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告鑒定材料之三技術(shù)報告鑒定材料之四產(chǎn)品檢驗報告鑒定材料之五產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)鑒定材料之六用戶使用情況報告鑒定材料之七經(jīng)濟效益分析報告鑒定材料之八查新咨詢報告鑒定材料之九標(biāo)準(zhǔn)化審查報告鑒定材料之一鑒 定 大 綱鑒定委員會“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)總公司對濟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”項目進行技術(shù)鑒定，鑒定委員會制訂鑒定大綱如下：一、項目名稱：Q235B

2、碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶的研制二、項目來源：自選三、項目內(nèi)容：1700中薄板坯連鑄連軋工程是濟鋼落實科學(xué)發(fā)展觀，走新型工業(yè)化道路，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整，實現(xiàn)產(chǎn)品升級換代，進一步提升核心競爭力的標(biāo)志性工程，也是濟鋼可持續(xù)發(fā)展，保持競爭優(yōu)勢，實現(xiàn)“國內(nèi)一流、國際先進板材精品基地”目標(biāo)的核心工程。該項目的軋鋼工序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鋼打開了卷板市場，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)格的商品板材對全面優(yōu)化濟鋼的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增強濟鋼市場

3、競爭力，實現(xiàn)“十一五”規(guī)劃具有重要意義。四、項目起止時間：五、項目承擔(dān)單位：濟鋼技術(shù)中心 項目協(xié)作單位：六、鑒定材料及提供單位：1、鑒定大綱鑒定委員會2、工作報告濟鋼股份公司3、技術(shù)報告濟鋼股份公司4、產(chǎn)品檢驗報告5、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)國家技術(shù)監(jiān)督局6、用戶使用情況報告7、經(jīng)濟效益分析報告濟鋼財務(wù)8、查新咨詢報告山東省科學(xué)院情報研究所9、標(biāo)準(zhǔn)化審查報告濟鋼股份公司七、鑒定程序1、討論并通過鑒定大綱2、聽取工作報告3、聽取技術(shù)報告4、聽取用戶使用情況報告5、聽取經(jīng)濟效益分析報告6、現(xiàn)場考察7、專家評議8、討論通過鑒定意見9、鑒定委員會專家簽字 鑒定委員會 二OO六 年 六 月鑒定材料之二工 作 報 告 濟

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告1前言今年是國家提出“十一五”計劃的第一年，也是我們國將處于居民消費結(jié)構(gòu)升級和工業(yè)化、城鎮(zhèn)化步伐加快的時期，經(jīng)濟發(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)濟發(fā)展中起著舉足輕重的作用。對濟鋼來說，今年熱連軋、冷軋的相續(xù)投產(chǎn)，以及4#連鑄機、RH爐的相續(xù)增建，這標(biāo)志著濟鋼告別了無薄板的時期。普通級別的鋼種Q235B碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶，廣泛應(yīng)用于工程機械、交通運輸機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、家電制造、制管和輕工業(yè)等一般結(jié)構(gòu)件。在此背景下，濟鋼根據(jù)自己的生產(chǎn)和工藝裝備開發(fā)了Q235B碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶。2項目的技術(shù)進步

5、意義1700中薄板坯連鑄連軋工程是濟鋼落實科學(xué)發(fā)展觀，走新型工業(yè)化道路，加快結(jié)構(gòu)調(diào)整，實現(xiàn)產(chǎn)品升級換代，進一步提升核心競爭力的標(biāo)志性工程，也是濟鋼可持續(xù)發(fā)展，保持競爭優(yōu)勢，實現(xiàn)“國內(nèi)一流、國際先進板材精品基地”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鋼打開了卷板市場，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)格的商品板材對全面優(yōu)化濟鋼的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，增強濟鋼市場競爭力，實現(xiàn)“十一五”規(guī)劃具有重要意義。3研制過程中課題組進行的主要工作（1）市場研究及對執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的分析課題組對Q235B鋼帶的市場需求情況進行了認真細致的研究分析。碳素

