄造設備；
[0032] 圖2示出了雙輥帶坯連鑄機的細節；
[0033] 圖3是示出了熱乳壓下量對高猛鋼（elevated manganese steel)的屈服強度的 影響的圖示；
[0034] 圖4是示出了熱乳壓下量對0. 19%碳鋼的屈服強度和伸長的影響的圖示；
[0035] 圖5是示出了碳量對含0. 88%~1. 1%的錳的測試樣本的抗張強度（TS)、屈服強 度（YS)和伸長（TE)的影響的圖示；以及
[0036] 圖6是示出了約15%~45%壓下量的范圍中的熱乳壓下量對抗張強度、屈服強度 和伸長的影響的圖示。
[0037] 附圖的詳細說明
[0038] 圖1示出了用于連鑄鋼帶的帶坯連鑄機的連續