发布者：山东千士金属制品有限公司　　发布时间：2021/9/9　　阅读：32次

Q345D与Q345E中厚板减量化轧制初探

1.前言

由于金融危机的影响，2009年全球钢铁需求进一步缩减，钢铁业供大于求的形势已成定局，钢铁产品价格大幅度下调，利润空间进一步被压缩，在此形势下，减量化生产模式走入了我们的视野。所谓减量化，即采用较低的成本配合采取各项配套的工艺措施生产高附加值产品。天津钢铁集团有限公司（以下简称天钢）瞄准当前形势，自2009年以来，利用现有3500mm双机架中厚板轧机、ACC层流冷却等在线配套的工艺装备，同时配合采用CR、TMCP轧制工艺的技术优势，进行了Q345系列升级更高级别低合金高强钢板的生产工艺初探

通过生产开发实践，天钢完成了≤40mm规格产品的减量化轧制的成分设计与工艺开发，可实现由Q345C升级到Q345E、Q345D升级到Q420E。现已实现了减量化技术应用的规模化，生产出的产品性能均匀稳定，深受用户好评，为天钢拓展了利润空间，具有较强的推广价值。

 

2.研究内容

2.1 产品质量要求

成分上，常规的Q345C、Q345D、Q345E及Q420E的成分设计要求见表1。

表1  Q345C～Q420E的成分设计

牌 号

化学成分，%

C

Si

Mn

P

S

Alt

Nb

V

Q345C

0.14~0.20

0.20~0.40

1.30~1.60

≤0.030

≤0.030

≥0.020

---

---

Q345D

0.13~0.17

0.20~0.40

1.40~1.60

≤0.025

≤0.025

≥0.020

0.015~0.025


Q345E

0.13~0.17

0.20~0.40

1.40~1.60

≤0.025

≤0.025

≥0.020

0.02~0.03

---

Q420E

0.12~0.16

0.20~0.30

1.45~1.65

≤0.025

≤0.025

≥0.020

0.02-0.035

0.02-0.06

根据GB/T 1591-1994标准，低合金高强钢板的力学性能应符合表2的规定。

表2  Q345C～Q420E力学性能要求

钢种

屈服点

Rel/MPa

抗拉强度Rm/MPa

伸长率

A/%

冲击功AKV，J

试验温度℃

纵向

＞16-35

＞35-50

Q345C

325

295

470-630

21

0

≥34

Q345D

325

295

470-630

21

-20

≥34

Q345E

325

295

470-630

21

-40

≥27

Q420E

400

380

520-680

18

-40

≥27

2.2 工艺设计方案

本次试验力求通过Q345C和Q345D的成分升级轧制更高级别的产品，初步设计的升级思路为Q345C→Q345E、Q345D→Q420E。

2.2.1 工艺路线：转炉—LF炉—连铸—板坯检验—加热—高压水除鳞—粗轧—精轧—ACC冷却—热矫—精整—检验入库

2.2.2 成分设计：化学成分的设计原则为低碳高锰，配合添加适量的Al和Nb两种微合金化元素，冶炼成分按表1中Q345C和Q345D的成分内控要求执行。

2.3 技术措施

2.3.1 炼钢工艺

由于低合金高强度结构钢板对低温韧性和焊接性能要求很高，且本次主要目的是进行减量化生产，因此对钢的纯净度要求比较严格。故本次试炼的Q345C及Q345E原料全部采用精料，[O]、P、S含量控制较低，钢质纯净度比较令人满意；同时采用Al、Nb复合微合金化，有效保证晶粒的细化效果。

2.3.2 连铸

连铸采用全保护浇注，适当控制中间包钢水温度，浇注过程保持拉速稳定，严格结晶器及二冷控制等对含Nb钢尤为重要。钢中加入Nb在高温条件下会降低钢的高温塑性，结晶器出口铸坯温度T<950℃时会有大量Nb（C、N）析出，导致钢的高温性能变差，使铸坯产生横裂，同时二冷区的冷却制度决定着铸坯内部质量。结晶器的冷却水量采用弱冷，以避免Nb（C、N）和AlN的大量析出[1-3]，避开高温脆性区，从而有利于消除矫直裂纹。

2.3.3 加热工艺

加热温度主要依据于微合金元素的溶解度和奥氏体晶粒粗化温度。加热过程要求较高的温度和足够的时间以溶解碳化物及均匀组织。在加Al细化晶粒的钢坯中，为防止奥氏体晶粒长大，加热温度不宜过高，钢坯温度在1180℃左右均匀化即可。Nb的碳氮化物在1150℃开始溶解，为了让Nb的化合物溶解充分，亦考虑到晶粒的长大，确定了板坯加热温度1200℃，最高不超过1250℃。板坯加热时间保证在3-3.5h。