鋼鐵產(chǎn)品開發(fā)范例課件

低成本高質(zhì)量Q345B/C生產(chǎn)

技術(shù)質(zhì)量處

低成本高質(zhì)量Q345B/C生產(chǎn)目錄一、工藝研究理論基礎(chǔ)二、以鈦代錳工藝實踐三、工藝實踐結(jié)果對比四、經(jīng)驗分享目錄一、工藝研究理論基礎(chǔ)細晶強化固溶強化沉淀強化置換固溶強化和間隙式固溶強化及相互作用。Mn為置換固溶奧氏體形成元素。與晶粒尺寸有關(guān)的強化效果以Hall-Petch公式計算。

δy=δi+Ky*D-1/2δy:屈服強度。δi：阻止晶粒內(nèi)位錯移動的摩擦應(yīng)力。通過從飽和固溶體中一種成分的沉淀析出引起硬化。這種效果在含有強的碳化物形成元素的合金鋼中效果較強，例如鈮、釩、鈦等。這些元素在變形的過程中析出，生成很細小的顆粒。這些顆粒位于分解的奧氏體和新生的鐵素體之間的界面上。這些合金的碳化物顆粒產(chǎn)生高強度的顯微組織。一、工藝研究理論基礎(chǔ)細晶強化固溶強化沉淀強化置換固溶強化和間隙式固溶強化及相互作1、錳的強化機理研究1、錳的強化機理研究錳融入固溶體中的溶質(zhì)原子造成晶格畸變，晶格畸變增大了位錯運動的阻力，使滑移難以進行，從而使合金固溶體的強度與硬度增加。這種通過融入某種溶質(zhì)元素來形成固溶體而使金屬強化的現(xiàn)象稱為固溶強化。在溶質(zhì)原子濃度適當(dāng)時，可提高材料的強度和硬度，而其韌性和塑性卻有所下降。錳融入固溶體中的溶質(zhì)原子造成晶格畸變，晶格畸變增大了Ti：主要沉淀強化作用。在低碳鋼中，鈦的碳化物（TiC）和鈦的碳氮化物（TiNC)通過沉淀強化提高強度。需考慮一些鈦要消耗于形成不溶解的鈦的氮化物TiN并且不參與沉淀強化，加入不大于0.025%的鈦不能提高強度。鈦對氧的高親和力形成鈦的氧化物，這個問題一般通過在加鈦前用鋁脫氧后實現(xiàn)。2、鈦元素強化機理Ti：主要沉淀強化作用。2、鈦元素強化機理鋼鐵產(chǎn)品開發(fā)范例課件細晶強化固溶強化沉淀強化Ti可以在1000℃以上時固溶到奧氏體中，奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體與珠光體，Ti在鋼中的固溶強化鐵素體的作用大于Mn在鋼中的固溶強化鐵素體的作用。奧氏體分解后，Ti能夠以碳氮化物的形式析出，碳氮化鈦作為第二相存在于鋼中，起到釘扎作用，能夠阻止晶粒的長大，從而產(chǎn)生細晶強化的作用。在低碳鋼中，當(dāng)鈦含量達到一定值時（一般可認為大于0.07%），由于金屬間化合物拉氏相TiFe2的彌散析出，可以產(chǎn)生沉淀強化的作用。細晶強化固溶強化沉淀強化Ti可以在1000℃以上時固溶到Ti對奧氏體晶粒粗化溫度的影響從圖中可以看出，合金元素的類型與含量對加熱過程中奧氏體晶粒粗化溫度有著巨大的影響。