Q235B碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶的研制

1、Q235B碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶的研制鑒定材料濟(jì)南鋼鐵股份有限公司2006年6月“Q235B碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶的研制”鑒定材料目錄鑒定材料之一鑒定大綱鑒定材料之二工作報(bào)告鑒定材料之三技術(shù)報(bào)告鑒定材料之四產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告鑒定材料之五產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鑒定材料之六用戶使用情況報(bào)告鑒定材料之七經(jīng)濟(jì)效益分析報(bào)告鑒定材料之八查新咨詢報(bào)告鑒定材料之九標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告鑒定材料之一鑒 定 大 綱鑒定委員會(huì)“Q235B碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶的研制”鑒定大綱受省經(jīng)貿(mào)委的委托，山東省冶金工業(yè)總公司對(duì)濟(jì)南鋼鐵股份有限公司完成的“Q235B碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶的研制”項(xiàng)目進(jìn)行技術(shù)鑒定，鑒定委員會(huì)制訂鑒定大綱如下：一、項(xiàng)目名稱：Q235B

2、碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶的研制二、項(xiàng)目來(lái)源：自選三、項(xiàng)目?jī)?nèi)容：1700中薄板坯連鑄連軋工程是濟(jì)鋼落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，走新型工業(yè)化道路，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品升級(jí)換代，進(jìn)一步提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的標(biāo)志性工程，也是濟(jì)鋼可持續(xù)發(fā)展，保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)“國(guó)內(nèi)一流、國(guó)際先進(jìn)板材精品基地”目標(biāo)的核心工程。該項(xiàng)目的軋鋼工序1700熱連軋生產(chǎn)線已于2006年1月16日一次通板成功，目前正在進(jìn)行規(guī)格、品種試軋和設(shè)備功能調(diào)試。Q235B碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶的成功研制為濟(jì)鋼打開(kāi)了卷板市場(chǎng)，且為后序的冷軋、鍍鋅等工序提供足量高質(zhì)量原料卷，提高濟(jì)鋼薄板系列產(chǎn)品的附加值和檔次，多品種規(guī)格的商品板材對(duì)全面優(yōu)化濟(jì)鋼的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)濟(jì)鋼市場(chǎng)

3、競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)“十一五”規(guī)劃具有重要意義。四、項(xiàng)目起止時(shí)間：五、項(xiàng)目承擔(dān)單位：濟(jì)鋼技術(shù)中心 項(xiàng)目協(xié)作單位：六、鑒定材料及提供單位：1、鑒定大綱鑒定委員會(huì)2、工作報(bào)告濟(jì)鋼股份公司3、技術(shù)報(bào)告濟(jì)鋼股份公司4、產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告5、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)國(guó)家技術(shù)監(jiān)督局6、用戶使用情況報(bào)告7、經(jīng)濟(jì)效益分析報(bào)告濟(jì)鋼財(cái)務(wù)8、查新咨詢報(bào)告山東省科學(xué)院情報(bào)研究所9、標(biāo)準(zhǔn)化審查報(bào)告濟(jì)鋼股份公司七、鑒定程序1、討論并通過(guò)鑒定大綱2、聽(tīng)取工作報(bào)告3、聽(tīng)取技術(shù)報(bào)告4、聽(tīng)取用戶使用情況報(bào)告5、聽(tīng)取經(jīng)濟(jì)效益分析報(bào)告6、現(xiàn)場(chǎng)考察7、專家評(píng)議8、討論通過(guò)鑒定意見(jiàn)9、鑒定委員會(huì)專家簽字 鑒定委員會(huì) 二OO六 年 六 月鑒定材料之二工 作 報(bào) 告 濟(jì)

4、鋼股份有限公司2006年6月Q235B碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶的研制工作報(bào)告1前言今年是國(guó)家提出“十一五”計(jì)劃的第一年，也是我們國(guó)將處于居民消費(fèi)結(jié)構(gòu)升級(jí)和工業(yè)化、城鎮(zhèn)化步伐加快的時(shí)期，經(jīng)濟(jì)發(fā)展處于上升通道，作為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)原材料，鋼鐵在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中起著舉足輕重的作用。對(duì)濟(jì)鋼來(lái)說(shuō)，今年熱連軋、冷軋的相續(xù)投產(chǎn)，以及4#連鑄機(jī)、RH爐的相續(xù)增建，這標(biāo)志著濟(jì)鋼告別了無(wú)薄板的時(shí)期。普通級(jí)別的鋼種Q235B碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶，廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、交通運(yùn)輸機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、家電制造、制管和輕工業(yè)等一般結(jié)構(gòu)件。在此背景下，濟(jì)鋼根據(jù)自己的生產(chǎn)和工藝裝備開(kāi)發(fā)了Q235B碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶。2項(xiàng)目的技術(shù)進(jìn)步

