能夠替代中厚板、滿足最嚴(yán)格的使用要求的熱軋帶鋼在鋼材市場中的吸引力越來越大。而過去，只有中厚板才能滿足這樣嚴(yán)格的使用要求。事實(shí)已經(jīng)證明，達(dá)涅利威恩聯(lián)合公司(DWU)推出的靈活的薄板坯軋制技術(shù)，是用薄板坯連鑄工藝取代傳統(tǒng)厚板坯工藝路線生產(chǎn)API管線鋼的可靠手段。采用薄板坯連鑄和直接熱裝軋制工藝生產(chǎn)的高強(qiáng)度低合金熱軋帶鋼產(chǎn)品，完全可以與傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝路線媲美。

  Ezz帶鋼廠擁有全部由達(dá)涅利供貨的世界上最先進(jìn)、最具競爭力的熱帶軋機(jī)。在這條生產(chǎn)線上，已經(jīng)成功地開發(fā)了這種新的生產(chǎn)工藝路線。在Ezz帶鋼廠的配合下，目前已經(jīng)成功地澆鑄了幾爐這種高強(qiáng)度低合金鋼，并順利地軋制成熱軋帶鋼產(chǎn)品。

  該廠的主要設(shè)備包括：1座電弧爐(EAF)、1套鋼包精煉爐(LF)、1臺(tái)90～70mm薄板坯連鑄機(jī)(TSC)和1架熱帶軋機(jī)(HSM)。熱帶軋機(jī)由1個(gè)粗軋機(jī)架、1條加熱輸送輥道和6個(gè)精軋機(jī)架組成。

  此次試生產(chǎn)的目的是為了驗(yàn)證工廠能夠滿足澆鑄、軋制和生產(chǎn)高強(qiáng)度低合金鋼的要求，特別是對(duì)力學(xué)性能指標(biāo)和技術(shù)參數(shù)有嚴(yán)格要求的北極高寒地區(qū)用APIX70管線鋼。特別值得一提的是，這是世界上首次用靈活的薄板坯軋制(fTSR)設(shè)備生產(chǎn)在北極地區(qū)嚴(yán)酷的環(huán)境下使用的APIX70管線鋼。幾爐鋼水的試澆試軋結(jié)果已經(jīng)證明，達(dá)涅利薄板坯連鑄技術(shù)特別適合生產(chǎn)高強(qiáng)度低合金鋼熱軋帶卷，哪怕用于極為嚴(yán)酷的使用環(huán)境，其各項(xiàng)性能指標(biāo)仍可超過標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的質(zhì)量要求。

  1 前言

  對(duì)熱軋帶卷生產(chǎn)提出的最新要求是擴(kuò)大短流程鋼廠的鋼種生產(chǎn)范圍，以便在很短的時(shí)間內(nèi)對(duì)市場作出快速反應(yīng)，特別是對(duì)管線鋼APIX70這樣的微合金鋼提出的最新要求是能夠適應(yīng)北極高寒地區(qū)嚴(yán)酷的使用條件。達(dá)涅利通過它的fTSR+靈活的薄板坯軋制技術(shù)向世人展示短流程鋼廠也可以生產(chǎn)這樣的鋼種，而且完全能夠滿足國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的質(zhì)量要求。

  Ezz帶鋼廠新近投產(chǎn)的達(dá)涅利設(shè)備已經(jīng)用于進(jìn)行APIX60和X70管線鋼試生產(chǎn)。主要技術(shù)裝備包括1座電弧爐、1套鋼包精煉爐、1臺(tái)靈活的薄板坯連鑄機(jī)、1座隧道式加熱爐和1架熱帶軋機(jī)。

  2EFS短流程鋼廠設(shè)備配置和主要特點(diǎn)

  EFS短流程鋼廠是按采用由達(dá)涅利威恩聯(lián)合公司開發(fā)的靈活的薄板坯軋制技術(shù)(fTSC+)設(shè)計(jì)的。其中包括采用動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)的達(dá)涅利靈活的薄板坯連鑄機(jī)(fTSC)和7機(jī)架熱帶軋機(jī)(1個(gè)粗軋機(jī)架+6個(gè)精軋機(jī)架)。

  連鑄機(jī)采用達(dá)涅利推出的所有最新工藝技術(shù)：

  1)長漏斗形結(jié)晶器和達(dá)涅利4孔式浸入式水口，可使鋼水在結(jié)晶器內(nèi)保持良好的流場狀態(tài)，促進(jìn)初生坯殼均勻凝固，獲得卓越的表面質(zhì)量，從而確保能夠澆鑄所有的生產(chǎn)鋼種。

  2)漏鋼和粘結(jié)預(yù)報(bào)系統(tǒng)通過布置在結(jié)晶器4塊銅板上的熱電偶可有效防止粘結(jié)和漏鋼，并在發(fā)出粘結(jié)或漏鋼報(bào)警后，自動(dòng)恢復(fù)安全澆鑄狀態(tài)。

  3)結(jié)晶器熱像圖可在澆鑄過程中連續(xù)監(jiān)控4塊銅板表面溫度的變化，并通過熱像圖對(duì)鑄坯表面質(zhì)量作出判斷。

  4)帶有液芯控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)輕壓下裝置，可針對(duì)每一鋼種和每一種澆鑄條件，改善和優(yōu)化鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。

