安钢高层建筑用钢板的开发

1、2007年6月第15卷第3期河南冶金HENAN MErAU朋RGYJun.2007V01.15No.3安钢高层建筑用钢板的开发欧阳瑜刘海强李力徐筱芗程官江(安阳钢铁股份有限公司摘要介绍了通过转炉冶炼连铸炉卷轧机控轧控冷工艺研制高层建筑用钢板的主要技术和关键环节,经过实际生产表明其实物质量达到较高水平。关键词高层建筑用钢板冶炼连铸控轧控冷DEVEI.oP】MENT OF HOT ROLLED STR咯FORGHR玛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谢ng eonuelled roiling and controlled出ng0前言随着高层建筑的兴起,传统的钢筋混凝土结构已不能满足需要。从节约钢材和防震等方面考虑,近年来抗地震用低屈强比高层建筑用高强度钢板陆续被开发。高层建筑用钢板在国内、国际市场潜力巨大,并且经济效益相当可观。高层建筑用钢板除对屈强比要求外,对韧性、焊接性能、抗层状撕裂性能、冷热加工性等方面均有较高的要求。既要求钢钢材具有良好表面质量,所以生产难度很大。安钢第二炼轧厂从2006年8月开始进行高层建筑用钢板Q345GJC的开发生产,通过采用有效的控制手段,取得了满意的效果。l产品技术条件1.1化学成分根据GB

4、/T198792005(建筑结构用钢板>的要求,结合各元素对性能所起的作用及希望达到的种含有较低的有害元素和气体、夹杂物数量,又要求性能指标,设计钢的化学组成,见表l:襄1高层建筑用钢【Q345(;j化学成分注:对于厚度方向性能钢板。PG0.02095,S含量符合表2规定;、Ni、Cu为残余元素时。应各不大于0.3095;V、Nb、Ti单独添加时,应不低于表中下限,若混合加人表中下限不适用;混合加入时。V、Nb、啊总和不大于0.2295。1.2厚度方向性能钢板硫含量纹敏感性指数的化学成分。各牌号所有质量等级钢厚度方向性能钢板硫含量(熔炼分析应符合板的碳当量或焊接裂纹敏感性指数应符合表3规

5、定。表2的规定。襄3不同交货状态及规格的碳当规定囊2厚度方向性能钢板磕含Z向性能级别s/%Z15 Z巧绉50.0100.Oa70.51.3碳当量规定在质量证明书中注明用于计算碳当量或焊接裂Q345GJ控轧0-42O44O凹O四TMCP0.38G0.40G0.24G0.26采用熔炼分析值并根据式(1或(2计算碳当量或焊接裂纹敏感性指数。一般以计算碳当量交+货,除非另有协议规定。联系人:欧阳瑜,副厂长。高级工程师,河南.安阳(455004,安阳钢铁股份有限公司第二炼轧厂;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表面质量和外形尺寸陷,光洁平整;外形尺寸见表4:囊4钢板外形尺寸项目厚度竟度长度允许偏差-0.3一+O.8+15+30不平度(000nn+71.5力学性能钢板表面质量应无裂纹、气泡、折叠、夹杂等缺钢板的力学性能见表5:裹5钢板力学性能2冶炼和轧制工艺控制2.1生产工艺流程铁水预脱硫转炉冶炼LF精炼一宽板坯连铸加热一高压水除鳞一控轧控冷矫直一空冷一表面检查切定尺探伤一检验入库2.2冶炼工艺2.2.1转炉工艺铁水处理后S0.003%,保证扒渣干净,防止转炉回硫;转炉终点控制:C0.08

7、%,P0.010%,严格控制下渣量小于50ram;脱氧先加强脱氧剂钢芯铝或A1MgMn合金,保证沉淀脱氧完全,且使钢中Ak大于0.01%。转炉冶炼的关键是提高终点C,降低终点氧,从源头降低夹杂含量,加强容易引起凝固偏析S元素的控制,故转炉工艺设计须经铁水预处理,使成品S 一般在0.003%左右。为保证良好的脱氧效果,高建钢标准本身对钢中AL含量有强制性要求。转炉操作脱氧采用全程控m模式,为实现精炼效果提供保证。2.2.2LF精炼控制LF精炼时间不小于40min,白渣保持时间不低于20min;采用全程控铝,保证全程Als0.015%,保证良好的脱氧效果并获得稳定的/Us含量,以实现快速造白渣、快