Nb、V、Ti三者中以鈦的影響最大，能夠使奧氏體晶粒粗化溫度達到1210℃以上。機理：細小的第二相沉淀對奧氏體晶粒邊界起釘扎作用使鈦鋼具有高于1210℃的極高的晶粒粗化溫度。Ti對奧氏體晶粒粗化溫度的影響從圖中可以看出，合金元3、以鈦代錳Q345B對帶鋼工藝性能的改善提高冷彎性能，以鈦代錳的Q345B通過大幅度降低Mn含量，降低了Mn偏析的危害，能夠消除帶鋼中的帶狀組織，對提高帶鋼的冷彎性能有著巨大的貢獻。改善焊接性能，以鈦代錳Q345B降低了碳當(dāng)量與裂紋敏感系數(shù)，而且鋼中的碳氮化鈦可以抑制高溫時的晶粒長大，能夠阻礙焊接件熱影響區(qū)的晶粒長大，從而改善焊接性能。Ti對帶鋼工藝性能的貢獻3、以鈦代錳Q345B對帶鋼工藝性能的改善提高冷彎性能，以鈦帶狀組織：由于鑄坯或鋼錠所固有的枝晶偏析，在軋制延伸過程中，沿軋制方向鐵素體和珠光體交替重疊的帶狀分布，稱為帶狀組織。帶狀組織的危害：帶狀組織的存在使鋼的組織不均勻，并嚴重影響鋼材性能，形成各向異性，降低鋼的塑性、沖擊韌性和斷面收縮率。造成冷彎不合、加工廢品率高等危害。4、帶狀組織機理研究天鐵Q345B帶狀組織（4級）帶狀組織：4、帶狀組織機理研究天鐵Q345B帶狀組織（4級）1、研究背景：目前，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)中，低合金高強度鋼Q345B/C普遍采用高錳（1.0%~1.4%）無鈦的成分設(shè)計，這種成分設(shè)計一方面使帶鋼成本偏高，另一方面使成品帶狀組織嚴重，冷加工過程易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。吉林建龍自主研發(fā)了低成本高質(zhì)量以鈦代錳工藝的Q345B/C低合金高強度熱軋帶鋼，厚度規(guī)格為3.0~12.0mm。通過采用以微量的鈦代替大量錳的成分設(shè)計理念，產(chǎn)品的性能優(yōu)于常規(guī)Q345B/C，消除了成品帶鋼的帶狀組織，韌脆轉(zhuǎn)變溫度達到-40℃，獲得良好的冷彎等工藝性能，客戶使用良好。二、以鈦代錳工藝實踐1、研究背景：二、以鈦代錳工藝實踐1、工藝設(shè)計理念：化學(xué)成分與熱軋溫度TiC分解溫度高，在1000℃以上才能緩慢熔入奧氏體中。Ti固溶強化鐵素體的效果強于Mn的固溶強化效果。鋼中存在一定含量的Ti，可使奧氏體粗化溫度達到1210℃以上。碳氮化鈦作為細小的第二相彌散存在帶鋼中，可以阻止晶粒長大，軋制后起到沉淀強化效果。1、工藝設(shè)計理念：化學(xué)成分與熱軋溫度TiC分解溫度高，在10我公司常規(guī)Q345B化學(xué)成分與熱軋工藝