5、意義1700中薄板坯連鑄連軋工程是濟(jì)鋼落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀，走新型工業(yè)化道路，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品升級(jí)換代，進(jìn)一步提升核心競(jìng)爭(zhēng)力的標(biāo)志性工程，也是濟(jì)鋼可持續(xù)發(fā)展，保持競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)“國(guó)內(nèi)一流、國(guó)際先進(jìn)板材精品基地”目標(biāo)的核心工程。Q235B碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶的成功研制為濟(jì)鋼打開(kāi)了卷板市場(chǎng)，且為后序的冷軋、鍍鋅等工序提供足量高質(zhì)量原料卷，提高濟(jì)鋼薄板系列產(chǎn)品的附加值和檔次，多品種規(guī)格的商品板材對(duì)全面優(yōu)化濟(jì)鋼的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)濟(jì)鋼市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，實(shí)現(xiàn)“十一五”規(guī)劃具有重要意義。3研制過(guò)程中課題組進(jìn)行的主要工作（1）市場(chǎng)研究及對(duì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的分析課題組對(duì)Q235B鋼帶的市場(chǎng)需求情況進(jìn)行了認(rèn)真細(xì)致的研究分析。碳素

6、結(jié)構(gòu)鋼Q235B具有優(yōu)良的塑性、韌性、冷沖壓性能，廣泛用于工程機(jī)械、交通運(yùn)輸機(jī)械、建筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、家電制造、制管和輕工業(yè)等一般結(jié)構(gòu)件。地域分布廣，使用集中，資金充裕，適于進(jìn)行新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、開(kāi)拓，市場(chǎng)前景遠(yuǎn)大。研制組對(duì)GB/T912、GB/T3274碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼熱軋薄鋼板和鋼帶標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行認(rèn)真學(xué)習(xí)、分析。從成分設(shè)計(jì)入手，定量分析了碳、硅、錳、鋁等元素對(duì)鋼性能的影響，掌握了各種元素、工藝環(huán)節(jié)對(duì)性能指標(biāo)的影響，論證了在現(xiàn)有技術(shù)條件下開(kāi)發(fā)該鋼的可行性，為制定生產(chǎn)工藝提供可靠依據(jù)。（2）關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵工藝的確定依據(jù)冷軋、熱連軋、三煉鋼現(xiàn)有設(shè)備，制定相應(yīng)的冶煉連鑄軋制工藝方案。主要技術(shù)關(guān)鍵有：嚴(yán)

7、格控制鋼中夾雜物，通過(guò)降低鋼中硫、磷含量和氣體夾雜，凈化鋼液，確保鋼質(zhì)純凈，鐵水硫含量0.025%；轉(zhuǎn)爐冶煉采用全程底吹A(chǔ)r工藝，采用擋渣出鋼，嚴(yán)格控制下渣量，轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)C=0.08%-0.10%，P0.015%。全程吹A(chǔ)r保護(hù)澆鑄，防止鋼水二次氧化和鋼水吸氮，澆鑄時(shí)控制拉速，確保板坯表面與內(nèi)部的質(zhì)量。（3）制定、實(shí)施質(zhì)量計(jì)劃，及時(shí)進(jìn)行階段總結(jié)為保證鋼板達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)和用戶的要求，分析了現(xiàn)有的三煉鋼轉(zhuǎn)爐和熱連軋軋機(jī)的設(shè)備能力，綜合考慮了影響塑性、忍性和冷沖壓性能的各種因素。降低C、Si、Mn和N含量有利于降低屈服強(qiáng)度、提高延伸率、改善成形性能，降低P、S、O含量對(duì)于減少鋼中夾雜物、改善鋼板表面質(zhì)量、提

