Q235B碳素结构钢热连轧钢带的研制

1、Q235B碳素结构钢热连轧钢带的研制鉴定材料济南钢铁股份有限公司2006年6月“Q235B碳素结构钢热连轧钢带的研制”鉴定材料目录鉴定材料之一鉴定大纲鉴定材料之二工作报告鉴定材料之三技术报告鉴定材料之四产品检验报告鉴定材料之五产品标准鉴定材料之六用户使用情况报告鉴定材料之七经济效益分析报告鉴定材料之八查新咨询报告鉴定材料之九标准化审查报告鉴定材料之一鉴 定 大 纲鉴定委员会“Q235B碳素结构钢热连轧钢带的研制”鉴定大纲受省经贸委的委托，山东省冶金工业总公司对济南钢铁股份有限公司完成的“Q235B碳素结构钢热连轧钢带的研制”项目进行技术鉴定，鉴定委员会制订鉴定大纲如下：一、项目名称：Q235B

2、碳素结构钢热连轧钢带的研制二、项目来源：自选三、项目内容：1700中薄板坯连铸连轧工程是济钢落实科学发展观，走新型工业化道路，加快结构调整，实现产品升级换代，进一步提升核心竞争力的标志性工程，也是济钢可持续发展，保持竞争优势，实现“国内一流、国际先进板材精品基地”目标的核心工程。该项目的轧钢工序1700热连轧生产线已于2006年1月16日一次通板成功，目前正在进行规格、品种试轧和设备功能调试。Q235B碳素结构钢热连轧钢带的成功研制为济钢打开了卷板市场，且为后序的冷轧、镀锌等工序提供足量高质量原料卷，提高济钢薄板系列产品的附加值和档次，多品种规格的商品板材对全面优化济钢的产品结构，增强济钢市场

3、竞争力，实现“十一五”规划具有重要意义。四、项目起止时间：五、项目承担单位：济钢技术中心 项目协作单位：六、鉴定材料及提供单位：1、鉴定大纲鉴定委员会2、工作报告济钢股份公司3、技术报告济钢股份公司4、产品检验报告5、产品标准国家技术监督局6、用户使用情况报告7、经济效益分析报告济钢财务8、查新咨询报告山东省科学院情报研究所9、标准化审查报告济钢股份公司七、鉴定程序1、讨论并通过鉴定大纲2、听取工作报告3、听取技术报告4、听取用户使用情况报告5、听取经济效益分析报告6、现场考察7、专家评议8、讨论通过鉴定意见9、鉴定委员会专家签字 鉴定委员会 二OO六 年 六 月鉴定材料之二工 作 报 告 济

4、钢股份有限公司2006年6月Q235B碳素结构钢热连轧钢带的研制工作报告1前言今年是国家提出“十一五”计划的第一年，也是我们国将处于居民消费结构升级和工业化、城镇化步伐加快的时期，经济发展处于上升通道，作为工业发展的基础原材料，钢铁在经济发展中起着举足轻重的作用。对济钢来说，今年热连轧、冷轧的相续投产，以及4#连铸机、RH炉的相续增建，这标志着济钢告别了无薄板的时期。普通级别的钢种Q235B碳素结构钢热连轧钢带，广泛应用于工程机械、交通运输机械、建筑机械、农业机械、家电制造、制管和轻工业等一般结构件。在此背景下，济钢根据自己的生产和工艺装备开发了Q235B碳素结构钢热连轧钢带。2项目的技术进步

5、意义1700中薄板坯连铸连轧工程是济钢落实科学发展观，走新型工业化道路，加快结构调整，实现产品升级换代，进一步提升核心竞争力的标志性工程，也是济钢可持续发展，保持竞争优势，实现“国内一流、国际先进板材精品基地”目标的核心工程。Q235B碳素结构钢热连轧钢带的成功研制为济钢打开了卷板市场，且为后序的冷轧、镀锌等工序提供足量高质量原料卷，提高济钢薄板系列产品的附加值和档次，多品种规格的商品板材对全面优化济钢的产品结构，增强济钢市场竞争力，实现“十一五”规划具有重要意义。3研制过程中课题组进行的主要工作（1）市场研究及对执行标准的分析课题组对Q235B钢带的市场需求情况进行了认真细致的研究分析。碳素

6、结构钢Q235B具有优良的塑性、韧性、冷冲压性能，广泛用于工程机械、交通运输机械、建筑机械、农业机械、家电制造、制管和轻工业等一般结构件。地域分布广，使用集中，资金充裕，适于进行新产品开发、开拓，市场前景远大。研制组对GB/T912、GB/T3274碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板和钢带标准进行认真学习、分析。从成分设计入手，定量分析了碳、硅、锰、铝等元素对钢性能的影响，掌握了各种元素、工艺环节对性能指标的影响，论证了在现有技术条件下开发该钢的可行性，为制定生产工艺提供可靠依据。（2）关键技术和关键工艺的确定依据冷轧、热连轧、三炼钢现有设备，制定相应的冶炼连铸轧制工艺方案。主要技术关键有：严