常規(guī)Q345B化學(xué)成分C%Si%Mn%P%S%0.12~0.200.15~0.501.20~1.40≤0.035≤0.035常規(guī)Q345B熱軋工藝出爐溫度℃終軋溫度℃卷取溫度℃1200±20860±20630±202、以鈦代錳工藝實踐我公司常規(guī)Q345B化學(xué)成分與熱軋工藝常規(guī)Q345B化學(xué)成3.以鈦代錳Q345B的化學(xué)成分設(shè)計及熱軋工藝元素C%Si%Mn%P%S%Als%Ti%GK0.14-0.200.15-0.350.25-0.50≤0.03≤0.020.010-0.0400.025-0.050GE0.15-0.180.16-0.260.3-0.45≤0.02≤0.0080.015-0.0250.03-0.05化學(xué)成分設(shè)計：熱軋工藝制度：項目出爐溫度，℃終軋溫度，℃卷取溫度，℃控制范圍＜8.0mm1170~1200860±10600±10≥8.0mm580±103.以鈦代錳Q345B的化學(xué)成分設(shè)計及熱軋工藝元素C%Si

4、以鈦代錳Q345B的生產(chǎn)工藝煉鋼生產(chǎn)工藝

在鈦的各類化合物中，TiC粒子對沉淀強化的貢獻最大，其他各類析出物對沉淀強化貢獻不大?？梢姡瑸榇_保鈦的沉淀強化效果，提高鈦的利用率，要最大限度地降低鋼中氧、硫、氮的含量。另外，由于鈦微合金化Q345B產(chǎn)品的組織和性能與成品板卷中TiC的含量有直接的關(guān)系，對于同樣的鈦含量，由于氧、硫、氮各元素含量的波動，將直接影響TiC的含量，導(dǎo)致最終產(chǎn)品性能的波動。因此，對于鈦微合金化Q345B，為達到提高強度、穩(wěn)定產(chǎn)品性能的目的，冶煉的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是：降低鋼中氧、硫、氮各元素的含量，同時將各元素穩(wěn)定地控制在一定的范圍。4、以鈦代錳Q345B的生產(chǎn)工藝煉鋼生產(chǎn)工藝煉鋼分兩種制程：

制程A1：倒罐→轉(zhuǎn)爐冶煉→吹氬→LF（加鈦）

制程B1：倒罐→轉(zhuǎn)爐冶煉→吹氬（加鈦）制程A1經(jīng)過LF鋼包爐處理。優(yōu)點：可以緩解節(jié)奏壓力，充分降低鋼水中S成分，保證軟吹時間，提高Ti鐵吸收率。鋼包爐處理過程中控制要點：避免鋼水與空氣接觸，降低鋼水增N、O量，加入鈦鐵前保證鋼水中O含量在10ppm以下，嚴格管控軟吹時間。缺點：噸鋼成本升高50元/噸。煉鋼分兩種制程：

制程B1：取消LF鋼包爐工序，通過對鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、轉(zhuǎn)爐氬站管控彌補LF爐工序。優(yōu)點：縮短冶煉周期，提高生產(chǎn)率，降低冶煉成本。操作要點：鐵水預(yù)處理扒渣干凈，降低轉(zhuǎn)爐回硫率，轉(zhuǎn)爐冶煉終點穩(wěn)定，確保終點命中率，出鋼合金成分一次命中，出鋼過程中減少下渣量，避免氬站補加合金，嚴格控制氬站氬氣調(diào)節(jié)，嚴禁鋼水與空氣接觸，鋼種O含量10ppm以下加入鈦鐵合金，并保證氬站軟吹時間。制程B1：連鑄生產(chǎn)工藝澆鑄溫度設(shè)定澆鑄溫度過高容易使中心偏析加重，結(jié)晶器彎月面初生坯殼不均勻性增加，出結(jié)晶器坯殼變薄從而增加裂紋產(chǎn)生甚至拉漏的機會；澆鑄溫度過低則鋼水流動性差，保護渣熔化不好，兩者都容易引起縱裂。連鑄保護澆鑄

為最大限度地減少和防止鋼水受二次污染，確保鑄坯質(zhì)量，鈦微合金化Q345B鋼水連鑄實行全過程保護澆鑄，包括：鋼包鋼水保護、鋼包長水口氬封、中間包鋼水保護和浸入式水口等。中間包鋼水采用中間包覆蓋劑保護鋼液面。連鑄生產(chǎn)工藝澆鑄溫度設(shè)定熱軋生產(chǎn)工藝加熱制度采用1170~1200℃的出爐溫度，嚴禁超過1210℃，利用Ti的析出物阻止奧氏體晶粒粗化。同時，此溫度區(qū)間加上合適的在爐時間，可以使足夠量的Ti固溶到奧氏體中。冷卻制度制定合理的終軋、卷取溫度制度，層冷采用前段冷卻模式，保證細小的Ti（C，N）粒子充分析出的同時也保留Ti的固溶強化作用，從而保證產(chǎn)品具有合適的性能。由于熱軋生產(chǎn)線為傳統(tǒng)的半連軋生產(chǎn)線，板坯厚度為200mm，使得軋制過程具有足夠的壓下率，有利于形變誘導(dǎo)第二相析出，使產(chǎn)品晶粒足夠細化。熱軋生產(chǎn)工藝加熱制度采用1170~1200℃的出爐溫度，嚴禁制程A1工藝實踐J2207639氬站工序控制情況：進站溫度進站O含量ppm鋁線kg出站溫度出站O含量ppm161885.949615974.35出鋼量（t）冶煉周期（min）進站溫度（℃）出站溫度（℃）終氧PPm14047min158516135.46LF爐工序控制

