萊鋼薄規格耐低溫鋼板的生產實踐

張　鵬（萊蕪鋼鐵集團有限公司寬厚板事業部，山東萊蕪271104）

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萊鋼薄規格耐低溫鋼板的生產實踐

張鵬
（萊蕪鋼鐵集團有限公司寬厚板事業部，山東萊蕪271104）

摘要：對8 mm厚度-45℃耐低溫沖擊鋼板在萊鋼4 300 mm寬厚板生產線的生產實踐進行分析，優選并確定了最佳生產工藝參數，C 0.12%～0.15%，Mn 1.25%左右，Nb、Ti 0.015%，P、S元素和其他雜質盡可能低；鑄坯出爐溫度1 200～1 240℃，溫差20℃內；中間坯厚度48 mm左右；精軋開軋溫度穩定在1 050℃左右，精軋7道次，終軋溫度控制在830℃左右。

關鍵詞：薄規格鋼板；-45℃耐低溫沖擊；加熱溫度；終軋溫度

近幾年，用戶對8 mm薄規格鋼板耐-45℃低溫沖擊低合金鋼板的需求量增長迅速。薄規格寬厚板產品軋制過程中極易出現浪形、翹頭、扣頭、鐮刀彎等板形不良現象，甚至會出現刮框、軋廢等嚴重問題，性能則易出現強度高、塑性和韌性差的現象，生產難度大［1-4］。同時，寬厚板產品嚴格的使用環境要求和用戶使用需求的日漸提高，又要求寬厚板產品必須在輕量化、低成本的基礎上追求更高的綜合力學性能，特別是耐低溫沖擊性能。結合萊鋼4 300 mm寬厚板生產線8 mm薄規格-45℃耐低溫沖擊鋼板的生產實踐，研究分析化學成分、軋制工藝參數等對鋼板耐低溫沖擊韌性的影響規律，優選并確定了最佳生產工藝參數，使該產品具備了穩定批量生產能力。

1　化學成分要求

由于所生產薄規格-45℃耐低溫沖擊鋼板產品的規格相對較集中，同時為了使研究更具針對性，故所選用6個實例均為同一規格鋼板，鑄坯尺寸200 mm×1 500 mm，鋼板尺寸8 mm×2 600 mm。生產鋼板的化學成分控制以及用戶要求情況見表1。1#和2#鋼板不添加Nb、Ti合金元素，其他化學成分含量基本一致；3#和4#鋼板均添加0.015%左右的Nb、Ti元素，其他化學成分含量基本一致；5#和6#鋼板均添加0.022%左右的Nb元素和0.015%左右的Ti元素，6#鋼板的鋼板碳含量較低。

2　軋制工藝控制

根據現場生產工藝控制情況，生產8 mm厚度薄規格鋼板時，當中間坯厚度在50 mm以上時，更容易出現浪形、刮框和軋廢等問題。為保證板形，避免生產事故發生，通常設定中間坯厚度在40～48 mm，鑄坯出爐表面與心部溫差一般控制在10℃以內。所選取鋼板的實際生產工藝控制情況見表2。

表1　鑄坯化學成分%

表2　生產工藝控制情況

從生產工藝控制情況看，6支鋼板使用鑄坯尺寸和成分尺寸均一致。為了降低軋制難度，利于軋制過程中的板形控制，鑄坯出爐溫度控制在1 190℃以上，并且鑄坯在均熱段停留50 min以上，以保證鑄坯表面與心部溫差控制在20℃以內；為保證鋼板表面質量，除鱗機（水壓32 MPa）上下集管全部投入，以保證除鱗效果；鋼板采用2階段軋制，粗軋階段采用大壓下模式，展寬后最后兩道的壓下率達25%～32%；當鑄坯出爐溫度在1 210℃以上時，鋼板的精軋開軋溫度穩定在1 055℃左右，精軋階段首道次必須除鱗，其余道次根據厚度規格和溫度控制要求進行選擇，從而保證除鱗效果；為避免軋廢和生產事故發生，保證鋼板板形，鋼板中間坯厚度設定40～48 mm。受精軋道次數影響，鋼板的終軋溫度存在較大差異：精軋5道時，終軋溫度一般在870℃以上；精軋7道時，終軋溫度一般在835℃左右。鋼板軋后熱矯、空冷。

3　產品組織性能分析

8 mm厚薄鋼板的力學性能檢測情況見表3。鋼板金相組織見圖1。

表3　鋼板力學性能

圖1　鋼板金相組織

由表3可以知道，1#鋼板的強度指標和斷后伸長率富余量較好，但是低溫沖擊性能差；2#鋼板的強度指標富余量較好，沖擊性能合格，但是存在波動；3#鋼板的斷后伸長率富余量較小，沖擊性能合格，但是富余量較小，并且頁存在波動；4#鋼板的強度指標、斷后伸長率和低溫沖擊性能均較理想；5#鋼板的強度偏高，斷后伸長率富余量較好，低溫沖擊性能合格，但是也存在較大波動，并且單值富余量小；6#鋼板的強度指標、斷后伸長率和低溫沖擊性能均較理想。

