低成本Q345E生產(chǎn)工藝研究

（河北普陽鋼鐵有限公司中厚板廠，河北 武安 056305）

低合金板以良好的綜合力學(xué)性能廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、船舶、鐵路車輛等領(lǐng)域，中厚板廠3500mm寬厚板軋機(jī)采用四輥可逆軋機(jī)可以軋制6mm～160mm厚板。但隨著鋼鐵行業(yè)競爭愈演愈烈，環(huán)保壓力增大，金屬冶煉成本日益升高，對生產(chǎn)和銷售造成很大影響[1]。在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，優(yōu)化成分方案，研究開發(fā)新的軋制方式，保證低合金產(chǎn)品質(zhì)量，改善Q345E厚板低溫沖擊韌性，提高產(chǎn)品合格率就顯得十分必要。

1 成分設(shè)計(jì)及實(shí)際成分

通常在大生產(chǎn)中，經(jīng)常采用Nb、V、Ti元素微合金化來保證強(qiáng)度指標(biāo)及低溫沖擊韌性，大膽嘗試設(shè)計(jì)優(yōu)化成分，低S低P，合金減量化，對其進(jìn)行試驗(yàn)。普通中厚板3500mm軋制生產(chǎn)線，為雙機(jī)架布置，粗軋、精軋機(jī)均為3500mm四輥可逆式軋機(jī)，最大軋制力 可達(dá)到80000KN。同時(shí)在控冷區(qū)域配備了預(yù)矯直機(jī)及東北大學(xué)升級改造的ADCOS-PM快速冷卻裝置。

快速冷卻裝置瞬時(shí)最大用水量可達(dá)到0.5MPa+10000m3/h，可實(shí)現(xiàn)：單獨(dú)超快速冷卻（UFC）；單獨(dú)常規(guī)加速冷卻（ACC）；直接淬火（DQ）三種功能。在以上軋制設(shè)備條件下，可通過控制軋制與控制冷卻來實(shí)現(xiàn)40mm～65mm厚度的合金減量化生產(chǎn)。

2 工藝設(shè)計(jì)及實(shí)際工藝

2.1 軋制工藝

基于軋制設(shè)備條件，根據(jù)實(shí)際情況制定工藝方案進(jìn)行試驗(yàn)。實(shí)際生產(chǎn)試驗(yàn)，采用320×2000mm超厚板坯，生產(chǎn)成品兩種規(guī)格50×2200mm、60×2200mm。均采用兩段式軋制，具體溫度如表1所示。

第一階段，在奧氏體再結(jié)晶階段(＞1000℃)軋制由粗軋階段完成。在這一溫度范圍內(nèi),奧氏體變形和再結(jié)晶同時(shí)進(jìn)行，因再結(jié)晶而獲得的細(xì)小奧氏體晶粒,將導(dǎo)致鐵素體晶粒的細(xì)化。在奧氏體再結(jié)晶階段內(nèi)50mm厚壓縮比達(dá)到65.6%，60mm厚壓縮比達(dá)到62.5%。

第二階段，精軋完成奧氏體非再結(jié)晶階段(950℃～Ar3)軋制。在此階段，臨近Ar3溫度的低溫控軋可使形變加劇，促使奧氏體晶粒被拉長，在伸長而未再結(jié)晶的奧氏體內(nèi)形成高密度形變孿晶和形變帶，因而增加了鐵素體的形核位置，細(xì)化了鐵素體晶粒。精軋階段50mm厚壓縮比達(dá)到54.5%，60mm厚壓縮比達(dá)到50%。

表1 工藝參數(shù)表

2.2 軋制溫度對性能的影響

圖1 精軋開軋溫度對強(qiáng)度的影響

圖2 精軋終軋溫度對強(qiáng)度的影響

根據(jù)表1中精軋開軋溫度及精軋終軋溫度，結(jié)合實(shí)際金屬板性能繪圖進(jìn)行分析，圖1為精軋開軋溫度對強(qiáng)度的影響，隨著精軋開軋溫度的逐漸升高，強(qiáng)度呈明顯降低趨勢，開軋溫度810℃～820℃左右為強(qiáng)度最優(yōu)溫度。圖2為精軋終軋溫度對強(qiáng)度的影響，隨著精軋終軋溫度的逐漸升高，強(qiáng)度呈降低趨勢，終軋溫度770℃～780℃左右為強(qiáng)度最優(yōu)溫度，相同終軋溫度下，由于精軋開軋溫度不同強(qiáng)度值存在明顯差異。

圖3為精軋開軋溫度對沖擊韌性的影響，圖4為精軋終軋溫度對沖擊韌性的影響，隨著軋制溫度的升高，沖擊韌性明顯下降，當(dāng)精軋開軋溫度高于840℃，終軋溫度高于790℃后，沖擊韌性又明顯回升。

圖3 精軋開軋溫度對沖擊的影響

圖4 精軋終軋溫度對沖擊的影響

2.3 控冷工藝

控冷工藝采用半自動方式，輥道速度為1m/s，輥道加速度設(shè)為0.006m2/S，減少頭尾溫差，促使整板溫度均勻。圖5為返紅溫度對強(qiáng)度的影響，圖6為返紅溫度對沖擊韌性的影響，從圖5、圖6中可看出，實(shí)際執(zhí)行返紅溫度在650℃～690℃之間，返紅溫度在650℃～660℃時(shí)，隨著溫度的升高，強(qiáng)度指標(biāo)值升高，沖擊韌性下降；當(dāng)返紅溫度升高至670以后，隨著返紅溫度的升高強(qiáng)度值逐漸降低。

圖5 返紅溫度對強(qiáng)度的影響

圖6 返紅溫度對沖擊韌性的影響

3 結(jié)論

低成本Q345E，以低S低P，合金減量化成分體系進(jìn)行生產(chǎn)，中間坯110mm厚，軋制50mm、60mm厚鋼板，綜合考慮性能情況，精軋開軋溫度810℃～820℃，終軋溫度770℃～780℃，返紅溫度在650℃～660℃，生產(chǎn)時(shí)，獲得其性能最好，可以進(jìn)行批量化生產(chǎn)。

[1]張彥章,王佩鑫,孫偉:Q345軋制工藝溫度對力學(xué)性能的影響;天津冶金;2016年,28-30.