q345d熱軋h型鋼生產(chǎn)工藝的開發(fā)

q345d熱軋h型鋼生產(chǎn)工藝的開發(fā)

h鋼作為一種綠色材料，廣泛應(yīng)用于各種空間結(jié)構(gòu)、橋梁、民用高層建筑、工業(yè)設(shè)施、鋼結(jié)構(gòu)制作等領(lǐng)域。目前市場上H型鋼主流產(chǎn)品是Q235B和Q345B,無法滿足一些特定用戶的要求。為此首鋼長治鋼鐵有限公司(以下簡稱長鋼)在生產(chǎn)Q345B的基礎(chǔ)上,開發(fā)了Q345D熱軋H型鋼。Q345DH型鋼主要用于寒冷地區(qū)各種建筑的支柱、基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)和一些需適應(yīng)復(fù)雜氣候的環(huán)保設(shè)備,所以需要較高的強(qiáng)度和較好的韌性。有些鋼廠生產(chǎn)Q345D時采用鈮做為微合金化的主要元素,但在加熱時如處理不好,容易產(chǎn)生魏氏組織,對其性能產(chǎn)生不利影響1配方含量、組織均勻,規(guī)則營養(yǎng)成分與Q345B相比,Q345D要求-20℃低溫沖擊功達(dá)到34J,為此要求鋼坯潔凈度高,有害元素P、S含量低,氧、氫、氮等氣體少,鋼材組織均勻,晶粒細(xì)小。根據(jù)目前長鋼的裝備水平,確定工藝路線為:混鐵爐—轉(zhuǎn)爐—LF精煉爐—異型坯連鑄機(jī)—H型鋼生產(chǎn)線,并增加適量Al或V等細(xì)化晶粒的合金,優(yōu)化連鑄和軋制參數(shù)進(jìn)行試制。成分控制要求見表1。2生產(chǎn)工藝2.1鋼渣2.1.1釩為氧傳質(zhì)劑轉(zhuǎn)爐工序要求裝入量(鐵水和廢鋼)穩(wěn)定,并且要控制好終點成分和出鋼溫度。釩氮合金應(yīng)在主要脫氧合金加入后,鋼水包半滿前,并最低限度避免合金和氧化渣直接接觸的前提下加入,來保證釩吸收率最大化,同時有足夠的時間使氮溶解。轉(zhuǎn)爐工序主要數(shù)據(jù)見表2。從表2可知裝入量(鐵水和廢鋼)控制較好,波動范圍70.03~70.94t/爐,各爐詳細(xì)分布如圖1所示。終點成分控制波動較大,終點C質(zhì)量分?jǐn)?shù)波動范圍為0.06%~0.11%;終點硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)波動范圍0.022%~0.024%,超出預(yù)定控制范圍;終點磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)波動范圍0.008%~0.012%,控制比較理想。出鋼溫度控制較低,范圍為1615~1643℃,氬后溫度為1580~1606℃,溫降約為40℃。2.1.2控制脫氧控制精煉工序主要數(shù)據(jù)見表3。精煉過程回磷為0.03%~0.06%,脫硫效果一般,脫氧效果比較明顯,出站成分作為終點成分,均在控制范圍內(nèi)。2.1.3連鑄工藝連鑄工序主要數(shù)據(jù)見表4。連鑄過程中中包溫度比較穩(wěn)定,波動范圍小,拉速相對較慢,有利于控制連鑄坯物理缺陷。2.2鋼鉻處理2.2.1加熱爐均熱段溫度在H型鋼生產(chǎn)線分別軋制了H300×150×6.5×9和H250×250×9×14規(guī)格H型鋼,加熱爐均熱段溫度為1250℃。加熱曲線見圖2。2.2.2種常用的熱軋軋溫度為獲得晶粒細(xì)小的組織,要求最終變形的溫度低一些,并有相對較大的變形量。確定開坯機(jī)開軋溫度為1200℃,終軋溫度為1030℃,萬能軋機(jī)開軋溫度為960℃,終軋溫度為860℃。萬能軋機(jī)的變形量為40%~60%。萬能軋機(jī)軋制溫度曲線見圖3。經(jīng)軋后取樣測量、測驗,其紅檢尺寸和各種性能要求均滿足國標(biāo)要求。3試驗分析3.1控制范圍不同從表5可知,本次試制的Q345D化學(xué)成分均在控制范圍內(nèi),C、Si的成分在上限,Mn和V控制在比較低的水平,P、S控制的比較低。力學(xué)性能和-20℃沖擊功遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出國標(biāo)要求。3.2晶粒的測量試驗Q345D的金相組織和低倍檢驗(見下頁圖4)。從圖4可知,本次試制的Q345D晶粒比較細(xì),但規(guī)格為H250×250型鋼金相組織較粗大,為8級,有混晶現(xiàn)象,這也是這個規(guī)格試樣沖擊功檢驗不穩(wěn)定的原因。成品低倍檢驗合格。4連鑄機(jī)生產(chǎn)線1)本次試制Q345D沒有采用Nb微合金化的工藝路線,采用V—N合金進(jìn)行微合金化,通過釩的碳氮化物在較低溫度軋制時晶間析出,阻止晶粒長大,達(dá)到細(xì)化晶粒提高沖擊韌性的目的。2)工藝路線為混鐵爐—轉(zhuǎn)爐—1號LF精煉爐—6號連鑄機(jī)—H型鋼生產(chǎn)線可行。各工序參數(shù)制定較為合理。3)H型鋼加熱溫度控制在1250