通過對鈦的機理分析，鈦對氧有較強的親和力，極易形成鈦的氧化物降低鈦的吸收率。通過對過程氧的數(shù)據(jù)對比，我們制定了B1制程。制程A1工藝實踐J2207639進站進站O含量ppm鋁線kg1、常規(guī)Q345B與以鈦代錳Q345B對比成本對比

制程A1可降低成本46.61元/噸，制程B1可降低成本79.49元/噸。項目，（元/噸）常規(guī)Q345BA1以鈦代錳Q345B(LF)B1以鈦代錳Q345B(Ar)噸鋼合金成本166.05119.4486.56三、工藝實踐結(jié)果對比1、常規(guī)Q345B與以鈦代錳Q345B對比成本對比物理性能對比鋼卷號牌號實測厚度，mm屈服強度，MPa抗拉強度，MPa延伸率，%沖擊功，J5*10*552B102896Q345B6.8242058028.583.92B103972Q345B9.0437052030.5792B102763Q345C6.273705303053.92B103163Q345C6.263705452758.12B103950Q345C6.2740555025.564.12B105367Q345C6.303905402942.62B106109Q345C6.2536551030.587.6常規(guī)Q345B/C的物理性能物理性能對比鋼卷號牌號實測厚度，mm屈服強度，MPa抗拉強度以鈦代錳Q345B的物理性能鋼卷號規(guī)格屈服強度，MPa抗拉強度，MPa延伸率，%沖擊功（5*10*55）≥17J20℃0℃-20℃-40℃-60℃2B1085766.754005552866.171.664.953.630.42B1085796.7541056529.569.469.370.467.031.92C1058015.7548059029.5-----2C1058025.7543055525.5-----2C1092747.754305652565.7----2C1092767.7541552529.541.0----以鈦代錳Q345B的物理性能鋼卷號規(guī)格屈服強度，MPa抗拉強以Q345B、6.75mm厚度對比如上圖。從上表可以看出，以鈦代錳Q345B的物理性能完全滿足國家標準對Q345B的的性能要求，且與常規(guī)Q345B處于相同質(zhì)量水平。以Q345B、6.75mm厚度對比如上圖。從上表可以

冷彎性能

正常Q345B的冷彎試驗尺寸要求為B=20mm，d=2a。我們選擇更為嚴格的B=35mm，d=a的試驗參數(shù)進行冷彎試驗，試驗結(jié)果如上圖所示，冷彎后的帶鋼表面無任何裂紋。說明以鈦代錳Q345B具有優(yōu)異的冷彎性能。正常Q345B的冷彎試驗尺寸要求為B=20mm，d=2a。我們選擇更為嚴格的B=35mm，d=a的試驗參數(shù)進行冷彎試驗，試驗結(jié)果如上圖所示，冷彎后的帶鋼表面無任何裂紋。說明以鈦代錳Q345B具有優(yōu)異的冷彎性能。冷彎性能正常Q345B的冷彎試驗尺寸要求為B=20

金相組織對比

以鈦代錳Q345B的金相組織：2B108576顯微組織2B108579顯微組織金相組織對比以鈦代錳Q345B的金相組織：2B10857常規(guī)Q345B的金相組織：22103766常規(guī)Q345B顯微組織27102346常規(guī)Q345B顯微組織

以鈦代錳的Q345B與常規(guī)Q345B顯微組織對比，可以明顯的看出以鈦代錳的Q345B在組成相、珠光體與鐵素體的分布形式都明顯優(yōu)于常規(guī)的Q345B。同時，可以看出常規(guī)Q345B存在2.5-3級的帶狀組織，而以鈦代錳Q345B完全消除了帶狀組織。常規(guī)Q345B的金相組織：22103766常規(guī)Q345B顯微

以鈦代錳Q345B的晶粒度：通過Ti（C，N）粒子的釘扎作用，可以使帶鋼的晶粒度保證在11~12級，細晶強化效果顯著。而常規(guī)Q345B晶粒度波動較大，從10-13.5級。

晶粒度最小晶粒度最大常規(guī)1013.5以鈦代錳1112以鈦代錳Q345B的晶粒度：通過Ti（C，N鐵素體基體分布的鈦的碳、氮化物沉淀相，可以看出并不是特別多從右圖可知，鈦的碳氮化物有部分析出，起到沉淀強化的作用。鐵素體基體分布的鈦的碳、氮化物沉淀相，可以看出并不是特別多從

