一种含B薄规格30CrMo热轧钢板/带及其制造方法技术

一种含B薄规格30CrMo热轧钢板/带及其制造方法，其化学成分重量百分比为：C：0.24‑0.34％，Si：0.1‑0.5％，Mn：0.6‑1.5％，P≤0.03％，S≤0.007％，Cr：0.80‑1.50％，Mo：0.10‑0.30％，N：0.004‑0.010％，Als：<0.001％，B：0.001‑0.006％，Mn/S>250；余量为Fe和不可避免杂质。本发明专利技术通过添加适量的N、B元素，配合合理的在线热轧工艺以及轧后冷却措施，有效改善组织均匀性，解决了内部缩松缩孔问题，提高了产品质量和性能，实现了薄规格30CrMo热轧钢板/带的“一火成材”。生产的薄规格30CrMo热轧钢板/带是机械制造、石油化工、锅炉制造业以及锯片刀模行业薄规格用钢领域的理想用材。

【技术实现步骤摘要】
一种含B薄规格30CrMo热轧钢板/带及其制造方法
本专利技术属于连铸工艺，具体涉及一种含B薄规格30CrMo热轧钢板/带及其制造方法。
技术介绍
传统的薄带钢大都是由厚达200-250mm的铸坯经过多道次连续轧制生产出来的，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2.0mm(含)的钢带，则难度相对较大，通常要对热轧钢带进行后续冷轧以及退火来完成。且工艺流程长、能耗高、机组设备多、基建成本高，导致生产成本较高。薄板坯连铸连轧工艺流程是：连铸+铸坯保温均热+热连轧+冷却+卷取。该工艺与传统工艺的主要区别是：薄板坯工艺的铸坯厚度大大减薄，为50-120mm，由于铸坯薄，铸坯只要经过1～2道次粗轧(铸坯厚度为70-90mm时)或者不需要经过粗轧(铸坯厚度为50mm时)，而传统工艺的连铸坯要经过反复多道次轧制，才能减薄到精轧前所需规格；而且薄板坯工艺的铸坯不经冷却，直接进入均热炉进行均热保温，或者少量补温，因此薄板坯工艺大大缩短了工艺流程，降低了能耗，减少了投资，从而降低了生产成本。但薄板坯连铸连轧由于较快的冷速会导致钢材强度提高，屈强比提高，从而增加轧制载荷，使得可经济地生产热轧产品的厚度规格也不可能太薄，一般为≥1.5mm，见中国专利申请号CN200610123458.1，CN200610035800.2以及CN200710031548.2。近年来兴起的一种全无头薄板坯连铸连轧工艺(简称：ESP)，是在上述半无头薄板坯连铸连轧工艺的基础上发展起来的一种改进工艺，ESP实现了板坯连铸的无头轧制，取消了板坯火焰切割和起保温均热、板坯过渡作用的加热炉，整条产线长度大大缩短到190米左右。连铸机连铸出来的板坯厚度在90-110mm，宽度在1100-1600mm，连铸出来的板坯通过一段感应加热辊道对板坯起到保温均热的作用，然后再依次进入粗轧、精轧、层冷、卷取工序得到热轧板。这种工艺由于实现了无头轧制，可以得到最薄0.8mm厚度的热轧板，拓展了热轧板的规格范围，再加上其单条产线产量可达220万t/年规模。目前该工艺得到了快速发展和推广，目前世界上已有多条ESP产线在运营生产。比薄板坯连铸连轧更短的工艺流程是薄带连铸连轧工艺，薄带连铸技术是冶金及材料研究领域内的一项前沿技术，它的出现为钢铁工业带来一场革命，它改变了传统治金工业中钢带的生产过程，将连续铸造、轧制、甚至热处理等整合为一体，使生产的薄带坯经过一道次在线热轧就一次性形成薄钢带，实现薄钢带产品的“一火成材”，大大简化了生产工序，缩短了生产周期，其工艺线长度仅50m左右；设备投资也相应减少，产品成本显著降低，是一种低碳环保的热轧薄带生产工艺。双辊薄带连铸工艺是薄带连铸工艺的一种主要形式，也是世界上唯一实现产业化的一种薄带连铸工艺。双辊薄带连铸典型的工艺流程如图1所示，大包1中的熔融钢水通过大包长水口2、中间包3、浸入式水口4以及布流器5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8a、8b和侧封装置6a、6b围成的熔池7中，钢水在结晶辊8a、8b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2-5mm厚的铸带11，钢带经由导板9导向夹送辊12送入轧机13中轧制成0.7-2.5mm的薄带，随后经过冷却装置14冷却，经飞剪装置16切头后，最后送入卷取机19卷取成卷。30CrMo合金钢具有较高的强度和韧性，淬透性好，在淬火低温回火后、淬火高温回火后都具有优异的综合力学性能等优点。该钢种经调质后，在低于550℃以下具有较高的强度，而且低温韧性好，并且无回火脆性，焊接性能和可切削性可加工性良好。30CrMo广泛应用于机械制造、石油化工、锅炉制造业以及锯片刀模行业等，据市场统计，薄规格的30CrMo市场用量在10-15万t/年，市场用量和未来潜力巨大。30CrMo钢中Cr、Mo元素的合理配合，使钢具有良好的常温和高温性能，在获得致密组织、高强度的同时而不显著降低塑性，同时，还提高了钢的淬透性，增加回火时的稳定性，消除回火脆性与高温时晶粒长大的倾向。目前，30CrMo钢板/带的主流生产工艺流程为：转炉/电炉—精炼—常规厚板坯连铸—步进式加热炉—粗轧—多机架精轧—层流冷却—卷取。这种传统的生产流程生产出来的30CrMo钢板/带，主要存在以下问题：(1)成分偏析和内部疏松：由于钢中合金含量较高，厚板坯连铸时的拉速较低，钢水凝固缓慢，容易造成板坯内部严重的成分偏析和内部疏松，最终导致产品质量性能不均匀；(2)表面脱碳：因钢中含碳量较高，采用步进式加热炉加热板坯，加热时间长，温度高，会导致铸坯表面脱碳严重，直接影响产品的表面硬度、耐磨性和热稳定性；(3)铸坯表面和边部裂纹严重：30CrMo的液相线温度较低，厚板坯连铸速度慢，导致铸坯温度低，进入高温脆性区后容易在铸坯表面和边部产生裂纹，直接影响产品质量。薄规格30CrMo热轧钢板/带产品规格特征厚度1.5-3.0mm，由于产品厚度较薄，假如采用上述传统的连铸+热连轧产线进行生产将更加困难。即使采用薄板坯连铸连轧生产，由于板坯厚度也要达到70-120mm，在铸坯尺寸厚度上与传统厚板坯连铸(铸坯厚度200-250mm)没有出现数量级、本质上的差异，因此无法从根本上解决元素偏析问题；同时，连铸出来的板坯仍然要经过隧道式加热炉或电磁感应加热段，材料表面脱碳问题也无法完全消除；此外轧制较薄的规格，会导致轧辊的辊耗也较大。因此，采用传统的厚板坯连铸还是薄板坯连铸生产工艺流程，都无法完全解决30CrMo钢生产出现的问题，而且生产出来的薄规格30CrMo热轧钢板/带的生产成本也会非常高。另外，还需说明的是，热轧带钢作为薄规格热轧板产品使用时，对带钢表面质量要求很高。一般要求带钢表面氧化皮的厚度越薄越好，这就需要在铸带后续的各个阶段控制氧化铁皮的生成，如在薄带连铸典型工艺中，在结晶辊直至轧机入口均采用密闭室装置防止铸带氧化，在密闭室装置内如美国专利US6920912添加氢气以及在美国专利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。诚然，薄带连铸由于其本身的快速凝固工艺特性，生产出来的产品会普遍存在组织不均匀、延伸率偏低、性能不均匀等问题，这是由于铸带内部的奥氏体晶粒具有明显的不均匀本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含B薄规格30CrMo热轧钢板/带，其化学成分重量百分比为：C：0.24-0.34％，Si：0.1-0.5％，Mn：0.6-1.5％，P≤0.03％，S≤0.007％，Cr：0.80-1.50％，Mo：0.10-0.30％，N：0.004-0.010％，Als<0.001％，B：0.001-0.006％，Mn/S>250；余量为Fe和不可避免杂质。/n