由圖1可知：1#和2#鋼板的晶粒較粗大，尺寸均勻，帶狀組織級別相對較高；3#和4#鋼板的晶粒細小均勻，晶粒度9.5級左右，帶狀組織2.0級左右；5#和6#鋼板的晶粒更加細小，尺寸均勻，帶狀組織1.5級左右，控制良好。

經大批量生產及用戶抽檢發現：采用2#鋼板相同工藝生產的產品低溫沖擊韌性不合格質量問題比例較大；采用3#、5#鋼板相同工藝生產的產品沖擊韌性整體波動較大且富余量較小，存在一定質量風險；采用4#、6#鋼板相同工藝生產的產品各項性能均較理想，但是4#鋼板的生產成本低于6#鋼板。

4　產品質量分析及改進

1）1#和2#鋼板不添加Nb、Ti元素，鋼板沖擊性能較低，并且存在較大的波動，微觀組織分析發現，鋼板的晶粒度8～9級，帶狀組織3.0級左右；添加Nb、Ti元素之后，鋼板的低溫沖擊性能得到顯著提高，微觀組織分析發現，鋼板晶粒細化明顯，帶狀組織也有較明顯減輕。因此，為保證-45℃低溫沖擊性能，應適量添加Nb、Ti微合金元素，盡可能降低P、S元素和其他雜質含量。同時，應適當降低C、Mn元素含量，以保證較理想的強度性能富余量。

2）薄規格鋼板生產對加熱溫度要求較高，較高的出爐溫度可以降低軋制難度，利于板形控制，但是溫度過高會影響鋼板性能，甚至產生過熱、過燒現象。根據生產線實際，綜合考慮軋制、性能、能耗等因素，將加熱溫度控制在1 200～1 240℃，同時，控制好板坯表面與心部溫差，以避免軋制時出現翹頭、扣頭等板形問題。

3）根據生產線實際，為利于板形控制，采用較高的精軋開軋溫度（1 050℃左右）和較小的中間坯厚度（50 mm以下）。同時，為了保證鋼板具有較好的綜合力學性能，特別是耐低溫沖擊韌性，必須充分發揮軋制過程的物理冶金作用，使晶粒得到充分細化，這就要求保證較低的精軋終軋溫度。通過軋制工藝分析發現，中間坯厚度直接影響精軋道次數，進而影響精軋終軋溫度的控制，因此，應采用相對較大的中間坯倍數（6倍），盡可能將精軋道次限定為7道，最終使精軋終軋溫度控制在830℃左右。

5　結論

1）為了獲得較理想的綜合力學性能，特別是提高并穩定-45℃低溫沖擊韌性，同時兼顧生產成本，化學成分控制為：C 0.12%～0.15%，Mn 1.25%左右，Nb、Ti 0.015%，P、S元素和其他雜質盡可能低。

2）為了降低軋制難度，利于后續軋制過程中的板形控制應做到以下兩點：鑄坯出爐溫度應控制在1 200～1 240℃，并且要控制好鑄坯上、下表面與心部溫差；中間坯厚度控制在48 mm左右。

3）經過軋制工藝、性能、微觀組織綜合對比分析，確定其最佳軋制工藝為：精軋開軋溫度1 050℃左右，中間坯厚度48 mm左右，精軋限定7道次以保證終軋溫度控制在830℃左右。

參考文獻：

［1］宋志超.濟鋼中板廠高強度薄規格板高效軋制技術的創新與應用［J］.寬厚板，2009，15（3）：7-10.

［2］周國林，周焱民.寬厚板軋機軋制薄規格鋼板的工藝研究［J］.軋鋼，2009，26（1）：66-68.

［3］梁玉超，劉朋，趙善杰.中厚板廠薄規格鋼板軋制技術開發［J］.山東冶金，2014，36（3）：13-16.

［4］李鑫磊，王立堅，董占斌，等.4 300 mm寬厚板軋機軋制8 mm厚鋼板生產實踐［J］.軋鋼，2013，30（5）：49-51.

Production Practice of Thin Gauge Low-temperature Tolerant Steel Plates in Laiwu Steel

ZHANG Peng
（The Heavy Plate Business Division of Laiwu Iron and Steel Group Corporation, Laiwu 271104, China）

Abstrraacctt:: Through analyzing the production practice of thickness 8mm low-temperature tolerant plates at -45℃in 4 300 mm heavy plate production line in Laiwu Steel, the design of optimum process parameters was optimized and confirmed. The process parameters were designed as follows: C 0.12% ~ 0.15%, Mn is about 1.25%, Nb, Ti is 0.015%, P and S elements and other impurities is as low as possible; the discharging temperature of slabs was 1 200~1 240℃, their temperature difference was controlled within 20℃. The thickness of intermediate slabs was 48 mm; the start rolling temperature in the finishing rolling period was about 1 050℃, with 7 passes in finishing period, and the finishing temperature was controlled at 830℃. The stable batch supplying of this product was realized.

Key worrddss:: steel plates; low-temperature impact at -45℃; heating temperature; finishing temperature

作者簡介：張鵬，男，1983年生，2009年畢業于北京科技大學材料加工工程專業，碩士。現為萊鋼寬厚板事業部工程師，從事寬厚板產品的研發和技術管理工作。

收稿日期：2015-01-26

中圖分類號：TG335.5

文獻標識碼：B

文章編號：1004-4620（2015）06-0017-03