  5)旋轉(zhuǎn)式除鱗機(jī)利用小流量高壓水有效去除鑄坯表面生成的一次氧化鐵皮，確保鑄坯在進(jìn)入隧道式加熱爐之前保持表面清潔。

  3APIX70管線鋼試制

  在EFS-Ezz帶鋼廠組織試生產(chǎn)的目的是為了檢驗(yàn)工業(yè)生產(chǎn)條件是否適合澆鑄、軋制和生產(chǎn)API管線鋼，特別是X60和X70鋼種。為進(jìn)行試生產(chǎn)，決定先試澆3爐，鋼水總量超過400t。先澆1爐APIX60管線鋼，并進(jìn)行軋制，目的是為生產(chǎn)APIX70做好技術(shù)準(zhǔn)備。生產(chǎn)APIX70才是本次試制的真正目的。X60和X70管線鋼力學(xué)性能指標(biāo)均符合API5L標(biāo)準(zhǔn)，詳見。

  APIX60和X70管線鋼的主要特點(diǎn)是同時(shí)具有很高的強(qiáng)度和韌性。通過控制化學(xué)成份，加入微合金元素-特別是Nb-細(xì)化晶粒，可將這兩項(xiàng)指標(biāo)有機(jī)地結(jié)合起來。

在軋機(jī)選擇不同的工作參數(shù)時(shí)，比如粗軋機(jī)和精軋機(jī)入口和出口溫度、卷取溫度、軋制制度和不同的軋制力等各項(xiàng)參數(shù)，也都與來自模擬計(jì)算的理論值進(jìn)行對(duì)照檢查和比較。達(dá)涅利威恩聯(lián)合公司在Ezz帶鋼廠技術(shù)部和CentroSviluppoMateriali(CSM-意大利)的密切配合下，進(jìn)行了金相分析和力學(xué)性能試驗(yàn)。

  4試制結(jié)果

  從澆鑄第一爐開始，鑄坯就沒有出現(xiàn)有可能導(dǎo)致熱軋帶卷質(zhì)量問題的任何缺陷。鑄坯內(nèi)部質(zhì)量也非常好，沒有在試樣中看到任何偏析和/或內(nèi)部缺陷。

  從X70鋼的顯微組織中可以看到致密的鐵素體和珠光體細(xì)晶粒組織。然而，在試件中心部位，仍可看到一些鐵素體和珠光體晶粒帶;但沒有在邊部或四分之一的位置看到帶狀組織。值得一提的是，由于存在Mn、P偏析，在X70鋼中看到帶狀顯微組織是非常普遍的現(xiàn)象。而在我們的試樣中，僅在位于中心部位的很小區(qū)域內(nèi)才可以看到少量的帶狀組織。這主要應(yīng)歸功于液芯輕壓下技術(shù)。

  為(CSM)提供了60個(gè)試樣，按APIRP5L3標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行落錘撕裂試驗(yàn)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，試驗(yàn)應(yīng)在0～-80℃溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。每個(gè)帶卷采集15個(gè)樣本，在整個(gè)溫度范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。DWTT落錘撕裂試驗(yàn)的主要結(jié)果表明，所有的分析試樣即使在-40℃低溫條件下，也都完全表現(xiàn)出良好的延展性能。

  5結(jié)論

  達(dá)涅利威恩聯(lián)合公司擁有最先進(jìn)的薄板坯連鑄連軋?jiān)O(shè)備的設(shè)計(jì)、制造技術(shù)訣竅。這些技術(shù)訣竅來自可靠的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和不斷創(chuàng)新。在達(dá)涅利威恩聯(lián)合公司積累的豐富經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，目前已經(jīng)成功推出北極高寒地區(qū)用API管線鋼生產(chǎn)技術(shù)。并為生產(chǎn)這些管線鋼，對(duì)鋼種化學(xué)成份和煉鋼、連鑄、熱軋工藝參數(shù)進(jìn)行了分析和優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上，在埃及Ezz帶鋼廠進(jìn)行了試生產(chǎn)，成功地澆鑄出這種微合金鋼連鑄坯，鑄坯質(zhì)量良好，沒有發(fā)現(xiàn)任何橫向或角部裂紋，并順利軋制成熱軋帶卷。熱軋帶卷厚度分別為6mm、8mm和10mm。

  對(duì)試制成品帶卷的金相檢驗(yàn)和力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果表明：

  鋼種化學(xué)成分、連鑄和熱軋工藝參數(shù)設(shè)計(jì)合理，試制成品具有非常致密的細(xì)晶粒組織，X70的平均晶粒直徑可小于10靘，達(dá)到很高的CVN沖擊值。這些沖擊值完全可與用傳統(tǒng)工藝路線生產(chǎn)的類似鋼種的沖擊值媲美。

  El.和YS/UTS試驗(yàn)也同樣得到很好的結(jié)果。DWTT試驗(yàn)也獲得與眾不同的結(jié)果：對(duì)于10mm厚帶鋼，在低達(dá)-60℃的低溫條件下仍具有良好的延伸性能(平均剪切面積超過70%)，FATT(斷口形狀轉(zhuǎn)變溫度)約為-70℃。