8、高力學(xué)性能和成形性能的均勻性和穩(wěn)定性十分重要，Al含量要嚴(yán)格控制，即要求酸溶鋁含量不能低于一定水平，又要防止加鋁量過(guò)高而造成大量Al2O3夾雜。為了滿足鋼板的各項(xiàng)性能，熱軋過(guò)程的開(kāi)軋、終軋和冷卻、卷曲工藝控制十分重要，其中主要控制鋼的晶粒組織和析出物，尤其是AlN的控制。經(jīng)過(guò)大量的基礎(chǔ)工作，研制組制定了切實(shí)可行的質(zhì)量計(jì)劃，同時(shí)，深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行貫徹，對(duì)各個(gè)生產(chǎn)工序進(jìn)行監(jiān)控。由于準(zhǔn)備充分，技術(shù)保證措施到位，生產(chǎn)效果良好，2006.3 -2006.5冶煉的924爐中僅在剛開(kāi)始試制時(shí)出現(xiàn)4爐廢品，原因是Si超標(biāo)，合格率為99.44%。力學(xué)性能共檢驗(yàn)4126批，初驗(yàn)不合的205批，全部是拉伸不合，復(fù)驗(yàn)全部

9、合格，初驗(yàn)合格率為95.03%，合格率為100%。通過(guò)以后大量的生產(chǎn)試驗(yàn)，鋼板的各項(xiàng)指標(biāo)呈現(xiàn)了很好的再現(xiàn)性，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，最終使制定的化學(xué)成分、冶煉、軋制工藝能夠適應(yīng)該產(chǎn)品的要求，使?jié)撋a(chǎn)的Q235B熱軋鋼帶的各項(xiàng)指標(biāo)全部符合標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求，得到用戶的認(rèn)可。（4）用戶使用情況調(diào)查（5）產(chǎn)品完成情況到2006年6月為止，共生產(chǎn)合格Q235B熱軋鋼帶 噸，各項(xiàng)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求，并有較大的富裕量，具備了規(guī)模生產(chǎn)的能力。已為總公司創(chuàng)造效益 萬(wàn)元。產(chǎn)品經(jīng)使用后深受用戶的歡迎，目前Q235B碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶已經(jīng)能夠進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，每月都有用戶訂貨且數(shù)量較大。以上結(jié)果有力地說(shuō)明了Q235B鋼

10、帶的各項(xiàng)性能指標(biāo)滿足了標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求，說(shuō)明其化學(xué)成分設(shè)計(jì)是合理的，制定的冶煉、連鑄、軋制操作規(guī)程是可行的。在我公司先后設(shè)備和工藝條件下，該鋼的生產(chǎn)工藝已經(jīng)成熟，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到了常規(guī)產(chǎn)品的水平，可以納入常規(guī)序列管理，具備了鑒定轉(zhuǎn)產(chǎn)的條件。主 要 研 制 人 員 名 單序號(hào)姓名性別出生年月技術(shù)職稱文化程度工作單位對(duì)成果創(chuàng)造性貢獻(xiàn)鑒定材料之三技 術(shù) 報(bào) 告濟(jì)鋼股份有限公司2006年6月Q235B碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶的研制技術(shù)報(bào)告1前言隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)家的建設(shè)，鋼材用量也是大幅度提升，當(dāng)然，很多高強(qiáng)度，高耐腐蝕，高沖壓性能的鋼種逐漸得到成功開(kāi)發(fā)，但是，目前就國(guó)家基礎(chǔ)行業(yè)建設(shè)如工程機(jī)械、交通運(yùn)輸機(jī)械、建

11、筑機(jī)械、農(nóng)業(yè)機(jī)械、家電機(jī)械、及制管和輕工業(yè)等多個(gè)行業(yè)，還是大量的需求碳素結(jié)構(gòu)鋼，2國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品生產(chǎn)現(xiàn)狀4影響鋼板性能的因素分析及方案初定C 幾乎不溶于鐵素體中，具有提高抗拉強(qiáng)度的作用，而且析出的碳化物越細(xì)小，分布越彌散，對(duì)強(qiáng)度的提高、塑性的下降作用越顯著。此外，碳含量的多少對(duì)過(guò)熱敏感性、抗蝕能力和淬透性均有較明顯的作用。因此，在確保最大限度析出第二相NbCN、并能實(shí)現(xiàn)預(yù)期強(qiáng)度指標(biāo)的前提下，鋼中碳含量應(yīng)盡量取低碳。Si是非碳化物形成元素，它以固溶體的形態(tài)存在于鐵素體中，并可起到固溶強(qiáng)化的作用。但其含量應(yīng)控制在一定限度內(nèi)，因?yàn)樗m然可以提高基體強(qiáng)度與疲勞性能，但由于其強(qiáng)烈縮小區(qū)的作用，使鋼中的鐵

