薄板坯连铸连轧微合金化技术

br />     在可以预见的未来时期，钢铁仍然是难以替代的“必选材料”，而且是可
循环材料。钢铁不仅是非常重要的结构材料，也是以年产千万吨计的重要功
能材料。
    1856年亨利·贝塞麦发明底吹转炉以后，国际钢铁工业步入真正的工业
化进程，迄今已有150年左右的历史。在这150年左右的历史进程中，特别
是第二次世界大战结束以后，世界钢铁工业得到了迅猛的发展，其工艺技术、
装备水平、制造流程结构、产品质量及其品种、规格、产量水平都取得了重
大的进步。从工艺技术、装备角度上看，超大型高炉、氧气转炉、连续铸钢、
大型连轧机等的发明与发展，特别是全连铸钢厂的出现及其全球性推行，使
得钢厂的结构发生了深刻的变化。在这种技术进步思想的推动下，1989年世
界上**条薄板坯连铸连轧作业线在美国建成并投入生产，其影响不言而喻。
1999年，我国**条薄板坯连铸连轧作业线在广州珠江钢厂顺利投产，相继
有邯郸、包头钢厂的薄板坯连铸连轧作业线成功投产、达产。至2006年，我
国已有13条薄板坯连铸连轧作业线，年产能力约3000万吨，已成为生产热
轧宽带钢的重要组成部分。
    薄板坯连铸连轧生产流程的特点是：重视生产工艺流程的连续性／准连续
性和紧凑一协调性，*大限度地减少不必要的加工工序；力求生产过程中*
小的能源消耗，特别是连铸以后生产工序的能源消耗；*大限度地保持薄板
坯和轧件的温度均匀性，使产品具有均匀的微观组织和力学性能、高水平的
厚度精度和优良的板形。
    薄板坯连铸连轧作业线成功投产以后，各国学者特别是中国学者非常重
视相关的技术开发和产品开发。中国工程院产业工程科技委员会内专门设立
了“薄板坯连铸连轧技术交流与开发协会”，并选举了理事会。自2003年以
来，每年举办一次全国性的年会，交流生产技术经验，交流学术观点。其中，
涌现出了一批年轻才俊。
    毛新平博士是我国较早地从事薄板坯连铸连轧流程的设计、建设、生产
和产品开发的年轻才俊之一。他曾在设计院工作多年，从事工程设计和建设
工作，继而转入钢铁企业担任总工程师。他勤奋扎实地深入生产实践，进行
 工艺研究和产品开发，取得了令人注目的成绩。毛新平博士原来是学习金属
压力加工专业的，后又转攻冶金学，获得工学博士学位，以其较为宽阔的知
识基础和较为丰富的实践经验，对薄板坯连铸连轧作业线的产品开发进行了
比较系统、深入的研究，并经过提炼、总结写成《薄板坯连铸连轧微合金化
技术》一书，既具有学术意义，更具有时生产实践的指导价值。
    本书的特点是：从薄板坯连铸连轧生产工艺流程中存在的许多不同于传
统工艺流程的冶金一材料学特点出发，例如薄板坯特有的过程热履历，更快
的凝固和冷却速度以及这些特点对凝固、冷却、形变、相变过程中微合金化
元素行为的影响，进而研究、开发在薄板坯连铸连轧工艺流程条件下微合金
化技术和微合金化产品。本书在概要地介绍了薄板坯连铸连轧技术的同时，
介绍了微合金钢的定义、微合金化技术原理，进而分别讨论了在薄板坯连铸
连轧条件下添加钛、钒、铌、硼诸元素的微合金化技术及其相应的产品开发、
产品性能，内容的系统性、实用性较强。值得强调指出的是，本书涉及的知
识和成果大都是来自生产实践的，是经过了生产过程的实践验证的。当然，
某些理论上的认识或工艺技术的完善，可能还有待进一步深化。总之，可以
相信本书对于钢铁生产企业特别是薄板坯连铸连轧生产企业、冶金与材料专
业的高等院校、钢铁工程设计院和研究院的相关专业人士，具有相当的参考
价值，而且可以说是一本较为系统的专业参考书。
   
  前言
    薄板坯连铸连轧技术是近十几年来世界钢铁工业取得的重要技术进步之
一，是继氧气转炉炼钢、连续铸钢之后，又一带来钢铁工业技术革命的新技
术。目前，薄板坯连铸连轧技术已得到广泛的推广应用。至2006年底，全球
已建薄板坯连铸连轧生产线54条，年生产能力达9080万t。其中我国有13
条，年生产能力约3000万t，约占我国热轧宽带钢生产能力的30％，我国已