噸鋼合金成本屈服強度抗拉強度延伸率沖擊功帶狀組織高錳無鈦166.0542058028.569.42-3級以鈦代錳119.444055602967.10綜合對比分析：從以上對比分析可知，采用以鈦代錳新工藝生產(chǎn)的Q345B鋼帶，不僅噸鋼成本可降低46.61元，實現(xiàn)氬站加鈦后更可噸鋼實現(xiàn)降低成本約80元/噸。在成本降低的基礎(chǔ)上，Q345B質(zhì)量有大幅提升，影響冷加工性能的帶狀組織由2-3級降低為0.噸鋼合金成本屈服強度抗拉強度延伸率沖擊功帶狀組織高錳無鈦1氬站加鈦保證條件：氬站加鈦保證條件：四、經(jīng)驗分享1、吉林建龍已具備大批量生產(chǎn)條件，訂單具備開始批量生產(chǎn)。2、系統(tǒng)研究生產(chǎn)，系統(tǒng)研究工藝，系統(tǒng)研究強化機理。3、不同的強化機理可實現(xiàn)等量代替，實現(xiàn)成本和質(zhì)量的雙贏。4、以鈦代錳新工藝可有效降低帶狀組織，提高冷加工性能。5、以鈦代錳新工藝仍可在510L、L290等高錳鋼中實現(xiàn)，可繼續(xù)在保證質(zhì)量的前提下降低成本。四、經(jīng)驗分享1、吉林建龍已具備大批量生產(chǎn)條件，訂單具備開始批降本增效吉林建龍一直在行動！歡迎各位同行批評指正！降本增效歡迎各位同行批評指正！低成本高質(zhì)量Q345B/C生產(chǎn)

技術(shù)質(zhì)量處

低成本高質(zhì)量Q345B/C生產(chǎn)目錄一、工藝研究理論基礎(chǔ)二、以鈦代錳工藝實踐三、工藝實踐結(jié)果對比四、經(jīng)驗分享目錄一、工藝研究理論基礎(chǔ)細晶強化固溶強化沉淀強化置換固溶強化和間隙式固溶強化及相互作用。Mn為置換固溶奧氏體形成元素。與晶粒尺寸有關(guān)的強化效果以Hall-Petch公式計算。

