薄板坯连铸连轧是80年代末，90年代初开发成功的生产热轧板卷的一项短流程工艺，作为薄板坯连铸连轧工艺之一的FTSR(Flexible Thin Slab Rolling)工艺与传统厚板坯连轧工艺在连铸过程、加热制度、轧制过程及板带传输速度等方面存在较明显的差异，同时在设备布置上与现在世界上大多采用的CSP(Compact Strip Production)短流程也有很大的差别，近年来，对于FTSR技术成形过程中薄板的组织演变规律、力学性能特征及其控制以及第二相粒子的析出机制等方面的研究工作很少有报道。 采用Nb微合金化的方式，通过Nb的固溶和应变诱导析出行为抑制晶粒的粗化是目前高附加值产品大多采用的路线。含Nb钢薄板坯连铸连轧面临的一个重大难题就是混晶问题。为此需要系统地研究FTSR轧制低碳含Nb钢时，随着Nb含量的变化，动态再结晶、静态再结晶、Nb的析出、相变行为的变化规律，其研究结果不仅可以更清楚地了解FTSR的演变机理，更重要的是可以对薄板坯连铸连轧生产高附加值钢的轧制工艺提供重要的参考和指导。能够更充分地发挥FTSR的优势。本文通过对含碳量为0.05％，含Nb量分别为0％，0.014％，0.025％，0.036％，0.05％和0.083％的六个化学成分的钢进行：FTSR的热模拟，对其在本钢FTSR工艺过程中的组织性能特性、组织演变规律进行了系统的研究和分析，同时分析本钢FTSR现场轧卡实验数据，得到如下主要结论： (1)利用Gleeble-2000热模拟机，研究了FTSR工艺中Nb含量对钢的动态再结晶和变形抗力的影响规律。研究结果表明，微量Nb的加入，使得动态再结晶激活能显著增加，即动态再结晶的发生变得困难；随着钢中Nb含量的增加，动态再结晶激活能也逐渐增加。然而增加趋势逐渐缓慢，当Nb含量大于0.05％时，动态再结晶激活能呈下降趋势。同时也进行了现场轧制数据的分析。通过现场轧制力数据反推变形抗力可以看出，薄板坯连铸连轧生产线生产管线钢X46的再结晶终止温度为981.3℃。考虑的固溶元素Mn和Nb的影响，回归了变形抗力模型。薄板坯连铸连轧在粗轧阶段，动态再结晶发生较为充分，动态软化率接近1。 (2)通过对不同含Nb量钢的静态软化行为进行双道次和8道次的热模拟实验研究。研究结果表明，随着含Nb量的增加，软化率曲线下移。微量Nb的加入，使得静态再结晶激活能显著增加，随着钢中Nb含量的增加，静态再结晶激活能也逐渐增加。然而增加趋势逐渐缓慢，当Nb含量大于0.05％时，静态再结晶激活能呈下降趋势。对于8道次连续压缩实验，随Nb含量的增加，T<,nr>越高。大量现场实测数据表明，对于碳锰钢，随着轧制温度的降低，平均变形抗力呈缓慢直线上升趋势；对于高强钢，管线钢等含Nb钢，在温度低于再结晶终止温度时，平均变形抗力上升趋势更加明显。 (3)对本钢薄板坯连铸连轧生产线轧制含Nb钢相变行为的分析。结果表明，当终轧温度为880℃时，随着Nb含量的变化，奥氏体向铁素体相变实际转变温度呈不同的变化趋势，当冷却速度较小时，Nb含量对铁素体相变实际转变温度影响不大，当冷却速度为20℃/s时，随Nb含量的增加，奥氏体向铁素体相变实际转变温度先降低后升高。随着终轧温度的升高，奥氏体向铁素体相变实际转变温度呈升高趋势，但当冷却速度相对较大时，终轧温度的影响不明显。研究了冷却速度、Nb含量、相变前奥氏体平均尺寸对铁素体晶粒尺寸的影响。 (4)对某低碳含Nb钢的两次试轧并配合轧卡实验，结果表明： 1)铸坯表面组织存在由细小等轴晶组成的细晶粒带，从铸坯表面到铸坯心部，晶粒尺寸逐渐变大，在距离铸坯表面1/8厚度处开始出现枝晶组织，从距离铸坯表面1/8厚度处到距铸坯表面1/4厚度处，枝晶臂的宽度呈由细变粗的趋势。在连铸坯中心处，枝晶与粗大的等轴晶粒并存。 2)第一道次发生了完全的动态再结晶，奥氏体晶粒尺寸轧后得到了明显的细化，由原来铸坯心部平均晶粒尺寸600μm左右经R1轧后得到的奥氏体平均晶粒尺寸为53.8μm，经R2轧制后，奥氏体平均晶粒尺寸继续降低到44.4μm，表明在入F1前，奥氏体再结晶发生是充分的。 3)随着累计应变的增加，平均铁素体尺寸呈减少趋势。最后一道次后心部铁素体晶粒平均尺寸大约5μm左右。晶粒度达到了12级。表面铁素体的平均尺寸要小于心部的。随着厚度的减薄，板带表面和心部的铁素体平均尺寸差逐渐减少，铁素体分布倾向于更均匀化。 4)试轧结果表明，本钢薄板坯连铸连轧生产线轧制BG510L钢的化成成分应保证碳含量不大于0.05％，铌含量在0.035％左右，锰含量在1.5％左右。最优轧制工艺为，R1、R2的压下率要求大于等于50％。出炉温度不小于1150℃，精轧开轧温度设定为970℃，终轧温度设定为860℃，卷取温度设定为660℃。