TWI300443B - Method and facility for manufacturing hot strip having dual-phase microstructure - Google Patents

Description

1300443 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種用於製造具有雙相組織之熱鋼帶的方 法，該雙相組織由肥粒鐵與麻田散鐵構成，其中至少7〇% 沃斯田鐵轉變成肥粒體，此方法係由熱滾壓狀態藉著受押° 制的二階段冷料完工㈣後在—冷料冷_麻田散^ 起始溫度以下的鋼帶溫度，該冷却道具有前後間隔設置的 水冷組。 【先前技術】 藉著將鋼作受控制的冷却作業達成組織轉變，乃是習 知者’其中要製造雙相鋼，係在熱鋼帶完成變形後，短時 地作這種受控制的冷£P。在此，可達成之雙相鋼組織的調 整作業’主要與設備工程上可能的冷却速度及鋼的化學組 成有關。纟此，在各種情形巾，重要的一點是在第一冷 階段要充分形成肥粒鐵，至少、70%，在此第一冷却階段中 要避免沃斯田鐵在波來鐵階段中轉變。 ，接到第-冷却階段後的第二㈣階段的冷却容量須夠 大’以達到在麻田散鐵起始溫度之下的欽盤溫度。只有如 此才能確保形成一種具有肥粒鐵成份及麻田 相鋼組織。 J芰 、〜+ :知之雙相鋼的製法在鋼帶速度小時或冷却道夠長時 /又什麼問題。γ曰灰古 W… 仁在很-的鋼帶速度的場合，第二階段開始 、 置在既有的冷却道中合大Φ5銘叙 . 成的作用不足或根二1 隨後麻田散鐵形 二X ’又有。如此產生一種由肥粒鐵、貝氏 1300443 組織，它不能達到純雙相 鐵、及少量麻田散鐵構成的混合 組織之所要機械性質。 在歐洲專利EP 0 747 49 5 t 的▲ 提到一#高強度的鋼片 構U至少75%肥粒體，至少10%麻 田散鐵以及可能有的貝氏鐵與 曰^ W餘的沃斯田鐵。因此它不 疋純雙相鋼的組織。有一種用銳 b作微合金的鋼被當作合金 使用。要製造這種鋼，俏蔣赦 綱係將熱滾壓的鋼片依標的冷却，其 中在一道慢慢的冷却作業後跟菩 傻跟者—道快速冷却作業，或者 用另-種方式.在慢慢的冷ίρ作業之前㈣—道快速冷却 作業。對於此第一冷却階段，係肖2〜15口3的冷却速度 在8〜40秒的冷_段的期間内—直冷利化點與7紙 之間的終溫度為止。第二冷却階段係用2Q〜i5(rc/s的冷 却速度-直冷利30(rc的溫度為止。這種（快速冷却在另 種方式中接在慢速冷却）作業之前所作的快速冷却作業係 以20〜150^“的冷却速度一直冷却到紅3點以下。 在ΕΡ 1 108 072 Β1中提到一種製造雙相鋼的方法， 其中在完工滾壓（它帶有二個階段的冷却作業，先是一道慢 的’接著一道快的冷却階段）後得到雙相組織，由7〇〜9〇% 肥粒鐵及30〜10%麻田散鐵構成。第一道（慢的）冷却作業 在一冷却道中進行，在其中熱鋼帶通過數個前後間隔設置 的水冷區域以20〜30°K /s的冷却速度作一定的冷却。在此， 冷却作業調整成使得冷却曲線走勢係以一種仍夠高的溫度 跑入肥粒鐵區域，使肥粒鐵能快速生成。第一冷却作業繼 績進行一段時間，直到在下一道（快速）冷却作業直接進入 1300443 (且無保持時間）之前，至少70%的沃斯田鐵轉變成肥粒鐵 為止。 【發明内容】 本發明係由上述先前技術各種不同的製造雙相組織的 可把方式著手，其目的在提供一種方法與一種設備，藉之 可在一個傳統的鑄造滾壓設備中以該處的地區的限制及時 間的限制下製造具有雙相組織的熱鋼帶。