8、速脱硫并获得纯净钢水的目的;保证软搅拌时间大于8min。2.3连铸工艺连铸主要是控制铸坯心部凝固质量,铸坯心部的偏析、疏松、缩孔等是影响钢板抗层状撕裂性能的直接原因。采用全过程保护浇注,使钢中O、N增量小于10×10一;中包过热度控制在lO一25,确保铸坯质量和生产过程稳定;连铸正常拉速控制在1.1一1.4m/min,并尽可能保持拉速稳定,同时合理配置二冷工艺,除控制好钢水过热度、拉速、配水等工艺参数外,连铸还采用了动态轻下技术【l】,以达到良好的铸坯质量;合理选用包晶钢专用保护渣,避免C含量为0.14%-0.17%裂纹敏感性区域造成铸坯表面缺陷。2.4轧制工艺2.4.1加热温度I加

9、热段温度:10000C一1080"C加热段温度:12000C一1280'13均热段温度:120(l一12802.4.2控轧工艺高层建筑用钢板采用两阶段控轧工艺,第一阶段为高温再结晶轧制,开轧温度为(1060±20,道次变形率高于或等于15%,第一阶段轧制后需待温一段时间开始进行第二阶段轧制,待温终了的温度应低于950。C。这一温度即为第二阶段开轧温度,它与第二阶段的总变形率都是影响钢板强韧性能的重要参数。降低第二阶段开轧温度,增大道次变形率和总压下率以及合适的终轧温度,会使奥氏体晶粒压扁,拉长、变形带和位错密度增加,使相变后钢板的铁素体晶粒变细,提高钢板的强韧性能而

10、不降低塑性。2.4.3控制冷却L21控制轧制后钢板的冷却速度。可以防止高温奥氏体晶粒在缓冷过程中的长大,也能使相变后的铁素体晶粒细化,珠光体分布均匀,消除偏析和带状组织;合适的快冷工艺是:快冷开始温度尽量接近终轧温度。3检验结果3.1化学成分符合表l的要求,碳当量符合表3的要求。3.2表面质量和外形尺寸 河南冶金2007年第3期钢板表面无超标缺陷,光洁平整;厚度、长度、宽3.3力争巨能度及不平度符合表4的要求。力学性能见表6、如图1所示:表6实物性能-.I35-.-.楚、'-'ag-60mm、N、O-20-40-'60沮厨图l系列冲击试验3。4金相组织金相组织见表8、如

11、图2所示:裹8金相组织板厚/m铁素体/%晶粒度/级带状组织/级3577一89407588g一9一76一晒!.5-8.5233 圈2厚度35amQa45GJC-Z15的金相组织3.5焊接性能焊接性能见表9、表lO、表11:囊9焊接试验条件焊接试验方式焊接热输入./ky一手工焊15埋弧焊寰10焊接接头拉伸试验结果焊接试验方式抗拉强度/MPa断裂位置手工焊5柏断基体埋弧焊535,525断焊缝表ll焊接接头冲击试验结果3.6探伤检验高层建筑用钢板全部经过二级探伤检验,影响探伤合格率的主要因素是铸造坯内部质量及厚规格产品。安钢第二炼轧厂生产的高层建筑用钢板一级探伤合格率在90%以上,其中规格25mm的一级探伤合格率达到94.1%以上,最高达到98.3%;规格:125mm的=级探伤合格率达到85%以上点高达到92%。4结论1通过采用合理的成份设计方案,采用铁水脱一硫、LF深脱硫工艺进一步降低偏析元素S,U快速造白渣、确保较长软搅拌时间,保证钢水纯净度,连铸低过热度浇注并配用动态轻压下技术,确保了铸坯内部质量。2在控制冷却条件下,充分使奥氏体晶粒压扁,拉长、变形带和位错密度增加,使相变后钢板的铁素体晶粒变细,提高钢板的强韧性能而不降低塑性。3满足了高层建筑用钢板对屈强比、韧性、焊接性能、抗层状撕裂性能、冷热加工性等方面的较高要求。4安钢第二炼轧厂开发生产的高层建筑用