成为全球拥有薄板坯连铸连轧生产线*多、产能*大的国家。
    微合金化技术．是提高钢材综合性能的有效技术途径，随着薄板坯连铸连
轧技术的推广应用，人们开始研究基于薄板坯连铸连轧流程的微合金化技术
的相关问题，并取得了许多成果。近年来，广州珠江钢铁有限责任公司与广
钢集团CSP应用技术研究所、北京科技大学和钢铁研究总院合作，系统研究
了薄板坯连铸连轧工艺条件下微合金元素各类析出物的析出规律和各种微合
金钢的强化机理，发现了不同于传统流程的若干特殊规律，研制出高强耐候
钢、超细晶高强汽车结构钢、石油管线及套管用钢等系列高性能钢板。基于
上述研究成果，“薄板坯连铸连轧微合金化技术研究及低成本高性能微合金钢
的开发”项目获2007年度国家科技进步奖二等奖，“薄板坯连铸连轧微合金
化技术及其应用研究”项目获2006年度冶金科学技术奖一等奖。
    本书回顾了薄板坯连铸连轧技术和微合金化技术的发展历程，分析了薄
板坯连铸连轧技术的特点及其关键技术，阐述了薄板坯连铸连轧流程钛、钒、
铌、硼等微合金元素的析出规律、相关微合金钢的组织演变规律、强韧化机
理、生产技术及产品应用技术。本书共6章。第l章概述了微合金化技术的
基础理论，概括了微合金化技术的发展，特别是基于薄板坯连铸连轧流程微
合金化技术发展的情况；第2章回顾了薄板坯连铸连轧技术的发展历程、分
析了几种薄板坯连铸连轧技术的特点、薄板坯连铸连轧的连铸、衔接和热连
轧等工序的关键技术、半无头轧制和铁素体轧制技术等新技术；第3—6章分
别论述了钛、钒、铌、硼等微合金化技术的特点和理论基础，重点阐述了钛、
钒、铌、硼等微合金化元素在薄板坯连铸连轧流程中的析出规律以及基于薄
板坯连铸连轧流程钛、钒、铌、硼等微合金钢的组织演变规律、强韧化机理，
提出了薄板坯连铸连轧流程各种微合金化技术关键问题的解决方案，总结了
高强及超高强耐候钢、超细晶高强汽车结构钢、管线及石油套管用钢等高性
能钢材的生产技术及产品应用技术。
    本书旨在系统总结在薄板坯连铸连轧微合金化技术的基础理论、生产技术
和产品应用技术等方面的研究成果，丰富薄板坯连铸连轧技术和微合金化技术，
拓展薄板坯连铸连轧技术的产品范围，提高薄板坯连铸连轧技术的竞争力。
    本书由毛新平等著。其中，第1章的1．1～1．3节由毛新平撰写，1．4节由
毛新平和朱达炎撰写；第2章由毛新平撰写；第3章由毛新平和高吉祥撰写；
第4章由毛新平和李春艳撰写；第5章由毛新平和陈麒琳撰写；第6章由毛新
平、谢利群和霍向东撰写。康永林教授、黄志坚教授审阅了全部书稿，孙新军
博士审阅了第3—4章，霍向东博士审阅了第5章，陈麒琳硕士审阅了第6章。
    感谢殷瑞钰院士、干勇院士、李正邦院士、张寿荣院士、王国栋院士、
翁宇庆教授、李文秀教授、仲增墉教授、苏天森教授、田乃媛教授、傅杰教
授、柳得橹教授、张永权教授、杨才福教授等对本课题研究工作的悉心指导。
特别是殷瑞钰院士在钛微合金化技术研究方面给予了高屋建瓴的指导，使研
究工作取得突破性进展，并在百忙之中为本书作序。
    感谢康永林教授、刘清友教授、孙新军博士、霍向东博士、周建博士、苏亮博
士、阳军硕士、李烈军博士、柴毅忠博士、林振源硕士、高吉祥博士、庄汉洲高工、李
春艳硕士、陈麒琳硕士、许传菜高工、谢利群硕士、陈学文硕士、苏东硕士、李轲
新硕士、钟志永工程师、张金星工程师、刘义军工程师、沈训良工程师、谢劲
松工程师、袁红霞工程师等在课题研究过程中所做的大量、卓有成效的工作，
课题组全体成员的精诚合作使研究工作取得了可喜成绩。感谢贺东风博士、刘
阳春博士、吴华杰博士、江供养硕士对研究工作的支持和帮助。感谢广州珠江
钢铁责任有限公司的领导和工程技术人员对课题研究工作的大力支持。
    感谢康永林教授、黄志坚教授、孙新军博士、霍向东博士、陈麒琳硕士
在百忙之中审阅了书稿并提出了许多宝贵意见。感谢王建珂工程师在本书编
写过程中所做的大量工作。
    由于本书所涉及的是全新的领域，加之作者水平所限，书中不足之处，
恳请读者指正。