安鋼高層建筑用鋼板的開發(fā)

1、2007年6月第15卷第3期河南冶金HENAN MErAU朋RGYJun.2007V01.15No.3安鋼高層建筑用鋼板的開發(fā)歐陽瑜劉海強李力徐筱薌程官江(安陽鋼鐵股份有限公司摘要介紹了通過轉(zhuǎn)爐冶煉連鑄爐卷軋機控軋控冷工藝研制高層建筑用鋼板的主要技術和關鍵環(huán)節(jié),經(jīng)過實際生產(chǎn)表明其實物質(zhì)量達到較高水平。關鍵詞高層建筑用鋼板冶煉連鑄控軋控冷DEVEI.oP】MENT OF HOT ROLLED STR咯FORGHR瑪E IN ANYANGIRON AND STEEL CO.,ITDOuyang Yu Liu Hai幽甥Li Li X】【iIia昭Cheng Gtl叫i硼s(Anyang Iron&

2、amp;Steel Stock Co.IztABSTRACT In this article,the key(pivotaltechnique and key(pivotal班洳d加缸chi】略high-rke曲eel plate i8dedbed.By way0f converter陀6ning-continuous8tingcontrelled加Uing0f steckel millcontrolledolins in pro-dIlciI唱.The reality qu|lity reached high level.KEY WORDS high-rise steel pin枷ng eo

3、nKntmtm謝ng eonuelled roiling and controlled出ng0前言隨著高層建筑的興起,傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)已不能滿足需要。從節(jié)約鋼材和防震等方面考慮,近年來抗地震用低屈強比高層建筑用高強度鋼板陸續(xù)被開發(fā)。高層建筑用鋼板在國內(nèi)、國際市場潛力巨大,并且經(jīng)濟效益相當可觀。高層建筑用鋼板除對屈強比要求外,對韌性、焊接性能、抗層狀撕裂性能、冷熱加工性等方面均有較高的要求。既要求鋼鋼材具有良好表面質(zhì)量,所以生產(chǎn)難度很大。安鋼第二煉軋廠從2006年8月開始進行高層建筑用鋼板Q345GJC的開發(fā)生產(chǎn),通過采用有效的控制手段,取得了滿意的效果。l產(chǎn)品技術條件1.1化學成分根據(jù)GB

4、/T198792005(建筑結(jié)構(gòu)用鋼板>的要求,結(jié)合各元素對性能所起的作用及希望達到的種含有較低的有害元素和氣體、夾雜物數(shù)量,又要求性能指標,設計鋼的化學組成,見表l:襄1高層建筑用鋼【Q345(;j化學成分注:對于厚度方向性能鋼板。PG0.02095,S含量符合表2規(guī)定;、Ni、Cu為殘余元素時。應各不大于0.3095;V、Nb、Ti單獨添加時,應不低于表中下限,若混合加人表中下限不適用;混合加入時。V、Nb、啊總和不大于0.2295。1.2厚度方向性能鋼板硫含量紋敏感性指數(shù)的化學成分。各牌號所有質(zhì)量等級鋼厚度方向性能鋼板硫含量(熔煉分析應符合板的碳當量或焊接裂紋敏感性指數(shù)應符合表3規(guī)

5、定。表2的規(guī)定。襄3不同交貨狀態(tài)及規(guī)格的碳當規(guī)定囊2厚度方向性能鋼板磕含Z向性能級別s/%Z15 Z巧縐50.0100.Oa70.51.3碳當量規(guī)定在質(zhì)量證明書中注明用于計算碳當量或焊接裂Q345GJ控軋0-42O44O凹O四TMCP0.38G0.40G0.24G0.26采用熔煉分析值并根據(jù)式(1或(2計算碳當量或焊接裂紋敏感性指數(shù)。一般以計算碳當量交+貨,除非另有協(xié)議規(guī)定。聯(lián)系人:歐陽瑜,副廠長。高級工程師,河南.安陽(455004,安陽鋼鐵股份有限公司第二煉軋廠;收稿日期:20一lO12 2007年第3期河南冶金2lCE(%=C+Mn/6+(Q+M6D+V/5+(Ni+ cu/15(1 P

6、cm(%=C+Si/30+Mn/20+Cu/20+Ni/60 +Cr/20+Mo/15+V/10+5B(2 1.4表面質(zhì)量和外形尺寸陷,光潔平整;外形尺寸見表4:囊4鋼板外形尺寸項目厚度竟度長度允許偏差-0.3一+O.8+15+30不平度(000nn+71.5力學性能鋼板表面質(zhì)量應無裂紋、氣泡、折疊、夾雜等缺鋼板的力學性能見表5:裹5鋼板力學性能2冶煉和軋制工藝控制2.1生產(chǎn)工藝流程鐵水預脫硫轉(zhuǎn)爐冶煉LF精煉一寬板坯連鑄加熱一高壓水除鱗一控軋控冷矯直一空冷一表面檢查切定尺探傷一檢驗入庫2.2冶煉工藝2.2.1轉(zhuǎn)爐工藝鐵水處理后S0.003%,保證扒渣干凈,防止轉(zhuǎn)爐回硫;轉(zhuǎn)爐終點控制:C0.08