δy=δi+Ky*D-1/2δy:屈服強度。δi：阻止晶粒內(nèi)位錯移動的摩擦應(yīng)力。通過從飽和固溶體中一種成分的沉淀析出引起硬化。這種效果在含有強的碳化物形成元素的合金鋼中效果較強，例如鈮、釩、鈦等。這些元素在變形的過程中析出，生成很細小的顆粒。這些顆粒位于分解的奧氏體和新生的鐵素體之間的界面上。這些合金的碳化物顆粒產(chǎn)生高強度的顯微組織。一、工藝研究理論基礎(chǔ)細晶強化固溶強化沉淀強化置換固溶強化和間隙式固溶強化及相互作1、錳的強化機理研究1、錳的強化機理研究錳融入固溶體中的溶質(zhì)原子造成晶格畸變，晶格畸變增大了位錯運動的阻力，使滑移難以進行，從而使合金固溶體的強度與硬度增加。這種通過融入某種溶質(zhì)元素來形成固溶體而使金屬強化的現(xiàn)象稱為固溶強化。在溶質(zhì)原子濃度適當(dāng)時，可提高材料的強度和硬度，而其韌性和塑性卻有所下降。錳融入固溶體中的溶質(zhì)原子造成晶格畸變，晶格畸變增大了Ti：主要沉淀強化作用。在低碳鋼中，鈦的碳化物（TiC）和鈦的碳氮化物（TiNC)通過沉淀強化提高強度。需考慮一些鈦要消耗于形成不溶解的鈦的氮化物TiN并且不參與沉淀強化，加入不大于0.025%的鈦不能提高強度。鈦對氧的高親和力形成鈦的氧化物，這個問題一般通過在加鈦前用鋁脫氧后實現(xiàn)。2、鈦元素強化機理Ti：主要沉淀強化作用。2、鈦元素強化機理鋼鐵產(chǎn)品開發(fā)范例課件細晶強化固溶強化沉淀強化Ti可以在1000℃以上時固溶到奧氏體中，奧氏體冷卻轉(zhuǎn)變?yōu)殍F素體與珠光體，Ti在鋼中的固溶強化鐵素體的作用大于Mn在鋼中的固溶強化鐵素體的作用。奧氏體分解后，Ti能夠以碳氮化物的形式析出，碳氮化鈦作為第二相存在于鋼中，起到釘扎作用，能夠阻止晶粒的長大，從而產(chǎn)生細晶強化的作用。在低碳鋼中，當(dāng)鈦含量達到一定值時（一般可認為大于0.07%），由于金屬間化合物拉氏相TiFe2的彌散析出，可以產(chǎn)生沉淀強化的作用。細晶強化固溶強化沉淀強化Ti可以在1000℃以上時固溶到Ti對奧氏體晶粒粗化溫度的影響從圖中可以看出，合金元素的類型與含量對加熱過程中奧氏體晶粒粗化溫度有著巨大的影響。Nb、V、Ti三者中以鈦的影響最大，能夠使奧氏體晶粒粗化溫度達到1210℃以上。機理：細小的第二相沉淀對奧氏體晶粒邊界起釘扎作用使鈦鋼具有高于1210℃的極高的晶粒粗化溫度。Ti對奧氏體晶粒粗化溫度的影響從圖中可以看出，合金元3、以鈦代錳Q345B對帶鋼工藝性能的改善提高冷彎性能，以鈦代錳的Q345B通過大幅度降低Mn含量，降低了Mn偏析的危害，能夠消除帶鋼中的帶狀組織，對提高帶鋼的冷彎性能有著巨大的貢獻。改善焊接性能，以鈦代錳Q345B降低了碳當(dāng)量與裂紋敏感系數(shù)，而且鋼中的碳氮化鈦可以抑制高溫時的晶粒長大，能夠阻礙焊接件熱影響區(qū)的晶粒長大，從而改善焊接性能。Ti對帶鋼工藝性能的貢獻3、以鈦代錳Q345B對帶鋼工藝性能的改善提高冷彎性能，以鈦帶狀組織：由于鑄坯或鋼錠所固有的枝晶偏析，在軋制延伸過程中，沿軋制方向鐵素體和珠光體交替重疊的帶狀分布，稱為帶狀組織。帶狀組織的危害：帶狀組織的存在使鋼的組織不均勻，并嚴重影響鋼材性能，形成各向異性，降低鋼的塑性、沖擊韌性和斷面收縮率。造成冷彎不合、加工廢品率高等危害。4、帶狀組織機理研究天鐵Q345B帶狀組織（4級）帶狀組織：4、帶狀組織機理研究天鐵Q345B帶狀組織（4級）1、研究背景：目前，國內(nèi)鋼鐵企業(yè)中，低合金高強度鋼Q345B/C普遍采用高錳（1.0%~1.4%）無鈦的成分設(shè)計，這種成分設(shè)計一方面使帶鋼成本偏高，另一方面使成品帶狀組織嚴重，冷加工過程易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。吉林建龍自主研發(fā)了低成本高質(zhì)量以鈦代錳工藝的Q345B/C低合金高強度熱軋帶鋼，厚度規(guī)格為3.0~12.0mm。通過采用以微量的鈦代替大量錳的成分設(shè)計理念，產(chǎn)品的性能優(yōu)于常規(guī)Q345B/C，消除了成品帶鋼的帶狀組織，韌脆轉(zhuǎn)變溫度達到-40℃，獲得良好的冷彎等工藝性能，客戶使用良好。二、以鈦代錳工藝實踐1、研究背景：二、以鈦代錳工藝實踐1、工藝設(shè)計理念：化學(xué)成分與熱軋溫度TiC分解溫度高，在1000℃以上才能緩慢熔入奧氏體中。Ti固溶強化鐵素體的效果強于Mn的固溶強化效果。鋼中存在一定含量的Ti，可使奧氏體粗化溫度達到1210℃以上。碳氮化鈦作為細小的第二相彌散存在帶鋼中，可以阻止晶粒長大，軋制后起到沉淀強化效果。1、工藝設(shè)計理念：化學(xué)成分與熱軋溫度TiC分解溫度高，在10我公司常規(guī)Q345B化學(xué)成分與熱軋工藝