7、格控制钢中夹杂物，通过降低钢中硫、磷含量和气体夹杂，净化钢液，确保钢质纯净，铁水硫含量0.025%；转炉冶炼采用全程底吹Ar工艺，采用挡渣出钢，严格控制下渣量，转炉终点C=0.08%-0.10%，P0.015%。全程吹Ar保护浇铸，防止钢水二次氧化和钢水吸氮，浇铸时控制拉速，确保板坯表面与内部的质量。（3）制定、实施质量计划，及时进行阶段总结为保证钢板达到标准和用户的要求，分析了现有的三炼钢转炉和热连轧轧机的设备能力，综合考虑了影响塑性、忍性和冷冲压性能的各种因素。降低C、Si、Mn和N含量有利于降低屈服强度、提高延伸率、改善成形性能，降低P、S、O含量对于减少钢中夹杂物、改善钢板表面质量、提

8、高力学性能和成形性能的均匀性和稳定性十分重要，Al含量要严格控制，即要求酸溶铝含量不能低于一定水平，又要防止加铝量过高而造成大量Al2O3夹杂。为了满足钢板的各项性能，热轧过程的开轧、终轧和冷却、卷曲工艺控制十分重要，其中主要控制钢的晶粒组织和析出物，尤其是AlN的控制。经过大量的基础工作，研制组制定了切实可行的质量计划，同时，深入现场进行贯彻，对各个生产工序进行监控。由于准备充分，技术保证措施到位，生产效果良好，2006.3 -2006.5冶炼的924炉中仅在刚开始试制时出现4炉废品，原因是Si超标，合格率为99.44%。力学性能共检验4126批，初验不合的205批，全部是拉伸不合，复验全部

9、合格，初验合格率为95.03%，合格率为100%。通过以后大量的生产试验，钢板的各项指标呈现了很好的再现性，产品质量不断提高，最终使制定的化学成分、冶炼、轧制工艺能够适应该产品的要求，使济钢生产的Q235B热轧钢带的各项指标全部符合标准和用户要求，得到用户的认可。（4）用户使用情况调查（5）产品完成情况到2006年6月为止，共生产合格Q235B热轧钢带 吨，各项指标符合标准和用户要求，并有较大的富裕量，具备了规模生产的能力。已为总公司创造效益 万元。产品经使用后深受用户的欢迎，目前Q235B碳素结构钢热连轧钢带已经能够进行商业化生产，每月都有用户订货且数量较大。以上结果有力地说明了Q235B钢

10、带的各项性能指标满足了标准和用户要求，说明其化学成分设计是合理的，制定的冶炼、连铸、轧制操作规程是可行的。在我公司先后设备和工艺条件下，该钢的生产工艺已经成熟，各项指标达到了常规产品的水平，可以纳入常规序列管理，具备了鉴定转产的条件。主 要 研 制 人 员 名 单序号姓名性别出生年月技术职称文化程度工作单位对成果创造性贡献鉴定材料之三技 术 报 告济钢股份有限公司2006年6月Q235B碳素结构钢热连轧钢带的研制技术报告1前言随着经济的发展，国家的建设，钢材用量也是大幅度提升，当然，很多高强度，高耐腐蚀，高冲压性能的钢种逐渐得到成功开发，但是，目前就国家基础行业建设如工程机械、交通运输机械、建

11、筑机械、农业机械、家电机械、及制管和轻工业等多个行业，还是大量的需求碳素结构钢，2国内外同类产品生产现状4影响钢板性能的因素分析及方案初定C 几乎不溶于铁素体中，具有提高抗拉强度的作用，而且析出的碳化物越细小，分布越弥散，对强度的提高、塑性的下降作用越显著。此外，碳含量的多少对过热敏感性、抗蚀能力和淬透性均有较明显的作用。因此，在确保最大限度析出第二相NbCN、并能实现预期强度指标的前提下，钢中碳含量应尽量取低碳。Si是非碳化物形成元素，它以固溶体的形态存在于铁素体中，并可起到固溶强化的作用。但其含量应控制在一定限度内，因为它虽然可以提高基体强度与疲劳性能，但由于其强烈缩小区的作用，使钢中的铁

12、素体晶粒粗化，脆性增加，对冷成型性不利。Mn 原子溶于奥氏体、铁素体和渗碳体之中，除直接起强化作用外，由于Mn降低了奥氏体向珠光体转变时的相变温度，使所形成的铁素体和珠光体细化，再次对强度作出贡献。在工艺方面，Mn是冶炼时的脱氧剂和脱硫剂，具有净化钢质的作用，降低或不形成以薄膜形式存在于晶界的低熔点的FeS，改善了钢热加工时的红脆性。但是可塑的MnS夹杂物使材料的方向性增加。由于Mn扩大区，使晶粒粗化，过高的Mn含量增加了淬透性和过热敏感性，对焊接也不利。P 磷在钢中易析出并形成Fe3P，从而增加钢的脆性，此外它在铁和铁中的扩散速度小，易形成偏析，从而提高带状组织级别，而且用热处理方法也难以减