7、%,P0.010%,嚴格控制下渣量小于50ram;脫氧先加強脫氧劑鋼芯鋁或A1MgMn合金,保證沉淀脫氧完全,且使鋼中Ak大于0.01%。轉(zhuǎn)爐冶煉的關鍵是提高終點C,降低終點氧,從源頭降低夾雜含量,加強容易引起凝固偏析S元素的控制,故轉(zhuǎn)爐工藝設計須經(jīng)鐵水預處理,使成品S 一般在0.003%左右。為保證良好的脫氧效果,高建鋼標準本身對鋼中AL含量有強制性要求。轉(zhuǎn)爐操作脫氧采用全程控m模式,為實現(xiàn)精煉效果提供保證。2.2.2LF精煉控制LF精煉時間不小于40min,白渣保持時間不低于20min;采用全程控鋁,保證全程Als0.015%,保證良好的脫氧效果并獲得穩(wěn)定的/Us含量,以實現(xiàn)快速造白渣、快

8、速脫硫并獲得純凈鋼水的目的;保證軟攪拌時間大于8min。2.3連鑄工藝連鑄主要是控制鑄坯心部凝固質(zhì)量,鑄坯心部的偏析、疏松、縮孔等是影響鋼板抗層狀撕裂性能的直接原因。采用全過程保護澆注,使鋼中O、N增量小于10×10一;中包過熱度控制在lO一25,確保鑄坯質(zhì)量和生產(chǎn)過程穩(wěn)定;連鑄正常拉速控制在1.1一1.4m/min,并盡可能保持拉速穩(wěn)定,同時合理配置二冷工藝,除控制好鋼水過熱度、拉速、配水等工藝參數(shù)外,連鑄還采用了動態(tài)輕下技術【l】,以達到良好的鑄坯質(zhì)量;合理選用包晶鋼專用保護渣,避免C含量為0.14%-0.17%裂紋敏感性區(qū)域造成鑄坯表面缺陷。2.4軋制工藝2.4.1加熱溫度I加

9、熱段溫度:10000C一1080"C加熱段溫度:12000C一1280'13均熱段溫度:120(l一12802.4.2控軋工藝高層建筑用鋼板采用兩階段控軋工藝,第一階段為高溫再結(jié)晶軋制,開軋溫度為(1060±20,道次變形率高于或等于15%,第一階段軋制后需待溫一段時間開始進行第二階段軋制,待溫終了的溫度應低于950。C。這一溫度即為第二階段開軋溫度,它與第二階段的總變形率都是影響鋼板強韌性能的重要參數(shù)。降低第二階段開軋溫度,增大道次變形率和總壓下率以及合適的終軋溫度,會使奧氏體晶粒壓扁,拉長、變形帶和位錯密度增加,使相變后鋼板的鐵素體晶粒變細,提高鋼板的強韌性能而

10、不降低塑性。2.4.3控制冷卻L21控制軋制后鋼板的冷卻速度?？梢苑乐垢邷貖W氏體晶粒在緩冷過程中的長大,也能使相變后的鐵素體晶粒細化,珠光體分布均勻,消除偏析和帶狀組織;合適的快冷工藝是:快冷開始溫度盡量接近終軋溫度。3檢驗結(jié)果3.1化學成分符合表l的要求,碳當量符合表3的要求。3.2表面質(zhì)量和外形尺寸 河南冶金2007年第3期鋼板表面無超標缺陷,光潔平整;厚度、長度、寬3.3力爭巨能度及不平度符合表4的要求。力學性能見表6、如圖1所示:表6實物性能-.I35-.-.楚、'-'ag-60mm、N、O-20-40-'60沮廚圖l系列沖擊試驗3。4金相組織金相組織見表8、如

11、圖2所示:裹8金相組織板厚/m鐵素體/%晶粒度/級帶狀組織/級3577一89407588g一9一76一曬!.5-8.5233 圈2厚度35amQa45GJC-Z15的金相組織3.5焊接性能焊接性能見表9、表lO、表11:囊9焊接試驗條件焊接試驗方式焊接熱輸入./ky一手工焊15埋弧焊寰10焊接接頭拉伸試驗結(jié)果焊接試驗方式抗拉強度/MPa斷裂位置手工焊5柏斷基體埋弧焊535,525斷焊縫表ll焊接接頭沖擊試驗結(jié)果3.6探傷檢驗高層建筑用鋼板全部經(jīng)過二級探傷檢驗,影響探傷合格率的主要因素是鑄造坯內(nèi)部質(zhì)量及厚規(guī)格產(chǎn)品。安鋼第二煉軋廠生產(chǎn)的高層建筑用鋼板一級探傷合格率在90%以上,其中規(guī)格25mm的一級探傷合格率達到94.1%以上,最高達到98.3%;規(guī)格:125mm的=級探傷合格率達到85%以上點高達到92%。4結(jié)論1通過采用合理的成份設計方案,采用鐵水脫一硫、LF深脫硫工藝進一步降低偏析元素S,U快速造白渣、確保較長軟攪拌時間,保證鋼水純凈度,連鑄低過熱度澆注并配用動態(tài)輕壓下技術,確保了鑄坯內(nèi)部質(zhì)量。2在控制冷卻條件下,充分使奧氏體晶粒壓扁,拉長、變形帶和位錯密度增加,使相變后鋼板的鐵素體晶粒變細,提高鋼板的強韌性能而不降低塑性。3滿足了高層建筑用鋼板對屈強比、韌性、焊接性能、抗層狀撕裂性能、冷熱加工性等方面的較高要求。4安鋼第二煉軋廠開發(fā)生產(chǎn)的高層建筑用