常規(guī)Q345B化學(xué)成分C%Si%Mn%P%S%0.12~0.200.15~0.501.20~1.40≤0.035≤0.035常規(guī)Q345B熱軋工藝出爐溫度℃終軋溫度℃卷取溫度℃1200±20860±20630±202、以鈦代錳工藝實踐我公司常規(guī)Q345B化學(xué)成分與熱軋工藝常規(guī)Q345B化學(xué)成3.以鈦代錳Q345B的化學(xué)成分設(shè)計及熱軋工藝元素C%Si%Mn%P%S%Als%Ti%GK0.14-0.200.15-0.350.25-0.50≤0.03≤0.020.010-0.0400.025-0.050GE0.15-0.180.16-0.260.3-0.45≤0.02≤0.0080.015-0.0250.03-0.05化學(xué)成分設(shè)計：熱軋工藝制度：項目出爐溫度，℃終軋溫度，℃卷取溫度，℃控制范圍＜8.0mm1170~1200860±10600±10≥8.0mm580±103.以鈦代錳Q345B的化學(xué)成分設(shè)計及熱軋工藝元素C%Si

4、以鈦代錳Q345B的生產(chǎn)工藝煉鋼生產(chǎn)工藝

在鈦的各類化合物中，TiC粒子對沉淀強化的貢獻最大，其他各類析出物對沉淀強化貢獻不大?？梢姡瑸榇_保鈦的沉淀強化效果，提高鈦的利用率，要最大限度地降低鋼中氧、硫、氮的含量。另外，由于鈦微合金化Q345B產(chǎn)品的組織和性能與成品板卷中TiC的含量有直接的關(guān)系，對于同樣的鈦含量，由于氧、硫、氮各元素含量的波動，將直接影響TiC的含量，導(dǎo)致最終產(chǎn)品性能的波動。因此，對于鈦微合金化Q345B，為達到提高強度、穩(wěn)定產(chǎn)品性能的目的，冶煉的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是：降低鋼中氧、硫、氮各元素的含量，同時將各元素穩(wěn)定地控制在一定的范圍。4、以鈦代錳Q345B的生產(chǎn)工藝煉鋼生產(chǎn)工藝煉鋼分兩種制程：

制程A1：倒罐→轉(zhuǎn)爐冶煉→吹氬→LF（加鈦）

制程B1：倒罐→轉(zhuǎn)爐冶煉→吹氬（加鈦）制程A1經(jīng)過LF鋼包爐處理。優(yōu)點：可以緩解節(jié)奏壓力，充分降低鋼水中S成分，保證軟吹時間，提高Ti鐵吸收率。鋼包爐處理過程中控制要點：避免鋼水與空氣接觸，降低鋼水增N、O量，加入鈦鐵前保證鋼水中O含量在10ppm以下，嚴格管控軟吹時間。缺點：噸鋼成本升高50元/噸。煉鋼分兩種制程：

制程B1：取消LF鋼包爐工序，通過對鐵水預(yù)處理、轉(zhuǎn)爐冶煉、轉(zhuǎn)爐氬站管控彌補LF爐工序。優(yōu)點：縮短冶煉周期，提高生產(chǎn)率，降低冶煉成本。操作要點：鐵水預(yù)處理扒渣干凈，降低轉(zhuǎn)爐回硫率，轉(zhuǎn)爐冶煉終點穩(wěn)定，確保終點命中率，出鋼合金成分一次命中，出鋼過程中減少下渣量，避免氬站補加合金，嚴格控制氬站氬氣調(diào)節(jié)，嚴禁鋼水與空氣接觸，鋼種O含量10ppm以下加入鈦鐵合金，并保證氬站軟吹時間。制程B1：連鑄生產(chǎn)工藝澆鑄溫度設(shè)定澆鑄溫度過高容易使中心偏析加重，結(jié)晶器彎月面初生坯殼不均勻性增加，出結(jié)晶器坯殼變薄從而增加裂紋產(chǎn)生甚至拉漏的機會；澆鑄溫度過低則鋼水流動性差，保護渣熔化不好，兩者都容易引起縱裂。連鑄保護澆鑄

