2022年低碳高强度热轧薄板生产与研究报告进展.docx

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1、精品学习资源低碳高强度 HSLC ）热轧薄板的生产与讨论进展王 中 丙柴 毅 忠陈 贵 江傅 杰康 永林周德光广州珠江钢铁有限责任公司） 北京科技高校）摘要介绍了国内外高强度钢/ 板的进展状况和珠钢电炉薄板坯连铸连轧工艺生产低碳高强度钢板HSLC）的主要进展，初步分析了HSLC 钢高强度化的主要成因钢水的干净化、薄板坯连铸连轧的特殊工艺条件以及钢水中残余元素；与HSLA 相比， HSLC 具有塑性好、焊接性能优良、生产成本低等优点，是提高钢铁材料可竞争性及经济可连续进展的绿色材料；关键词CSP低碳高强度钢低合金高强度钢THE PROGRESS OF RESEARCH AND PRODUCTIO

2、N ON HOT STRIP WITH HIGH STRENGTH LOW CARBONFU JieKANG YonglinZHOU Deguang University of Science and Technology BeijingABSTRACT Thedevelopmentonhighstrengthsteel/stripintheworldisbeing introduced,theprogressonhotstripwithHSLCinEAF-CSPprocessinzhujing steelischaracterized,somereasons,includescleanliq

3、uidsteelinsurance, specialprocess of mini mill CSP, and residential elements which increase the strength of HSLC are analyzed in this paper. Compared with HLSA, HSLC becomes one of new green material which promote the competitive of steel material, because of its high yield, good welding properth an

4、d low production cost.KEY WORDSCSP, HSLC, HSLA1 热轧高强度钢 板）的用途随着我国和世界经济的进展，消费者对钢铁工业提出了越来越多的要求，与此同时，钢铁替代品的不断涌现也使得钢铁工业面临前所未有的竞争压力；钢材的高强度化成为钢铁工业近20 年最具活力和制造性进展的领欢迎下载精品学习资源域，一系列热轧高强度钢板）被越来越广泛用于建筑业、制造业和加工业，特殊是载重汽车、轿车、桥梁、起重机、舰船、铁路、集装箱、容器、工程机械、甚至航空航天等领域；可以预见，高强度钢的用途将越来越广泛，也越来越重要，如火车提速、汽车减重等；2 国内外高强度钢 板）的进展提高

5、钢材强度的一般途径有：高碳、合金化、热处理等，但都各有利弊；自上世纪50岁月以来，低合金高强度钢HSLA）作为成熟的钢种，比较大量的生产和应用，并形成一系列钢号和生产标准；近年来，高强度钢的研发始终受到国内外的高度重视，不少国家，如日本，甚至将其列为国家重点讨论工程，在欧洲最高级的讨论工程-尤里卡方案的新材料讨论工程资助下，奥迪汽车等联合研制的轻型高强度薄板可以使汽车用钢削减25%；1994年，世界 18 家汽车生产厂联手成立了超轻汽车钢 ULSAB）财团，支持高强度汽车用钢的讨论；我国“973”方案 中更是把新一代高强度钢铁材料的讨论作为重大课题；俄罗斯也在重点研究高强度铁道用钢，力图在降低

6、车厢自重的条件下，车厢载重才能由60-70t提高到 100-110t；随着国内外高强度钢的不断研发， 双相钢DP） 、 相变诱导塑性钢TRIP ）、复相钢 CP）、贝氏体钢 B）、和马氏体钢 M）也相继投入工业化生产；各种高强度钢的强度和伸长率范畴如图1 所示；欢迎下载精品学习资源国际上也形成一些先进的高强度钢生产厂，以瑞典，SSAB 公司为例， 该公司的 TUNNPLAT厂 2001 年产钢材 250 万 t ，其中冷轧钢 55 万 t ，各种镀层板 35 万 t ，彩涂板 20 万 t ，热轧高强度板达到140 万 t ，占其总产量的 56%.在 SSAB 生产的高强度钢中，屈服强度范畴达