6、結(jié)構(gòu)鋼Q235B具有優(yōu)良的塑性、韌性、冷沖壓性能，廣泛用于工程機械、交通運輸機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、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，適于進行新產(chǎn)品開發(fā)、開拓，市場前景遠大。研制組對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)進行認真學(xué)習(xí)、分析。從成分設(shè)計入手，定量分析了碳、硅、錳、鋁等元素對鋼性能的影響，掌握了各種元素、工藝環(huán)節(jié)對性能指標(biāo)的影響，論證了在現(xiàn)有技術(shù)條件下開發(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

7、格控制鋼中夾雜物，通過降低鋼中硫、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，嚴格控制下渣量，轉(zhuǎn)爐終點C=0.08%-0.10%，P0.015%。全程吹A(chǔ)r保護澆鑄，防止鋼水二次氧化和鋼水吸氮，澆鑄時控制拉速，確保板坯表面與內(nèi)部的質(zhì)量。（3）制定、實施質(zhì)量計劃，及時進行階段總結(jié)為保證鋼板達到標(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度、提高延伸率、改善成形性能，降低P、S、O含量對于減少鋼中夾雜物、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，又要防止加鋁量過高而造成大量Al2O3夾雜。為了滿足鋼板的各項性能，熱軋過程的開軋、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)過大量的基礎(chǔ)工作，研制組制定了切實可行的質(zhì)量計劃，同時，深入現(xiàn)場進行貫徹，對各個生產(chǎn)工序進行監(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爐中僅在剛開始試制時出現(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4126批，初驗不合的205批，全部是拉伸不合，復(fù)驗全部

9、合格，初驗合格率為95.03%，合格率為100%。通過以后大量的生產(chǎn)試驗，鋼板的各項指標(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熱軋鋼帶的各項指標(biāo)全部符合標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求，得到用戶的認可。（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)果有力地說明了Q235B鋼

10、帶的各項性能指標(biāo)滿足了標(biāo)準(zhǔn)和用戶要求，說明其化學(xué)成分設(shè)計是合理的，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，各項指標(biāo)達到了常規(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 單序號姓名性別出生年月技術(shù)職稱文化程度工作單位對成果創(chuàng)造性貢獻鑒定材料之三技 術(shù) 報 告濟鋼股份有限公司2006年6月Q235B碳素結(jié)構(gòu)鋼熱連軋鋼帶的研制技術(shù)報告1前言隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國家的建設(shè)，鋼材用量也是大幅度提升，當(dāng)然，很多高強度，高耐腐蝕，高沖壓性能的鋼種逐漸得到成功開發(fā)，但是，目前就國家基礎(chǔ)行業(yè)建設(shè)如工程機械、交通運輸機械、建

11、筑機械、農(nóng)業(yè)機械、家電機械、及制管和輕工業(yè)等多個行業(yè)，還是大量的需求碳素結(jié)構(gòu)鋼，2國內(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，具有提高抗拉強度的作用，而且析出的碳化物越細小，分布越彌散，對強度的提高、塑性的下降作用越顯著。此外，碳含量的多少對過熱敏感性、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、并能實現(xiàn)預(yù)期強度指標(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，并可起到固溶強化的作用。但其含量應(yīng)控制在一定限度內(nèi)，因為它雖然可以提高基體強度與疲勞性能，但由于其強烈縮小區(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，除直接起強化作用外，由于Mn降低了奧氏體向珠光體轉(zhuǎn)變時的相變溫度，使所形成的鐵素體和珠光體細化，再次對強度作出貢獻。在工藝方面，Mn是冶煉時的脫氧劑和脫硫劑，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的FeS，改善了鋼熱加工時的紅脆性。但是可塑的MnS夾雜物使材料的方向性增加。由于Mn擴大區(qū)，使晶粒粗化，過高的Mn含量增加了淬透性和過熱敏感性，對焊接也不利。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散速度小，易形成偏析，從而提高帶狀組織級別，而且用熱處理方法也難以減