這種設備的冷却 道的特徵為：在所有情況，總長度不超過5()米，且不設 有緊密冷却手段。 這種目的在方法方面係利用申請專利範圍第丨項的特 徵達成：由一種鋼開始，其化學組成：〇〇1〜〇〇8%c、 Si<〇.9%、Mn = 0.5〜1·6%、A1S1.2%、Ci-0.3〜1.2%，其餘 為叙的伴^元件，用此鋼造成一種熱鋼帶，它具有一種 雙相組織’由7〇〜95%肥粒體與3〇〜5%麻田散鐵構成，具 有高機械強度及高變形可能性（拉伸強度大於6〇〇Mpa，破 壤拉伸至少25%)，在-鑄造滾壓設備的冷却道中作二階段 冷却’該二階段的冷却作業係、從—終滾壓鋼帶溫度u其 中A3 1〇〇 K <Tfinish<A3-50 °K]進行到一鉸盤鋼帶溫度 TC〇1ilng[Tcolling<30(TC «麻田散鐵起溫度）]，其中該二冷却 階段中的冷若口速声 V V ^ ΤΓ η 逑度h，v2係在v=30 —15(rK/s間，且宜 V=50-90°K/s 之間， :卜、却1^奴直到冷却曲線進入肥粒鐵區域為 止，然後將沃斯田鐵轉變成肥粒鐵時釋放的轉㈣加以利 用，以將達到之鋼帶溫度u持等溫，保持時化5秒， 1300443 直到第二冷却階段開始為止。 由於既有鑄造滾壓設備中的傳統冷却道的 要製造具雙相組織的熱鋼帶只有用特別的冷却策略： 能。為了要能作這種冷却策略，因此絕對需要將 : 保持在一定的界限值，如中請專利部分第丨項所述，2 可用的短紐的總冷却時間内達到所要的轉變程度。 、堡擇冷㈣略係用—種"階段冷ίΡ，其冷却速度 4擇性地不同，二偏Ρ皆於 Μ ^ ^ 调Ρ白奴之間被一段至多5秒的等溫保持 柃間中斷。此保持時間開始之時刻(這相當於第一冷却階段 的結束）係由冷却曲線進入肥粒鐵區域的時刻決定、或者相 當於沃斯田鐵開始轉變成肥粒鐵的時刻。在此至多5秒的 短短等溫冷料止期中（在此時，依本發明係制轉變時所 釋放的熱來將溫度保持在一恆定值，因此可將不可避免的 二氣~却作用補償）發生全部之所要的由沃斯田鐵轉交成至 少70/。肥粒鐵的轉變作用。在此保持時間之後，直接跟著 為第一冷2卩ρ自^又’將熱鋼帶冷却到3〇〇〇c以下的溫度為止。 由於此/盤度在麻田散鐵起始溫度以下，故在這種冷却作業 時，可付到所要之值之具有麻田散鐵的第二組織成分。 除了進行一段短短保持時間外，此冷却策略利用一種 對一個冷却階段準確定義預設的冷却速度決定，這種冷却 速度在V=30〜i5〇i/s之間，且宜在v=5〇〜9(rK/s之間， 依熱鋼帶的幾何性質與所用的鋼種類的化學組成而定。在 這種冷却速度方面要注意，由於在鑄造滚壓設備的傳統冷 却道中可用的時間报少，因此冷却速度不可能小於301/s， 1300443 而在種冷料巾也同樣地不可能達到大於5G<>K/s的冷却 速度。 與先前技術製造雙相熱鋼帶的方法相較，本發明的方 法除了起始鋼的化學組成不同外，還有以下特點： a) 終滾壓溫度明顯低於a3溫度， b) 在第二冷_段—直冷却到3G(TC以下的溫度為止， c) 冷却速度在i5(rK/s以下且在3〇1/s以上， d) 在二冷獅段中，有—個至多5秒的很短的保持時 間，在此時不作冷却。 e) 轉變成肥粒鐵的作業係以等溫方式進行。 一種用於實施本發明的方法的設備的特點在於一鑄造 滾壓設備的-個設在最後的完工滾子架後方的冷却道，它 具有數個前後間隔設置的可調節的水冷組，它們具有水冷 標。