12、素體晶粒粗化，脆性增加，對(duì)冷成型性不利。Mn 原子溶于奧氏體、鐵素體和滲碳體之中，除直接起強(qiáng)化作用外，由于Mn降低了奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變時(shí)的相變溫度，使所形成的鐵素體和珠光體細(xì)化，再次對(duì)強(qiáng)度作出貢獻(xiàn)。在工藝方面，Mn是冶煉時(shí)的脫氧劑和脫硫劑，具有凈化鋼質(zhì)的作用，降低或不形成以薄膜形式存在于晶界的低熔點(diǎn)的FeS，改善了鋼熱加工時(shí)的紅脆性。但是可塑的MnS夾雜物使材料的方向性增加。由于Mn擴(kuò)大區(qū)，使晶粒粗化，過(guò)高的Mn含量增加了淬透性和過(guò)熱敏感性，對(duì)焊接也不利。P 磷在鋼中易析出并形成Fe3P，從而增加鋼的脆性，此外它在鐵和鐵中的擴(kuò)散速度小，易形成偏析，從而提高帶狀組織級(jí)別，而且用熱處理方法也難以減

13、輕其級(jí)別和使其消除。沿軋制方向的硫化物夾雜與脆性磷化物會(huì)造成鋼板的各向異性增加，所以應(yīng)將磷、硫含量盡量降低。S在鋼中易形成MnS夾雜物與偏析，因而在生產(chǎn)過(guò)程中往往由于加熱和軋制而形成內(nèi)部帶狀組織，降低鋼的塑性、冷成型性和沖擊韌性。Als能細(xì)化晶粒，提高強(qiáng)度，與N結(jié)合生成AIN，可防止應(yīng)變時(shí)效，并作為補(bǔ)充脫氧劑加入鋼中，改善鋼質(zhì)。綜合考慮各元素對(duì)性能的影響，并參照國(guó)標(biāo)GB912-89和GB3274-88，確定Q235B的化學(xué)成分和生產(chǎn)工藝如表1：表1 Q235B熔煉化學(xué)成分（Wt%）牌號(hào)/Q235BCSiMnPSAls國(guó)標(biāo)成分0.120.200.300.300.700.0450.045/內(nèi)控10

14、.140.180.120.300.300.600.0250.0200.00400.0400內(nèi)控20.120.140.120.300.300.380.0200.0150.00400.0400目標(biāo)值0.130.200.350.0150.0100.01005生產(chǎn)工藝及主要裝備概況工藝路線：鐵水預(yù)處理脫硫-120噸轉(zhuǎn)爐冶煉-CAS-LF精煉-連鑄-加熱-高壓水除鱗-粗軋-精軋-層流冷卻-卷取-檢驗(yàn)（1）濟(jì)鋼三煉鋼是現(xiàn)代化煉鋼廠。KR鐵水預(yù)處理，可以使入爐鐵水的S含量控制在低于0.002%，Si、P含量通過(guò)高爐的有效控制，可以達(dá)到0.45%和0.04%以下，進(jìn)一步優(yōu)化了煉鋼的入爐鐵水；120噸頂?shù)讖?fù)合吹

15、煉轉(zhuǎn)爐能夠保證良好的復(fù)吹效果，終點(diǎn)C、O接近平衡狀態(tài)，保證出鋼過(guò)程中鋼水中較低的氧含量；LF鋼包精煉爐實(shí)現(xiàn)鋼水的進(jìn)一步脫氧和脫硫，可以將使精煉處理后的鋼水S含量達(dá)到10ppm，同時(shí)可以控制全過(guò)程增N5ppm，而C基本不增加；VD真空精煉設(shè)備還有明年投入使用的RH真空循環(huán)脫氣設(shè)備為鋼水的進(jìn)一步脫氣，特別是脫氫、脫氧，同時(shí)還實(shí)現(xiàn)鋼水的深脫硫，使處理后的鋼水S8ppm，H1.5ppm，O15ppm，N35ppm，實(shí)現(xiàn)了純凈鋼的冶煉。（2）濟(jì)鋼年產(chǎn)300萬(wàn)噸的1700mm中薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，采用了中薄板連鑄連軋生產(chǎn)工藝和技術(shù)，是我國(guó)首條自行設(shè)計(jì)、制造、軟件開(kāi)發(fā)、技術(shù)總負(fù)責(zé)、擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的短流程