7、到：315-700MPa ，该公司正在开发 750 和 800MPa 级的极高强度板 UHS）；如图 2 所示；但是，总的来说，在世界范畴内的高强度钢领域，HSLA 钢仍旧是最主要的生产和应用钢种；依据最新统计，全世界HSLA 钢的产量大约在8000 万 t左右，约占世界钢产量的10%，在工业发达国家，占钢产量的7%- 15%1 ；1998 年，我国 HSLA 钢的产量约为 630 万 t 2 ，约占钢产量的 5%左右；3 珠钢低碳高强度钢 HSLC）的讨论和生产实践珠钢一期引进德国FUCHS150t 竖式沟通电炉和SMS CSP 生产线，1999年 8 月全线投产，二期新增意大利DANIEL

8、I 150t预热式电炉、 LF欢迎下载精品学习资源精炼炉、 VOD真空处理炉、以及SMS薄板坯连铸机各1 座/ 台；是国内唯独1 条短流程 CSP 生产线，具有生产周期短、产品精度掌握和强度掌握好等一系列优点；自 1999 年 8 月一期工程投产以来，珠钢始终留意于新产品开发，特殊是市场欢迎的高强度热轧板的开发 ， 已开发出 X52 、 SPA-H、 ZJ510L 、ZJ590L 等一系列钢种， 在热轧钢板的传统钢种领域， 珠钢对应生产的ZJ330 、ZJ400 、ZJ470 等系列钢种的普遍特点是在塑性不降低且更优的情况下、强度均高于类似国标钢种，制造出一种低成本生产高强度钢的生产工艺流程，

9、低碳高强度钢High Strength Low Carbon）已成为珠钢产品 的一个鲜明特色；在珠钢工艺条件下生产的热轧高强度钢板有别于HSLA 钢，最明显的差别是低碳、合金含量低、成分设计中没有添加任何微合金元素等， 目前， 珠 钢开发的汽 车用热轧钢板， 最高强度等级已 经达到600MPa；将珠钢生产的这类高强度钢统一命名为低碳高强度钢，简称HSLC 钢；3.1 珠钢热轧板的成分与性能特点珠钢 HSLC板性能特点如下：1 ）方向异性小 如图 3 所示）；2 ）伸长率高；珠钢目前全部品种均达到国标或 JIS 标准对伸长率要求，大部分品种均有 20%以上的富余量，图 4 为珠钢 ZJ330 伸

10、长率生产统计结果；欢迎下载精品学习资源3 ）焊接性能好；在珠钢投产以来，未发生由于焊接性能不合导致的客户投诉；4 ）组织匀称，晶粒细小如图 5、6 所示，略）；5 ）强度高；表 1 和表 2 例举了 C0.08%和 C0.20%两组朱钢生产的钢种和类似国标牌号在成分和抗拉强度方面的比较；从表 1 和表 2 可知，珠钢在低碳系列钢种中，强度等级高于类似国标牌号约10%以上；正因如此，加上珠钢板材薄规格的优势，不少用户用珠钢低牌号的钢种代替国标高牌号的钢种，客观上已经实现了开发高强度钢 的目标；表 1 珠钢 CQ195 3500.08 0.10 0.35 0.25 0.010 0.10 0.1Re

11、s0.30.06- 0.25-0.120.300.50 0.45 0.050 0.30 0.30表 2 珠钢 CQ3452） 4900.200.40 1.30 0.025 0.010 0.1NiRes0.1 0.30.200.551.0-1.60 0.045 0.045 0.30 0.30比较图 7 显示了珠钢几种典型钢种强度趋势，对比图2 可知，珠钢钢板强度已进入超高强度范畴，估计在几年内，珠钢可以用较低的成本开发出极高强度钢 600-700MPa 级）；综上述，珠钢热轧板在各向异性、伸长率、焊接性能等表现出优良的特性，当然，在某些性能指标方面，如某些钢种屈强比略高、特殊条件下存在带状组织等