在各水冷組中的水冷樑設置成使該熱鋼帶的鋼帶上： 與鋼帶下側均勻地施以一定水量。總水量可以調節，其方 法係在滾壓之時將個別的水冷樑啟開或關閉。所要啟開的 水冷樑的數目與設置方式可以作變化預先調整，俾使整條 冷却道最佳地配合所要調整的冷却條件。 本發明的其他細節、特點與特性在以下用一個圖式中 所示的實施例詳細說明。 【實施方式】 第1圖中關子顯示一熱鋼帶的時間一溫度走勢的冷却 曲線圖，該鋼帶依本發明的方法在出口滾子道上在一冷却 道上在-冷却道⑴中冷却。此熱鋼帶的組成： 10 1300443 〇.l%、MrU.2%、P0.015%、S〇.〇6%、A1〇 〇36%、Cu〇 i5%、

W 〇.關、Cr 0.71%，其餘為Fe與—般的伴隨元素。將 該鋼帶在第-冷職段從-調整之終㈣溫度U〇rc 以冷却速度VWl/s冷_ 6耽的熱鋼帶溫度，直中， 冷却曲線進人肥粒鐵區域。在第二冷㈣段中以冷却速度 V2 = 84°K/s最終冷却到3()(rc (約25(rc鉸盤溫度）之前，在 約4秒的保持時間中，該熱鋼帶維持在此保持溫仏“。 用此方法所製的熱鋼帶具有在所要範圍的雙相組織；至少 70%肥粒鐵及少於20%麻田散鐵，它在試驗中求出強度為 620MPa，拉伸限度〇. 52。 第2圖中的例子顯示一個傳統的鑄造滾壓設備的依本 發明設計的冷却道（1)。被熱鋼帶（1〇)沿運送方向（8)通過 的冷却道（1)位於最後的完工滾子架（2)與鉸盤（5)之間。在 該最後的完工滾子架（2)與第一水冷組1之間有一溫度測 量位置（6)以控制該進入冷却道（1)中的熱鋼帶（1〇)的溫 度。泫冷却道依第2圖係由總共八個水冷組（3ι)〜（3乃與（4) 構成，其中最後一個往往做成平衡區域（“丨咖如此^^的 形式。一般一依各鑄造滾壓設備而定，一個傳統的冷却道 包含六〜九個水冷組。 在第2圖中所示例子為一六滾子架式鑄造滾壓設備用 的冷却道的典型構造，這點可在水冷組（3?)與（4)之間縫隙 看出。稍後擴充到一個七滾子架的完工滚壓道，舉例而言， 往往需要將第一水冷組（冷却區域）（31)向後偏移到水冷 组（3?)與（4)之間的構造縫隙中。在此情形造成第3圖的_ 11 1300443 冷却道（ιυ的構造，它與第丨及第2圖的冷料⑴的構造 不同處只在於省掉了水冷組（37)與⑷之間的構造縫隙。因 此弟3圖的個別結構部分與構造組的圖號相當於第2圖的 相關圖號。-個例外為第—水冷組（v)，其上冷_與第 2圖的水冷組3〗的冷却趨I pq .> f 的一般長度。 咖，係設計成水冷組一7) 在所有情形中，各水冷組在上側及下側各有四 樑：各冷却樑再由二例水小管構成，以將鋼帶上側(10，)及 :帶:側(lr)冷却。其特點為…中所示的水冷組(3ι) 於二間的理由在上側縮短了 一個冷却樑。 不同於前水冷組(3l)〜(37)[它們每個冷却樑有一個可 刀換：]，該平衡區域⑷對各樑設有 表不在平衡區域中各列冷却小管可個別地控制，因此二 可更細地調節。 因此水1 各依滾壓之完工鋼帶厚度而定，鋼帶 來的速度會改變，因此須配合冷却道的行進=滾壓道出 ^日守間溫度走勢（它對於鋼帶性質的調整係為^要=月匕巧 牛例而言，對於3mm的鋼帶厚度，第一所兩 ， 水冷組⑻及⑻達到，…冷心：冷却階段用 (35)(36)⑻與⑷實施。在2.〇麵完工鋼帶二用人水冷組 邊界條件改變，對於第二冷却階段只還使 ：5 ’由於 與（4)。 