16、連鑄連軋生產(chǎn)線。主要裝備有：兩座現(xiàn)代化步進(jìn)式加熱爐；國(guó)內(nèi)最高水平重型粗軋機(jī)，主電機(jī)容量27000KW，最大允許軋制力4000噸，最大道次壓下量可達(dá)80mm，與鞍鋼1780mm粗軋機(jī)可并列稱國(guó)內(nèi)之最；精軋機(jī)組裝機(jī)水平先進(jìn)，主電機(jī)能力較大，采用全液壓AGC、液壓活套并設(shè)有彎輥和串輥裝置，可以實(shí)現(xiàn)板形在線控制；卷取機(jī)采用了最先進(jìn)液壓踏步式；全線采用了二級(jí)計(jì)算機(jī)控制，實(shí)現(xiàn)了帶鋼厚度自動(dòng)控制，寬度自動(dòng)控制，板形、板凸度自動(dòng)控制，終軋溫度、卷取溫度自動(dòng)控制，從而保證了產(chǎn)品質(zhì)量。并且預(yù)留與生產(chǎn)控制計(jì)算機(jī)（三級(jí)）接口，預(yù)留了與連鑄和冷軋計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通訊接口。整體水平屬國(guó)內(nèi)一流，世界先進(jìn)。圖1 1700熱連軋軋線

17、工藝布置圖6 Q235B鋼帶生產(chǎn)實(shí)踐結(jié)果6.1熔煉成分2006.3 -2006.5冶煉的924爐鋼熔煉成分分析統(tǒng)計(jì)如表所示，通過(guò)表2可以看出，化學(xué)成分全部符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。表2 熔煉成分 （%）成分CSiMnPSAlt最大值0.170.270.380.0190.0150.038最小值0.120.150.300.00500.006平均值0. 140.210.340.0120.0070.022圖2 化學(xué)成分直方圖分析對(duì)Q235B鋼帶實(shí)際熔煉成分進(jìn)行直方圖分析，選擇樣本數(shù)為923批。從其結(jié)果來(lái)看，C大多數(shù)控制在0.120.14%,占統(tǒng)計(jì)百分?jǐn)?shù)的96%；Si大多控制在0.170.22%，占統(tǒng)計(jì)百分?jǐn)?shù)的91

18、.1%；Mn大多數(shù)控制在0.320.36%，占統(tǒng)計(jì)百分?jǐn)?shù)的95.3%；P大多數(shù)控制在0.0060.015%，占統(tǒng)計(jì)百分?jǐn)?shù)的98.2%；S多控制在0.0010.011%，占統(tǒng)計(jì)百分?jǐn)?shù)的98.4%；Alt多控制在0.0090.03%，占統(tǒng)計(jì)百分?jǐn)?shù)的92.61%?？梢钥闯?，化學(xué)成分控制的特別理想。具體見(jiàn)圖2所示。連鑄坯檢驗(yàn)及入庫(kù)情況良好，沒(méi)有出現(xiàn)表面質(zhì)量不合的現(xiàn)象。充分說(shuō)明Q235B鋼化學(xué)成分控制和生產(chǎn)工藝規(guī)程非常合理，符合濟(jì)鋼內(nèi)控和國(guó)標(biāo)GB912-89和GB3274-88標(biāo)準(zhǔn)的要求6.1力學(xué)性能隨機(jī)選取513批各種規(guī)格的鋼帶進(jìn)行檢驗(yàn)，其力學(xué)性能等指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，且有很大的富裕量，完全符合用戶的要求。性能指標(biāo)見(jiàn)表3所示：機(jī)械性能s (Mp)b(Mp)5 %最大值41552547最小值31042021平均值362.5472.534對(duì)Q235B鋼帶實(shí)際力學(xué)性能直方圖分析。從其結(jié)果來(lái)看，s大多控制在330380Mp，占統(tǒng)計(jì)百分?jǐn)?shù)的95.4%；b 大多控制在440490Mp，占統(tǒng)計(jì)百分?jǐn)?shù)的92.04%；5 大多控制在3041%，占統(tǒng)計(jì)百分?jǐn)?shù)的97.5%。由此可見(jiàn)，鋼帶強(qiáng)度提高的情況下，屈服強(qiáng)度和延伸率都有很大的提高，且富