為最大限度地減少和防止鋼水受二次污染，確保鑄坯質(zhì)量，鈦微合金化Q345B鋼水連鑄實行全過程保護澆鑄，包括：鋼包鋼水保護、鋼包長水口氬封、中間包鋼水保護和浸入式水口等。中間包鋼水采用中間包覆蓋劑保護鋼液面。連鑄生產(chǎn)工藝澆鑄溫度設(shè)定熱軋生產(chǎn)工藝加熱制度采用1170~1200℃的出爐溫度，嚴禁超過1210℃，利用Ti的析出物阻止奧氏體晶粒粗化。同時，此溫度區(qū)間加上合適的在爐時間，可以使足夠量的Ti固溶到奧氏體中。冷卻制度制定合理的終軋、卷取溫度制度，層冷采用前段冷卻模式，保證細小的Ti（C，N）粒子充分析出的同時也保留Ti的固溶強化作用，從而保證產(chǎn)品具有合適的性能。由于熱軋生產(chǎn)線為傳統(tǒng)的半連軋生產(chǎn)線，板坯厚度為200mm，使得軋制過程具有足夠的壓下率，有利于形變誘導(dǎo)第二相析出，使產(chǎn)品晶粒足夠細化。熱軋生產(chǎn)工藝加熱制度采用1170~1200℃的出爐溫度，嚴禁制程A1工藝實踐J2207639氬站工序控制情況：進站溫度進站O含量ppm鋁線kg出站溫度出站O含量ppm161885.949615974.35出鋼量（t）冶煉周期（min）進站溫度（℃）出站溫度（℃）終氧PPm14047min158516135.46LF爐工序控制

通過對鈦的機理分析，鈦對氧有較強的親和力，極易形成鈦的氧化物降低鈦的吸收率。通過對過程氧的數(shù)據(jù)對比，我們制定了B1制程。制程A1工藝實踐J2207639進站進站O含量ppm鋁線kg1、常規(guī)Q345B與以鈦代錳Q345B對比成本對比

制程A1可降低成本46.61元/噸，制程B1可降低成本79.49元/噸。項目，（元/噸）常規(guī)Q345BA1以鈦代錳Q345B(LF)B1以鈦代錳Q345B(Ar)噸鋼合金成本166.05119.4486.56三、工藝實踐結(jié)果對比1、常規(guī)Q345B與以鈦代錳Q345B對比成本對比物理性能對比鋼卷號牌號實測厚度，mm屈服強度，MPa抗拉強度，MPa延伸率，%沖擊功，J5*10*552B102896Q345B6.8242058028.583.92B103972Q345B9.0437052030.5792B102763Q345C6.273705303053.92B103163Q345C6.263705452758.12B103950Q345C6.2740555025.564.12B105367Q345C6.303905402942.62B106109Q345C6.2536551030.587.6常規(guī)Q345B/C的物理性能物理性能對比鋼卷號牌號實測厚度，mm屈服強度，MPa抗拉強度以鈦代錳Q345B的物理性能鋼卷號規(guī)格屈服強度，MPa抗拉強度，MPa延伸率，%沖擊功（5*10*55）≥17J20℃0℃-20℃-40℃-60℃2B1085766.754005552866.171.664.953.630.42B1085796.7541056529.569.469.370.467.031.92C1058015.7548059029.5-----2C1058025.7543055525.5-----2C1092747.754305652565.7----2C1092767.7541552529.541.0----以鈦代錳Q345B的物理性能鋼卷號規(guī)格屈服強度，MPa抗拉強以Q345B、6.75mm厚度對比如上圖。從上表可以看出，以鈦代錳Q345B的物理性能完全滿足國家標準對Q345B的的性能要求，且與常規(guī)Q345B處于相同質(zhì)量水平。以Q345B、6.75mm厚度對比如上圖。從上表可以

冷彎性能

正常Q345B的冷彎試驗尺寸要求為B=20mm，d=2a。我們選擇