本钢连轧厂优质碳素结构45钢板优化工艺实践-本钢李毅伟.pdf
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1、2007 年全国塑性加工理论与新技术学术研讨会 2007 年 5 月 沈阳 156 热连轧优质碳素结构钢 45#钢板优化生产工艺实践 李毅伟 1,韩 伟1,王鲁宁2 (1.本钢技术中心 117000; 2. 本钢热连轧厂 117000) 摘摘 要要:本钢连轧厂优质碳素结构 45#钢板的力学性能检验合格率是影响产品质量的主要因素,针对 45#钢力学性能 一检合格率低的情况, 我们对钢板生产过程中的轧制工艺进行了跟踪, 通过取样进行实验室的 CCT 曲线测定等工作, 找到了工艺中存在的影响力学性能的原因,对轧制生产工艺进行了优化,提高了 45#钢的力学性能一检合格率。 关键词关键词:力学性能一检合
2、格率;珠光体组织;热模拟试验 The practice of the optimization of product process of 45# steel strip of Hot Rolling Mill of Ben steel Liyiwei1,Hanwei1,Wangluning2 (1Technology Center of Benxi Iron & Steel (Group) Co.Ltd,benxi 117000; 2Hot Rolling Mill of Benxi Iron & Steel (Group) Co.Ltd,benxi 117000) Abstract: Th
3、e mechanical property of 45# steel is the main influence element of product quality, for the low of qualified ratio of first mechanical property test, we trace the rolling produce process during producing of 45# steel strip . Through the determining of CCT curve, etc, we found the influence element
4、of mechanical property, optimized the rolling product process, increased the qualified ratio of first mechanical property of 45# steel strip Key words: qualified ratio of first mechanical property;pearl microstructure;thermal simulation test 1 前言 本钢连轧厂生产的优质碳素结构钢 45#热轧钢板, 2003 年以前按国标生产,主要问题是塑性指 标不合,延
5、伸率在 1321%范围内,产品力学性能不能满足要求,一检合格率仅能达到 80%,因此, 2004 年后采用企标 Q/BGZ01-2004 作为检验标准。我们对 2005 年生产的 45#钢生产数据进行统计, 一检合格率为 84.50%,成材率为 86.01%。 由于 45#钢的成材率和一检合格率低,因此从 2006 年 1 月 1 日起我们对 45#钢的力学性能进行 数据统计分析,跟踪生产工艺,取样对 45#钢进行实验室的 CCT 曲线测定,变形抗力等试验室研究 及热模拟实验,研究 45#钢成份-工艺-组织性能之间关系,找出影响 45#钢一检合格率的主要原因, 对 45#钢的生产工艺参数进行优
6、化,取得了比较理想的效果。 2 45#钢生产现状 2.1 生产工艺 本钢连轧厂 45#钢采用的生产工艺流程如下: 转炉冶炼AHF 或 LF 炉精炼连铸加热炉1700 轧机层流冷却卷取。 工艺参数优化前连轧厂 45#钢板的轧制工艺及冷却工艺参数见表 1: 2007 年全国塑性加工理论与新技术学术研讨会 2007 年 5 月 沈阳 157 表 1 45#钢连轧轧制工艺参数 Tab.1 Hot mill process parameter of 45# steel 钢种 加热速度 粗轧开轧温度精轧开轧温度 终轧温度 卷取温度 8.5min/cm 45# 8min/cm 1130 950 890 66