且（36)、（37) 【圖式簡單說明】 第1圖係一熱鋼帶的時間溫度冷却曲線圖 12 1300443 設備 設備 弟2 ®係在一個具有力滾子架完 中的一冷却道的構造， 第3圖係在一個具有七滚子架完 中的一冷却道的構造。 工滾壓道的鑄造滾壓 工滾壓道的鑄造滾壓 【主要元件符號說明 (1) 冷却道 (2) 最後的完工滾子架 (\)〜(37)水冷組 (4) (5) 水冷組（平衡區域） 鉸盤 (6)(7) (8) (10) (10，） (10，，） h V2 ^finish Tconst τ 1co i1i ng 溫度測量位置 可切換閥 運送方向 熱鋼帶 鋼帶上側 鋼帶下側 第一冷却階段的冷却速度 弟一冷却階段的冷却速度 最後完工滚子架的鋼帶溫度 在保持時間後的鋼帶溫度 在冷却結束後的鋼帶溫度（捲取溫度） 13

Claims (1)

1300443 十、申請專利範圍： 1. 一種用於製造具有雙相組織之熱鋼帶（1〇)的方法， 該雙相組織由肥粒鐵與麻田散鐵構成，其中至少70%沃斯 田鐵轉變成肥粒體，此方法係由熱滚壓狀態藉著受控制的 二階段冷料完卫滾壓後在_冷料⑴（1，）冷㈣麻田散 鐵起始溫度以下的鋼帶溫度’該冷却道⑴(1，)具有前後間 隔設置的水冷組（3l)〜（37)，⑷其特徵在：由—種鋼開始， 其化學組成：0.01 〜〇.〇8%C、Si<〇 9%、Mn〇 5〜i 6%、A1 ~ 1· 2/« CrO. 3〜1. 2%，其餘為一般的伴隨元件；用此鋼造 成-種熱鋼帶，它具有一種雙相組織，由7〇〜95%肥粒體 與30〜5%麻田散鐵構成，具有高機械強度及高變形可能性 (拉伸強度大於600MPa，破壞拉伸至少25%)，在一鑄造滚 壓設備的冷却道中作二階段冷却， a)忒一階段的冷却作業係從一終滾壓鋼帶溫度 11111511[其中八3100 1(<1^1^11<八3-50。](]進行到一鉸盤鋼帶溫 度Tcoiling[Tcoiling<300 C (〈麻田散鐵起溫度）]，其中該二冷 却階段中的冷却速度Vl，V2係在v=30 —15(rK/s間，且宜在 V二50-901/S 之間， b)该第一冷却階段一直到冷却曲線進入肥粒鐵區域為 止，然後將沃斯田鐵轉變成肥粒鐵時釋放的轉變熱加以利 用，以將達到之鋼帶溫度Tc〇nst保持等溫，保持時間^ 5秒， 直到第二冷却階段開始為止。 2· —種用於製造具有雙相組織的熱鋼帶的鑄造滚壓設 備，係由熱滾壓狀態製造者，具有一個設在最後的完工滾 1300443 子架⑺後方的冷料⑴（1，），該冷却道⑴（1，）具有前後 間隔设置的水冷組（3i)〜（37)，⑷’其係用於實施申請專 利範圍第1項的方法者，其特徵在： /、ΪΡ道（1) (1 )具有供傳統鑄造滾壓設備用的一般長 度（<50m)，在此長度範圍内，對應數目之可調節的水冷組 〜（37)，⑷設置的方4，使得藉由將整個冷却道依鋼帶厚 度及鋼帶速度而定作適合的移行方式，而調整各冷却階段 帶溫度Tc〇nst有一段所需的保持時間。 3.如申請專利範圍第2項之鑄造滾壓設備，其中： 各水冷組（3l)〜（37)，⑷包含數個可經由可切換的間 (J)調節的冷却樑’該冷却樑的設置方式，使得通過的熱鋼 帶(旦 10)的鋼帶上側(1〇，)與鋼帶下側(ι〇”)均勻地施以一定 水ϊ，其中該鋼帶上側（10，）與鋼帶下側（1〇，，）的水量也可 互相平衡。 4·如申明專利範圍第3項之鑄造滾壓設備，其中： 該用於冷却鋼帶上侧（10，）與鋼帶下側（10，，）的最後的 水冷組⑷各有八個可切換的閥⑺以供上下四個冷却樑之 用以準確調整水量。 ' 十一、圖式： 如次頁 15