薄板坯连铸连轧高寒地区用X70管线钢

  能够替代中厚板、满足最严格的使用要求的热轧带钢在钢材市场中的吸引力越来越大。而过去，只有中厚板才能满足这样严格的使用要求。事实已经证明，达涅利威恩联合公司(DWU)推出的灵活的薄板坯轧制技术，是用薄板坯连铸工艺取代传统厚板坯工艺路线生产API管线钢的可靠手段。采用薄板坯连铸和直接热装轧制工艺生产的高强度低合金热轧带钢产品，完全可以与传统生产工艺路线媲美。

  Ezz带钢厂拥有全部由达涅利供货的世界上最先进、最具竞争力的热带轧机。在这条生产线上，已经成功地开发了这种新的生产工艺路线。在Ezz带钢厂的配合下，目前已经成功地浇铸了几炉这种高强度低合金钢，并顺利地轧制成热轧带钢产品。

  该厂的主要设备包括：1座电弧炉(EAF)、1套钢包精炼炉(LF)、1台90～70mm薄板坯连铸机(TSC)和1架热带轧机(HSM)。热带轧机由1个粗轧机架、1条加热输送辊道和6个精轧机架组成。

  此次试生产的目的是为了验证工厂能够满足浇铸、轧制和生产高强度低合金钢的要求，特别是对力学性能指标和技术参数有严格要求的北极高寒地区用APIX70管线钢。特别值得一提的是，这是世界上首次用灵活的薄板坯轧制(fTSR)设备生产在北极地区严酷的环境下使用的APIX70管线钢。几炉钢水的试浇试轧结果已经证明，达涅利薄板坯连铸技术特别适合生产高强度低合金钢热轧带卷，哪怕用于极为严酷的使用环境，其各项性能指标仍可超过标准规定的质量要求。

  1 前言

  对热轧带卷生产提出的最新要求是扩大短流程钢厂的钢种生产范围，以便在很短的时间内对市场作出快速反应，特别是对管线钢APIX70这样的微合金钢提出的最新要求是能够适应北极高寒地区严酷的使用条件。达涅利通过它的fTSR+灵活的薄板坯轧制技术向世人展示短流程钢厂也可以生产这样的钢种，而且完全能够满足国际标准规定的质量要求。

  Ezz带钢厂新近投产的达涅利设备已经用于进行APIX60和X70管线钢试生产。主要技术装备包括1座电弧炉、1套钢包精炼炉、1台灵活的薄板坯连铸机、1座隧道式加热炉和1架热带轧机。

  2EFS短流程钢厂设备配置和主要特点

  EFS短流程钢厂是按采用由达涅利威恩联合公司开发的灵活的薄板坯轧制技术(fTSC+)设计的。其中包括采用动态轻压下技术的达涅利灵活的薄板坯连铸机(fTSC)和7机架热带轧机(1个粗轧机架+6个精轧机架)。

  连铸机采用达涅利推出的所有最新工艺技术：

  1)长漏斗形结晶器和达涅利4孔式浸入式水口，可使钢水在结晶器内保持良好的流场状态，促进初生坯壳均匀凝固，获得卓越的表面质量，从而确保能够浇铸所有的生产钢种。

  2)漏钢和粘结预报系统通过布置在结晶器4块铜板上的热电偶可有效防止粘结和漏钢，并在发出粘结或漏钢报警后，自动恢复安全浇铸状态。

  3)结晶器热像图可在浇铸过程中连续监控4块铜板表面温度的变化，并通过热像图对铸坯表面质量作出判断。

  4)带有液芯控制系统的动态轻压下装置，可针对每一钢种和每一种浇铸条件，改善和优化铸坯内部质量。

  5)旋转式除鳞机利用小流量高压水有效去除铸坯表面生成的一次氧化铁皮，确保铸坯在进入隧道式加热炉之前保持表面清洁。

  3APIX70管线钢试制

  在EFS-Ezz带钢厂组织试生产的目的是为了检验工业生产条件是否适合浇铸、轧制和生产API管线钢，特别是X60和X70钢种。为进行试生产，决定先试浇3炉，钢水总量超过400t。先浇1炉APIX60管线钢，并进行轧制，目的是为生产APIX70做好技术准备。生产APIX70才是本次试制的真正目的。X60和X70管线钢力学性能指标均符合API5L标准，详见。

  APIX60和X70管线钢的主要特点是同时具有很高的强度和韧性。通过控制化学成份，加入微合金元素-特别是Nb-细化晶粒，可将这两项指标有机地结合起来。

在轧机选择不同的工作参数时，比如粗轧机和精轧机入口和出口温度、卷取温度、轧制制度和不同的轧制力等各项参数，也都与来自模拟计算的理论值进行对照检查和比较。达涅利威恩联合公司在Ezz带钢厂技术部和CentroSviluppoMateriali(CSM-意大利)的密切配合下，进行了金相分析和力学性能试验。

  4试制结果

  从浇铸第一炉开始，铸坯就没有出现有可能导致热轧带卷质量问题的任何缺陷。铸坯内部质量也非常好，没有在试样中看到任何偏析和/或内部缺陷。

  从X70钢的显微组织中可以看到致密的铁素体和珠光体细晶粒组织。然而，在试件中心部位，仍可看到一些铁素体和珠光体晶粒带;但没有在边部或四分之一的位置看到带状组织。值得一提的是，由于存在Mn、P偏析，在X70钢中看到带状显微组织是非常普遍的现象。而在我们的试样中，仅在位于中心部位的很小区域内才可以看到少量的带状组织。这主要应归功于液芯轻压下技术。

  为(CSM)提供了60个试样，按APIRP5L3标准进行落锤撕裂试验。根据标准规定，试验应在0～-80℃温度范围内进行。每个带卷采集15个样本，在整个温度范围内进行试验。DWTT落锤撕裂试验的主要结果表明，所有的分析试样即使在-40℃低温条件下，也都完全表现出良好的延展性能。

  5结论

  达涅利威恩联合公司拥有最先进的薄板坯连铸连轧设备的设计、制造技术诀窍。这些技术诀窍来自可靠的实践经验和不断创新。在达涅利威恩联合公司积累的丰富经验的基础上，目前已经成功推出北极高寒地区用API管线钢生产技术。并为生产这些管线钢，对钢种化学成份和炼钢、连铸、热轧工艺参数进行了分析和优化。在此基础上，在埃及Ezz带钢厂进行了试生产，成功地浇铸出这种微合金钢连铸坯，铸坯质量良好，没有发现任何横向或角部裂纹，并顺利轧制成热轧带卷。热轧带卷厚度分别为6mm、8mm和10mm。

  对试制成品带卷的金相检验和力学性能试验结果表明：

  钢种化学成分、连铸和热轧工艺参数设计合理，试制成品具有非常致密的细晶粒组织，X70的平均晶粒直径可小于10靘，达到很高的CVN冲击值。这些冲击值完全可与用传统工艺路线生产的类似钢种的冲击值媲美。

  El.和YS/UTS试验也同样得到很好的结果。DWTT试验也获得与众不同的结果：对于10mm厚带钢，在低达-60℃的低温条件下仍具有良好的延伸性能(平均剪切面积超过70%)，FATT(断口形状转变温度)约为-70℃。