到2006年,我国已投产的薄板坯连铸连轧线有9条,中薄板坯连铸连轧生产线有4条,产能达到3500万吨。如何根据薄板坯连铸连轧流程的特点,增加品种、扩大产品的应用领域是薄板坯连铸连轧技术面临的重要课题,其中,探索新的微合金化设计是用薄板坯连铸连轧流程生产高强度、高性能钢板的重要技术发展方向。在常用的Nb,V,Ti三种微合金元素中,Ti的合金化成本最低(铌铁、钒铁的价格目前在市场上比Ti铁贵10倍以上,而且还有不断升价的趋势),但由于Ti与O、N、S和C均有很强的亲和力,在铸坯的凝固、均热、热轧及随后的层流冷却和卷取过程中,会与钢中的C、N等元素发生复杂的析出行为,使得产品组织性能的控制变得困难,进而影响到产品的性能。所以,作为通行的办法,薄板坯连铸连轧流程上多采用V-N和Nb微合金化技术。
我国珠江钢铁公司打破了这种传统看法,和北京科技大学合作,在世界上首次开发了Ti微合金化生产薄板坯连铸连轧超高强钢板,获得了成功。这是一项具有创新意义的技术突破。
实验证明,我国首创的这种薄板坯连铸连轧新钢种,屈服强度可以达到450~700MPa级(普通集装箱板的屈服强度为400~450MPa),抗拉强度最高可以超过800MPa,总延伸率在19%~32%,屈强比为0.81~090。钢卷的通板性能良好,通板屈服强度差最大为30MPa,抗拉强度差最大为25MPa。这种钢材具有良好的冷弯成形性能、焊接性能和低温韧性,韧脆转变温度均在-60℃以下,而且具有良好的耐候性能,168h周浸实验失重率为1.268g/m2。
珠钢作为我国最大的集装箱钢板生产基地,用这种新技术生产出集高强度、良好成形性、焊接性及耐候性于一体的高性能、高附加值钢材,已批量生产和应用于新型集装箱制造,并将在国内外获得很大的市场需求。
这项技术创新的核心是巧妙地把Ti微合金化与薄板坯连铸连轧的工艺特点结合起来。一方面,充分发挥薄板坯连铸连轧工艺冷却速度快,薄板坯内部偏析小,中心疏松等内部缺陷较小等优点,避免大颗粒夹杂物的出现和偏聚;同时利用薄板坯连铸连轧的工艺特点达到产品晶粒细小、强度提高的目的。另一方面,利用Ti微合金化进一步细化晶粒,并获得可观的沉淀强化效果,在提高强度的同时改善钢的冷成型性能和焊接性能。Ti的晶粒细化和析出强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。组织检验表明,由此获得的产品,晶粒细小均匀、晶粒尺寸在6~10微米,钢中存在大量的纳米尺寸的TiC、TiV等粒子析出物。实现上述技术目标的关键,一是要注意,由于Ti的化学活性很大,易与氧的结合,故钢液必须用Al充分脱氧后,才能加入Ti;二是要注意,Ti的加入量必须加以严格控制。研究工作表明,Ti含量范围在0.04%~0.14%。
(一员)