13、轻其级别和使其消除。沿轧制方向的硫化物夹杂与脆性磷化物会造成钢板的各向异性增加，所以应将磷、硫含量尽量降低。S在钢中易形成MnS夹杂物与偏析，因而在生产过程中往往由于加热和轧制而形成内部带状组织，降低钢的塑性、冷成型性和冲击韧性。Als能细化晶粒，提高强度，与N结合生成AIN，可防止应变时效，并作为补充脱氧剂加入钢中，改善钢质。综合考虑各元素对性能的影响，并参照国标GB912-89和GB3274-88，确定Q235B的化学成分和生产工艺如表1：表1 Q235B熔炼化学成分（Wt%）牌号/Q235BCSiMnPSAls国标成分0.120.200.300.300.700.0450.045/内控10

14、.140.180.120.300.300.600.0250.0200.00400.0400内控20.120.140.120.300.300.380.0200.0150.00400.0400目标值0.130.200.350.0150.0100.01005生产工艺及主要装备概况工艺路线：铁水预处理脱硫-120吨转炉冶炼-CAS-LF精炼-连铸-加热-高压水除鳞-粗轧-精轧-层流冷却-卷取-检验（1）济钢三炼钢是现代化炼钢厂。KR铁水预处理，可以使入炉铁水的S含量控制在低于0.002%，Si、P含量通过高炉的有效控制，可以达到0.45%和0.04%以下，进一步优化了炼钢的入炉铁水；120吨顶底复合吹

15、炼转炉能够保证良好的复吹效果，终点C、O接近平衡状态，保证出钢过程中钢水中较低的氧含量；LF钢包精炼炉实现钢水的进一步脱氧和脱硫，可以将使精炼处理后的钢水S含量达到10ppm，同时可以控制全过程增N5ppm，而C基本不增加；VD真空精炼设备还有明年投入使用的RH真空循环脱气设备为钢水的进一步脱气，特别是脱氢、脱氧，同时还实现钢水的深脱硫，使处理后的钢水S8ppm，H1.5ppm，O15ppm，N35ppm，实现了纯净钢的冶炼。（2）济钢年产300万吨的1700mm中薄板坯连铸连轧生产线，采用了中薄板连铸连轧生产工艺和技术，是我国首条自行设计、制造、软件开发、技术总负责、拥有自主知识产权的短流程

16、连铸连轧生产线。主要装备有：两座现代化步进式加热炉；国内最高水平重型粗轧机，主电机容量2×7000KW，最大允许轧制力4000吨，最大道次压下量可达80mm，与鞍钢1780mm粗轧机可并列称国内之最；精轧机组装机水平先进，主电机能力较大，采用全液压AGC、液压活套并设有弯辊和串辊装置，可以实现板形在线控制；卷取机采用了最先进液压踏步式；全线采用了二级计算机控制，实现了带钢厚度自动控制，宽度自动控制，板形、板凸度自动控制，终轧温度、卷取温度自动控制，从而保证了产品质量。并且预留与生产控制计算机（三级）接口，预留了与连铸和冷轧计算机系统通讯接口。整体水平属国内一流，世界先进。图1 170

17、0热连轧轧线工艺布置图6 Q235B钢带生产实践结果6.1熔炼成分2006.3 -2006.5冶炼的924炉钢熔炼成分分析统计如表所示，通过表2可以看出，化学成分全部符合标准规定。表2 熔炼成分 （%）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图2 化学成分直方图分析对Q235B钢带实际熔炼成分进行直方图分析，选择样本数为923批。从其结果来看，C大多数控制在0.120.14%,占统计百分数的96%；Si大多控制在0.170.22%，占统计

18、百分数的91.1%；Mn大多数控制在0.320.36%，占统计百分数的95.3%；P大多数控制在0.0060.015%，占统计百分数的98.2%；S多控制在0.0010.011%，占统计百分数的98.4%；Alt多控制在0.0090.03%，占统计百分数的92.61%。可以看出，化学成分控制的特别理想。具体见图2所示。连铸坯检验及入库情况良好，没有出现表面质量不合的现象。充分说明Q235B钢化学成分控制和生产工艺规程非常合理，符合济钢内控和国标GB912-89和GB3274-88标准的要求6.1力学性能随机选取513批各种规格的钢带进行检验，其力学性能等指标均符合标准规定，且有很大的富裕量，完全符合用户的要求。性能指标见表3所示：机械性能s (Mp)b(Mp)5 %最大值41552547最小值31042021平均值362.5472.534对Q235B钢带实际力学性能直方图分析。从其结果来看，s大多控制在330380Mp，占统计百分数的95.4%；b 大多控制在440490Mp，占统计百分数的92.04%；5 大多控制在3041%，占统计百分数的97.5%。由此可见，钢带强度提高的情况下，屈服强度和延伸率都有很大的提高，且富裕量相当的