節(jié)約型中厚板減量化軋制工藝與成材率研究.pdf

1、本文依托國(guó)家十一五科技支撐計(jì)劃“新一代可循環(huán)鋼鐵流程工藝技術(shù)”項(xiàng)目，以國(guó)內(nèi)某寬厚板生產(chǎn)線建設(shè)及新產(chǎn)品開發(fā)為背景，以連鑄坯生產(chǎn)高韌性特厚板及提高寬厚板綜合成材率為研究對(duì)象，在中厚板直接軋制技術(shù)、連鑄坯生產(chǎn)高韌性特厚板技術(shù)、提高中厚板綜合成材率等方面開展研究工作。所開發(fā)的中厚板高效軋制技術(shù)，根據(jù)軋制規(guī)格設(shè)計(jì)剪切規(guī)則等技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于國(guó)內(nèi)某寬厚板生產(chǎn)線。該工藝技術(shù)投入生產(chǎn)后，生產(chǎn)效率明顯提高，綜合成材率逐漸上升。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:

2、r>　　1.用三角形速度場(chǎng)，以上界功率最小化，首次求得板坯軋制中心缺陷壓合的臨界力學(xué)條件;相應(yīng)的變形幾何條件為:l/(h)≥0.518缺陷壓合。
　　2.以現(xiàn)場(chǎng)有內(nèi)部缺陷，320mm連鑄坯在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行模擬軋制，模擬比為2∶1。當(dāng)壓下率＜10％，未達(dá)到缺陷壓合臨界條件，鋼板出現(xiàn)探傷缺陷且Z向斷面收縮率較低;隨著壓下量的逐漸增加，Z向斷面收縮率提高，當(dāng)壓下率達(dá)到臨界壓合條件，鋼坯缺陷被壓合，探傷合格。
　　3.在實(shí)驗(yàn)室模擬軋制基

3、礎(chǔ)上，在某寬厚板生產(chǎn)線進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，驗(yàn)證了道次壓下量較小，粗軋縱軋階段未達(dá)到缺陷壓合臨界條件時(shí)，鋼板內(nèi)部缺陷未壓合且探傷不合格;當(dāng)粗軋縱軋l/h超過0.518時(shí)，150mm特厚成品板內(nèi)部缺陷被壓合，探傷合格。
　　4.通過熱模擬試驗(yàn)，研究了C-Mn鋼高溫奧氏體變形過程中的動(dòng)態(tài)再結(jié)晶和靜態(tài)再結(jié)晶行為，建立了熱加工方程并預(yù)測(cè)出奧氏體再結(jié)晶變形激活能為273 kJ/mol。以此為基礎(chǔ)，在某寬厚板生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)了高溫奧氏體直接軋制+水冷工

4、藝開發(fā)60-85mm規(guī)格Q345系列鋼板，達(dá)到了減量化目標(biāo)。
　　5.研究特厚板坯質(zhì)量控制、加熱制度、壓下規(guī)程與控軋控冷工藝等對(duì)高韌性特厚板的影響，通過嚴(yán)格控制有害元素P、S含量分別小于0.014％和0.004％，H含量控制在1.0ppm以內(nèi)，鋼坯心部偏析達(dá)到C類0.5;加熱時(shí)間達(dá)到鋼坯溫度均勻的要求，軋制采用低速大壓下(△hmax達(dá)到38mm)，鋼板通過緩慢冷卻促使H擴(kuò)散，經(jīng)過900℃正火后，實(shí)現(xiàn)了400mm連鑄坯生產(chǎn)130mm

5、以下規(guī)格Q345E-Z35高韌性特厚板的目標(biāo)。使國(guó)內(nèi)某寬厚板生產(chǎn)線成為國(guó)內(nèi)首家用連鑄坯生產(chǎn)高韌性特厚板且成材率達(dá)到了89.14％的企業(yè)。新工藝比用鑄錠生產(chǎn)的傳統(tǒng)工藝提高成材率8-15％。
　　6.采用超快冷工藝，實(shí)現(xiàn)17.5mm規(guī)格管線鋼冷卻速度從ACC生產(chǎn)的25℃/s提高到35℃/s。生產(chǎn)X70的組織形態(tài)為貝氏體+針狀鐵素體+少量MA島，表層和四分之一處晶粒細(xì)小，為典型貝氏體+針狀鐵素體組織，心部晶粒和表層有一定差異，心部塊狀鐵

6、素體相對(duì)粗大。鋼板屈服強(qiáng)度比ACC生產(chǎn)的提高60MPa，抗拉強(qiáng)度提高45.8MPa。合金含量降低了17.5％，實(shí)現(xiàn)了合金元素減量化。
　　7.高強(qiáng)鋼采用UFC+堆垛緩冷工藝，實(shí)現(xiàn)了TMCP工藝生產(chǎn)Q550D高強(qiáng)鋼，取消了原ACC生產(chǎn)后的回火工序，實(shí)現(xiàn)了工序減量化目標(biāo)。
　　8.分析了影響成材率的關(guān)鍵因素，以現(xiàn)場(chǎng)大量數(shù)據(jù)測(cè)量為基礎(chǔ)，對(duì)厚度偏差、切邊量和切頭尾量規(guī)則進(jìn)行了優(yōu)化，獲得了合理坯型設(shè)計(jì)規(guī)則。用Power Builder