7、0 2.2 现场取样物理检验结果 在现场跟踪过程中我们对 45#带钢进行取样分析,发现钢板金相组织中有两方面对钢板的力学 性能产生不利影响: 2.2.1 从金相检验结果发现钢板中的金属夹杂物级别较高,主要是 A 类夹杂物和 B 类夹杂物,其中 A 类夹杂物的级别达到 2.0 级(见图 1) ,为标准要求的上限。 表 2 45#钢非金属夹杂物金相检验结果 Tab.2 Nonmetal inclusion microstructure of 45# steel 非金属夹杂物及级别 试样批号 钢种 A B C D 18546P 45# 2.00e1.50e0 0e0 0e 2.2.2 金相检验结果钢
8、板中的珠光体含量最高达到 94.38%(见图 2) 。从检验结果看,带钢中珠光体 含量高,带钢的延伸率低。 表 3 45#钢金相组织检验结果 Tab.3 Microstructure of 45# steel 试样批号 炉号 钢种组织 珠光体含量(P%) 延伸率 18553S 39746 45# P+F 94.38% 15.5% 图 1 45#钢 A 类夹杂物金相照片 图 2 45#钢金相组织检验照片 Fig.1 Microstructure of A type inclusion Fig.2 Microstructure of 45# steel 2.3 提高延伸率的缓冷工业试验 由于带钢的
9、冷却速度越快,带钢中的珠光体含量越高,导致强度上升,带钢的延伸率下降,因 此根据生产中带钢的冷却速度相对较快的实际情况,对带钢的层流冷却模式进行调整,由原来带钢 出精轧后急冷,改为间隔喷水缓冷,缓冷试验选择在 5.0mm 厚度规格的带钢上进行,在保证终轧温 2007 年全国塑性加工理论与新技术学术研讨会 2007 年 5 月 沈阳 158 度与卷取温度达到标准要求的条件下,将带钢的冷却速度降到 15/S,检验结果带钢的力学性能有 较大的提高,试轧的 3 批 5.0mm 厚度规格钢板的延伸率都达到了 20%以上,平均延伸率为 24%,大 大超过标准要求的 16%。力学性能数据见表 4。 表 4
10、缓冷试验带钢的力学性能 Tab.4 Mechanical property of slow cold steel strip 生产 日期 炉号 批号 规格 (mm) 屈服强度 (MPa) 抗拉强度 (MPa) 延伸率 (%) 2006.2.8 50899 060208342J 5.01250 505 760 20.5 2006.2.8 31058 060208251S 5.01250 405 680 26.5 2006.2.8 11066 060208277S 5.01250 430 700 25.0 平均值 446.7 713.3 24 2.4 力学性能不合情况及原因分析 按企标 Q/BGZ
11、01-2004 要求,我们对工艺优化前后 2006 年 112 月份生产的 18 批一次机能检验 延伸率没有达到标准要求的钢板进行了原因分析。 通过我们对不合带钢取样在技术中心物理室进行金相组织检验以及生产数据统计分析,发现以 下几方面原因影响钢板的延伸率。 2.4.1 通过化学成分统计分析, 发现炼钢化学成分控制 C 含量偏于标准上限, 在总共冶炼的 88 炉 45# 钢中,有 16 炉的 C 含量在 0.47%以上,占总炉数的 18%。C 含量偏高是钢板经过连轧后成品钢板中 珠光体含量高的一个重要原因,造成钢板的强度提高,塑性下降。 2.4.2 生产工艺优化前,由于钢板出精轧后的冷却快,钢
12、板中的珠光体含量偏高,取样检验最高时珠 光体含量达到 94.38%(见图 2) ,珠光体含量高是钢板强度上升,延伸率下降的主要原因。 2.4.3 我们在生产工艺跟踪和数据统计分析过程中,发现由于 45#钢板轧制过程中换规格比较频繁, 且厚度规格变化大,使二级计算机冷却模型无法适应,轧制过程中终轧温度和卷取温度控制不准确。 终轧温度最低时为 820,与工艺标准 890要求相差 70,卷取温度最低时为 620,与优化后工 艺标准 690要求相差 70,终轧与卷取温度低,造成钢板中的珠光体含量高,由于珠光体含量高, 钢板强度上升,延伸率下降,这是工艺优化后钢板力学性能不合的一个主要原因。 3 实验室
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