Q345低合金系列成分“降錳微增鈦”后熱軋工藝研發及優化

周景如 徐朝輝 王照玄 羅瀟

摘 要：重鋼熱軋薄板廠生產的低合金高強度鋼Q345用途廣泛，下游客戶反饋其質量比較穩定。然而伴隨鋼鐵市場蕭條，為占有市場份額，降低生產成本是企業生存發展的必然選擇。

其中合金的消耗就是降本的一個重點也是難點。根據實際情況，優化Q345成品成分，采用控軋控冷工藝，極大程度地節約了生產成本，且生產出的產品質量始終滿足客戶的需求。

關鍵詞：Q345低合金；軋制工藝；產品質量

中圖分類號： TF777 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）19-195-2

1 降錳微增鈦Q345工藝開發

綜合考慮Q345的性能和成本現狀以及鈦合金在鋼中的作用，通過提高鈦含量，降低錳含量，從而降低生產成本，其化學成分見表1；并根據鋼中有效鈦含量進行控軋控冷或調整軋制規格，保證產品性能滿足標準要求。

1.1 軋制工藝方案的確定

1.1.1 冷卻方案一

改變層冷稀疏模式，減少快冷段集管出水量，依靠粗調和精調達到目標設定溫度。終軋溫度控制在820℃-850℃之間，卷取溫度控制在590℃-570℃間，縮小溫降差。

該方案對改變高溫區冷卻速度過快有限，但對性能影響較小。該方案在現場實施時，肉眼觀察鋼板經層冷后，仍然起浪。說明該方案不合理。

1.1.2 冷卻方案二

在方案一基礎上，通過設定中間溫度值660℃-650℃，同時投用快冷I、II段，通過設定中間溫度使前后冷卻速度均勻分布。更能改變高溫區冷取速度過快問題，對性能影響也較小。該方案在現場跟蹤軋制時，肉眼觀察層冷后鋼板起浪，說明該方案不合理。

1.1.3 冷卻方案三

方案三：在方案一基礎上，前段采用常規層冷，投用快冷II段。

該方案能徹底解決高溫區冷速過快問題，現場軋制完全解決了浪形的產生。但是性能試驗結果，屈服強度偏低。

為此，對II段冷卻工藝進行如下優化：中間溫度設定提高到720℃-730℃，即在相變點之上進行II段快冷，對提高屈服強度有利。

方案三優化后屈服強度有所提高，按國標復試性能合格率可達97.14%。故按照優化后的方案三批量生產降錳微增鈦Q345B。

1.2 降錳Q345B工藝改進

Q345低合金系列“降錳微增鈦”后，熱軋薄板廠通過快速冷卻工藝來提高Q345B的強度。根據用戶反饋，生產的即降錳微增鈦Q345B出現批量的浪形。該缺陷出廠檢驗比例達到12.14%。所以有必要進一步優化快速冷卻工藝。

根據前期試驗的3種方案，及理論支持最終確定終軋溫度控制在810℃-890℃之間，卷取溫度控制在590℃-560℃間，層流冷卻策略的最終方案為投用快冷I段工藝，再逐步進行工藝微調的思路。

表2 降錳微增鈦Q345冷卻制度

降低快冷I段集管出水量，能緩解層冷高溫區的冷卻速度。同時對性能影響較小。現場軋制時，浪形也得到基本解決。

2 保證產品質量

“降錳微增鈦”Q345低合金系列產品通過大量的工藝實驗后工藝基本固化，針對部分規格進行工藝微調，其生產日趨穩定，復試性能合格率達98.53%。FA比例達96.55%。性能指標及外形質量亦大幅提高。（圖1，圖2）

3 結語

采取降錳、鈦微合金化工藝相比原工藝Q345B鋼屈服強度、抗拉強度基本穩定，屈服強度平均值相比判定標準富余89MPa，抗拉強度平均值富余82MPa；晶粒細化，帶狀組織級別降低；雖然出現TiN夾雜物，但最高為1.0級。充分證明該工藝生產的“降錳微增鈦”Q345低合金產品各項理化指標完全符合低合金高強度結構鋼的技術標準及使用要求。

同時，成本指標降低，噸鋼平均成本降低40余元。順利實現了“降本增效”的目標，也為下游客戶提高了經濟效益。在鋼鐵市場同質化時代，為重鋼熱軋薄板廠站穩市場創造了條件。