12、，其缘由仍在分析中；3.2 珠钢生产工艺特点、工作辊直径 /mm 720-800F1-F3540-600F4-F6 、轧制力/t 3000 、 带卷冷却方式 层流冷却、 卷 取机 1 、 卷取类型 地下，踏步掌握珠钢在成分设计上不实行高合金化思路，仍能够保证生产出高强度钢的主要归因于珠钢先进的工艺掌握手段，这包括干净钢生产技术、CSP 薄板坯连铸高拉速掌握技术、温度掌握技术以及控轧控冷技术等；2 ）干净多生产技术现代钢质量讨论说明，提高钢水纯洁度对于改善钢材综合性能具有非常重要的意义，薄板坯连铸机的生产实践也对钢水质量成分和温度）提出严格的要求；珠钢在采纳废钢为原料、短流程工艺、无真空处理手段

13、等不利条件下，通过优化配料、电炉全程泡沫渣掌握、电炉终点掌握技术、无渣出 钢、优化的精炼造渣制度和吹氩掌握技术以及钙处理工艺等一系列手段使珠钢精炼终止的钢水纯洁度达到一个较高的水平，其中：欢迎下载精品学习资源-6-6-6-6ao3 10； TO2510； N 60 10； S50 10；P150 10 -6 ；Als20 10-6 ；3 ） CSP薄板坯连铸高拉速掌握技术珠钢 CSP 薄板坯连铸机设计拉速为：4-6m/min ，拉速的掌握受到钢种、过热度、钢水温度等因素的限制，拉速本身同时又对铸坯组织性能及最终板卷性能产生影响，一般来说，拉速越高越有利于铸坯晶粒细化，但 同时也导致铸坯表面质量

14、恶化，同时增加了连铸漏钢的几率；因此，必需 优化连铸配套的工艺条件，珠钢在连铸爱护渣的讨论、钢水上台温度和成 分掌握范畴、 SEN 的使用等方面做了大量工作，针对不同的钢种和规格，摸 索 出 最 佳 的 拉 速 控 制 范 围 ， 目 前 ， 低 碳 钢 平 均 的 拉 速 水 平 达 到5.3m/min ，最高达到 6m/min ；4 ）温度掌握技术提高连铸连浇率是全部钢厂共的目标，对于薄板坯连铸来说，虽然拉速较宽的可调范畴有利于连铸对钢水的适应性，但是，由于SEN 寿命的限制，特殊是由于性能稳固性的要求，多炉连浇是以稳固性为前提条件，主要是拉速的稳固，只有这样，才能保证稳固的铸坯组织和入炉

15、温度，而拉速的稳固是以炉次见的成分和温度稳固为前提；珠钢目前已能够实现10 炉浇注时间 10 h）以上的稳固连浇；另一方面，通过掌握拉速和二冷水，保证出矫直机进均热炉的铸坯温度达到 1000以上，并且铸坯表面和内部温度偏差较小，没有发生 的相转变；5 ）控轧控冷技术欢迎下载精品学习资源3略）控轧控冷技术是珠钢在消化吸取SMS 的轧制技术基础上进行优化板材性能掌握的又一手段，通过对6 机架间轧材中间品的解剖分析，明白到机架间轧材的组织变化，如图8 和图 9所示，为控轧控冷工艺的实现制造了条件；在掌握控冷工艺方面，主要比较了不同机架不同压下力对板材性能的影响，讨论了不同终轧温度、卷取温度、冷却方式