【技术特征摘要】
1.一种含B薄规格30CrMo热轧钢板/带，其化学成分重量百分比为：C：0.24-0.34％，Si：0.1-0.5％，Mn：0.6-1.5％，P≤0.03％，S≤0.007％，Cr：0.80-1.50％，Mo：0.10-0.30％，N：0.004-0.010％，Als<0.001％，B：0.001-0.006％，Mn/S>250；余量为Fe和不可避免杂质。


2.如权利要求1或2所述的含B薄规格30CrMo热轧钢板/带，其特征在于，所述的含B薄规格30CrMo热轧钢板/带的抗拉强度小于900MPa，硬度小于HRC25。


3.如权利要求1所述的含B薄规格30CrMo热轧钢板/带的制造方法，其特征是，包括如下步骤：
1)冶炼、连铸
按照权利要求1所述成分冶炼，炼钢过程造渣的碱度a＝CaO/SiO2控制在a<1.5，优选a<1.2，或a＝0.7-1.0；连铸钢水中含MnO-SiO2-Al2O3三元夹杂物，MnO-SiO2-Al2O3三元夹杂物中的MnO/SiO2控制在0.5～2，优选1～1.8；钢水中的自由氧[O]Free为：0.0005-0.005％；
连铸采用双辊薄带连铸，形成1.5-3mm厚的铸带，浇铸速度60-150m/min，带钢表面形成100-300nm厚度的细晶层；结晶辊直径500-1500mm，内部通水冷却，优选结晶辊直径为800mm；控制大包开浇温度为1580-1610℃；连铸布流采用两级钢水分配布流系统，即中间包+布流器；
2)下密闭室保护
铸带出结晶辊后，铸带温度在1360-1430℃，直接进入到下密闭室内，下密闭室通非氧化性气体，下密闭室内的氧浓度控制在<5％，下密闭室出口铸带的温度在1150-1280℃；
3)在线热轧
铸带在下密闭室内经夹送辊送至轧机...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴建春，方园，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31