Q345低合金系列成分“降錳微增鈦”后熱軋工藝研發(fā)及優(yōu)化

周景如 徐朝輝 王照玄 羅瀟

摘 要：重鋼熱軋薄板廠生產(chǎn)的低合金高強(qiáng)度鋼Q345用途廣泛，下游客戶反饋其質(zhì)量比較穩(wěn)定。然而伴隨鋼鐵市場蕭條，為占有市場份額，降低生產(chǎn)成本是企業(yè)生存發(fā)展的必然選擇。

其中合金的消耗就是降本的一個(gè)重點(diǎn)也是難點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際情況，優(yōu)化Q345成品成分，采用控軋控冷工藝，極大程度地節(jié)約了生產(chǎn)成本，且生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量始終滿足客戶的需求。

關(guān)鍵詞：Q345低合金；軋制工藝；產(chǎn)品質(zhì)量

中圖分類號： TF777 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）19-195-2

1 降錳微增鈦Q345工藝開發(fā)

綜合考慮Q345的性能和成本現(xiàn)狀以及鈦合金在鋼中的作用，通過提高鈦含量，降低錳含量，從而降低生產(chǎn)成本，其化學(xué)成分見表1；并根據(jù)鋼中有效鈦含量進(jìn)行控軋控冷或調(diào)整軋制規(guī)格，保證產(chǎn)品性能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

1.1 軋制工藝方案的確定

1.1.1 冷卻方案一

改變層冷稀疏模式，減少快冷段集管出水量，依靠粗調(diào)和精調(diào)達(dá)到目標(biāo)設(shè)定溫度。終軋溫度控制在820℃-850℃之間，卷取溫度控制在590℃-570℃間，縮小溫降差。

該方案對改變高溫區(qū)冷卻速度過快有限，但對性能影響較小。該方案在現(xiàn)場實(shí)施時(shí)，肉眼觀察鋼板經(jīng)層冷后，仍然起浪。說明該方案不合理。

1.1.2 冷卻方案二

在方案一基礎(chǔ)上，通過設(shè)定中間溫度值660℃-650℃，同時(shí)投用快冷I、II段，通過設(shè)定中間溫度使前后冷卻速度均勻分布。更能改變高溫區(qū)冷取速度過快問題，對性能影響也較小。該方案在現(xiàn)場跟蹤軋制時(shí)，肉眼觀察層冷后鋼板起浪，說明該方案不合理。

1.1.3 冷卻方案三

方案三：在方案一基礎(chǔ)上，前段采用常規(guī)層冷，投用快冷II段。

該方案能徹底解決高溫區(qū)冷速過快問題，現(xiàn)場軋制完全解決了浪形的產(chǎn)生。但是性能試驗(yàn)結(jié)果，屈服強(qiáng)度偏低。

為此，對II段冷卻工藝進(jìn)行如下優(yōu)化：中間溫度設(shè)定提高到720℃-730℃，即在相變點(diǎn)之上進(jìn)行II段快冷，對提高屈服強(qiáng)度有利。

方案三優(yōu)化后屈服強(qiáng)度有所提高，按國標(biāo)復(fù)試性能合格率可達(dá)97.14%。故按照優(yōu)化后的方案三批量生產(chǎn)降錳微增鈦Q345B。

1.2 降錳Q345B工藝改進(jìn)

Q345低合金系列“降錳微增鈦”后，熱軋薄板廠通過快速冷卻工藝來提高Q345B的強(qiáng)度。根據(jù)用戶反饋，生產(chǎn)的即降錳微增鈦Q345B出現(xiàn)批量的浪形。該缺陷出廠檢驗(yàn)比例達(dá)到12.14%。所以有必要進(jìn)一步優(yōu)化快速冷卻工藝。

根據(jù)前期試驗(yàn)的3種方案，及理論支持最終確定終軋溫度控制在810℃-890℃之間，卷取溫度控制在590℃-560℃間，層流冷卻策略的最終方案為投用快冷I段工藝，再逐步進(jìn)行工藝微調(diào)的思路。

表2 降錳微增鈦Q345冷卻制度

降低快冷I段集管出水量，能緩解層冷高溫區(qū)的冷卻速度。同時(shí)對性能影響較小。現(xiàn)場軋制時(shí)，浪形也得到基本解決。

2 保證產(chǎn)品質(zhì)量

“降錳微增鈦”Q345低合金系列產(chǎn)品通過大量的工藝實(shí)驗(yàn)后工藝基本固化，針對部分規(guī)格進(jìn)行工藝微調(diào)，其生產(chǎn)日趨穩(wěn)定，復(fù)試性能合格率達(dá)98.53%。FA比例達(dá)96.55%。性能指標(biāo)及外形質(zhì)量亦大幅提高。（圖1，圖2）

3 結(jié)語

采取降錳、鈦微合金化工藝相比原工藝Q345B鋼屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度基本穩(wěn)定，屈服強(qiáng)度平均值相比判定標(biāo)準(zhǔn)富余89MPa，抗拉強(qiáng)度平均值富余82MPa；晶粒細(xì)化，帶狀組織級別降低；雖然出現(xiàn)TiN夾雜物，但最高為1.0級。充分證明該工藝生產(chǎn)的“降錳微增鈦”Q345低合金產(chǎn)品各項(xiàng)理化指標(biāo)完全符合低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及使用要求。

同時(shí)，成本指標(biāo)降低，噸鋼平均成本降低40余元。順利實(shí)現(xiàn)了“降本增效”的目標(biāo)，也為下游客戶提高了經(jīng)濟(jì)效益。在鋼鐵市場同質(zhì)化時(shí)代，為重鋼熱軋薄板廠站穩(wěn)市場創(chuàng)造了條件。