13、輕其級別和使其消除。沿軋制方向的硫化物夾雜與脆性磷化物會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能細化晶粒，提高強度，與N結(jié)合生成AIN，可防止應(yīng)變時效，并作為補充脫氧劑加入鋼中，改善鋼質(zhì)。綜合考慮各元素對性能的影響，并參照國標(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/Q235BCSiMnPSAls國標(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（1）濟鋼三煉鋼是現(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含量通過高爐的有效控制，可以達到0.45%和0.04%以下，進一步優(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C、O接近平衡狀態(tài)，保證出鋼過程中鋼水中較低的氧含量；LF鋼包精煉爐實現(xiàn)鋼水的進一步脫氧和脫硫，可以將使精煉處理后的鋼水S含量達到10ppm，同時可以控制全過程增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)備為鋼水的進一步脫氣，特別是脫氫、脫氧，同時還實現(xiàn)鋼水的深脫硫，使處理后的鋼水S8ppm，H1.5ppm，O15ppm，N35ppm，實現(xiàn)了純凈鋼的冶煉。（2）濟鋼年產(chǎn)300萬噸的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)，是我國首條自行設(shè)計、制造、軟件開發(fā)、技術(shù)總負責(zé)、擁有自主知識產(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)代化步進式加熱爐；國內(nèi)最高水平重型粗軋機，主電機容量27000KW，最大允許軋制力4000噸，最大道次壓下量可達80mm，與鞍鋼1780mm粗軋機可并列稱國內(nèi)之最；精軋機組裝機水平先進，主電機能力較大，采用全液壓AGC、液壓活套并設(shè)有彎輥和串輥裝置，可以實現(xiàn)板形在線控制；卷取機采用了最先進液壓踏步式；全線采用了二級計算機控制，實現(xiàn)了帶鋼厚度自動控制，寬度自動控制，板形、板凸度自動控制，終軋溫度、卷取溫度自動控制，從而保證了產(chǎn)品質(zhì)量。并且預(yù)留與生產(chǎn)控制計算機（三級）接口，預(yù)留了與連鑄和冷軋計算機系統(tǒng)通訊接口。整體水平屬國內(nèi)一流，世界先進。圖1 1700熱連軋軋線

17、工藝布置圖6 Q235B鋼帶生產(chǎn)實踐結(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)計如表所示，通過表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Q235B鋼帶實際熔煉成分進行直方圖分析，選擇樣本數(shù)為923批。從其結(jié)果來看，C大多數(shù)控制在0.120.14%,占統(tǒng)計百分數(shù)的96%；Si大多控制在0.170.22%，占統(tǒng)計百分數(shù)的91

18、.1%；Mn大多數(shù)控制在0.320.36%，占統(tǒng)計百分數(shù)的95.3%；P大多數(shù)控制在0.0060.015%，占統(tǒng)計百分數(shù)的98.2%；S多控制在0.0010.011%，占統(tǒng)計百分數(shù)的98.4%；Alt多控制在0.0090.03%，占統(tǒng)計百分數(shù)的92.61%。可以看出，化學(xué)成分控制的特別理想。具體見圖2所示。連鑄坯檢驗及入庫情況良好，沒有出現(xiàn)表面質(zhì)量不合的現(xiàn)象。充分說明Q235B鋼化學(xué)成分控制和生產(chǎn)工藝規(guī)程非常合理，符合濟鋼內(nèi)控和國標(biāo)GB912-89和GB3274-88標(biāo)準(zhǔn)的要求6.1力學(xué)性能隨機選取513批各種規(guī)格的鋼帶進行檢驗，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)見表3所示：機械性能s (Mp)b(Mp)5 %最大值41552547最小值31042021平均值362.5472.534對Q235B鋼帶實際力學(xué)性能直方圖分析。從其結(jié)果來看，s大多控制在330380Mp，占統(tǒng)計百分數(shù)的95.4%；b 大多控制在440490Mp，占統(tǒng)計百分數(shù)的92.04%；5 大多控制在3041%，占統(tǒng)計百分數(shù)的97.5%。由此可見，鋼帶強度提高的情況下，屈服強度和延伸率都有很大的提高，且富