16、、成品规格等诸冷却条件下的冷却度及对成品板材力学性能的影响规律；如图 10 可知，随着终轧温度的降低，可以看到厚度为2 0 mm 的成品板的屈服强度有了明显的提高，由 344MPa 提高到 367 MPa ，而其抗拉强度变化不大，均在400 MPa左右；不同终轧温度下成品板的伸长率变化也较为明显，终轧温度为840时，成品板的伸长率较低，仅为25，另外两种终轧温度下成品板的伸长率相对较高，分别达到了29 和 30%；欢迎下载精品学习资源如图 11 所示，当卷取温度为640时，成品板的屈服强度和抗拉强度 都相对较低，屈服强度为320MPa，抗拉强度仅为381 MPa ；当卷取温度设定为 550时，

17、成品板的屈服强度和抗拉强度比卷取温度为640时都有了显著的提高，分别提高了24MPa 和 31MPa；在不同的卷取温度下成品板的延长率相差不大，均在28%至 30%之间；3.3 珠钢低碳热轧板高强度化的成因初析珠钢短流程 CSP 生产线生产的低碳钢板与一般厚板坯连铸轧制线生产的热轧板在组织形状和力学性能特点等方面表现出明显的差异性，特殊是 较高的强度方面，值得留意的是，在珠钢以前，对于这方面的讨论工作国 内外均很少有报道，珠钢投产以来间续开展一些相关讨论，初步取得一些 进展；3.3.1 晶粒细化讨论说明：晶粒细化是珠钢热轧板高强度化最主要的因素；尽管由于铸坯薄、拉速快、冷却速度高，铸坯组织表现

18、为：表面为细晶区、内部为柱状晶、基本看不到等轴晶的存在，但是，由于铸坯在连铸后的工始终保持在1000以上， F1 F2 轧制中产生高温大变形率，导致欢迎下载精品学习资源奥氏体发生再结晶， F3 F6 虽然轧制温度下降，奥氏体再结晶困难，但是由于变形量较小、道次间隔短，回复和再结晶进行不充分，造成应变不断积存，晶界上成核速度和形核点大大增加，终轧后，经过层流冷却，由于轧材较薄，因此冷却既较快，很快形成相变，铁素体在奥氏体晶界和晶粒内部大量形核，最终导致冷态组织明显细化；3.3.2 纳 M级粒子的析出4进一步的讨论说明，在冷态组织中发觉大量细小、弥散的A2 lO 3、 MnS二相粒子析出物，约30

19、mm左右，以及 Al 2 O3 MnS 复合析出物，约 100 200mm左右，如图 12略）所示；初步分析说明：这些细小、弥散的析出物也是导致珠钢低碳热轧板强度提高的一个重要缘由；3.3.3 残余元素的作用由于珠钢短流程的炼钢特性，以废钢为主要原料生产的钢水中不行避免的存在较高的 Cr、Ni、 Cu等合金元素，这些非刻意添加的合金元素特殊是 Cr 、Ni等也客观上造成板材强度提高，关于这一点，在 传统理论上已有说明；但其对强度的奉献有多大，对塑性的弱化有多大？目前仍在进一步讨论中；4 结论1 ）在珠钢短流程CSP 生产线肯定的工艺条件下，一般低碳热轧钢板的强度可以提高 2 倍，达到 400

20、600 MPa ，并且，其他力学特性仍保持优良水平；2）珠钢低碳热轧板高强度化的主要缘由是：晶粒细化、纳M 级粒子的析出以及残余元素的作用综合结果；欢迎下载精品学习资源3 ）珠钢低碳高强度钢HSLC）由于不以合金化或微合金化为主要强化手段，因此，与 HSLA钢相比，在成本上具有明显优势；参考文献1 王祖滨 , 沈荣. 建筑钢结构用低合金高强度钢. 钢结构 ,2002,3,47.2 东涛, 付俊岩. 我国微合金化技术应用和微合金化钢进展的调查.2001中国钢铁年会论文集，北京：2001.719.3 霍向东 .CSP 连轧过程中低碳钢的组织变化规律. 钢铁， 377 ）.4 于浩.CSP 热轧超薄规格钢板的组织细化及强化机理的讨论. 第 7届轧钢年会 . 本溪： 2002.欢迎下载