舞阳钢结构用宽厚板的开发

舞阳按照＂人无我有、人有我优、人优我特、 人特我精＂的质量目标，建立健全了质量保 证体系。通过不断优化工艺、开发品种、提 高质量，现已形成桥梁用钢板、建筑结构用 钢板、锅炉及压力容器用钢板、低合金高强 度钢板、海洋采油平台及造船用钢板、油气 输送管线用钢板、军工用钢板等12个大类、 300多个国内外牌号、300多个厚度规格的 产品系列。
舞钢产品以其优良及独特的质量特性，被用于国 民经济许多重要领域，如质子同步直线加速器、 深潜器、海上采油平台、神舟号飞船、运载火箭 发射架、锅炉及压力容器、三峡工程及其它大型 水电站、火电站、核电站、桥梁及高层建筑、高 炉炉壳、连铸大包回转台及轧机牌坊等大型冶金 设备、煤矿液压支架、大型露天矿电动轮自卸车、 坦克装甲、直升机着舰格栅板、舰艇、船舶、模 具等。在满足国内需求的同时，还不断开拓国际 市场，产品远销德国、法国、美国、日本、加拿 大、澳大利亚等发达国家。
自1996年高层建筑结构用钢板实现国产化 至今，我公司先后承接了大连云山大厦、 北京中银大厦、厦门国际会展中心、国家 大剧院、北京电视中心、北京中关村金融 中心、上海文献大厦等建筑结构用钢板的 供货合同，生产建筑结构用钢板十多万吨， 供货钢板实物质量良好。各项性能值比标 准有很大富余量，具体见图１－图14，在 重点工程中应用情况。
2、生产工艺设计原则 舞钢按照对焊接结构以钢的要求进行生
产工艺设计，并以实现下列目标为原则：
⑴ 具有符合设计要求的较高的强度及塑韧 性。
⑵ 具有良好的可焊性。
⑶ 具有良好的内部质量。
⑷ 具有良好的抗层状撕裂性能。
⑸ 具有良好的冷成形性。
３。钢的成分设计特点
⑴ 微合金化
要使钢板具有良好的组织和性能，首先要 结合工艺条件对钢进行合理的成分设计， 然后通过控制和运用工艺装备来实现。舞 钢采用在碳、锰固溶强化的基础上进行Nb、 V、Ti微合金化处理，利用这些元素形成的 碳、氮化物在钢组织中的溶解和析出，使 钢钢材组织晶粒细化，达到提高强度和改 善韧性的目的。
表1建筑结构用钢常用的国内、外标准及牌号
主要国家或地区标准
中国
GB700-88 GB/1591-94
YB4104-2000来自百度文库
日本
JISG3106-1999 JISG3136-1994
典型牌号
Q235B、Q235D等 Q345B、Q345C、Q345D、 Q390C、Q460D等 Q235GJZ25D、Q345GJZ25C、 Q345GJZ35D等
⑶板厚效应小
GB/T1591－1994标准中，随着钢板厚度的 增加，ós指标急剧降低。YB4104－2000标 准中，随着钢板厚度的增加，ós指标几乎 不降低。以厚度＞50~100mm钢板为例， Q345要求ós最低为275Ｍpa，Q345GJ要 求ós最低为325Mpa（性能对比详见表２）。 因此，选用YB4104标准中的牌号，可以相 应减少钢板的厚度。
钢结构用宽 厚板的开发
舞阳钢铁公司是我国优质宽厚板生产和科研 基地。拥有90吨超高功率电炉、 300×1900mm大型板坯连铸机、 4200mm 宽厚板连铸机、轧后ACC快冷系统、多种 热处理炉等先进设备，已形成＂电炉冶炼－ LF、VD炉外精炼－连铸（模铸）－轧制－ 热处理－精整＂这一先进的短流程生产线， 具备年产120万吨钢、110万吨宽厚板的生 产能力。
8、超声波无损检测
用于制作重要构件的钢板，国内外技 术标准都规定必须使用超声波无损检测方 式来检查钢板的内部质量，我公司可按中 国(JB4730,GB/T2970)、美国（A435、 A577、A588）、日本(JISG0801、 JISG0901)、德国（SEL072）等各国探伤 标准对钢板进行无损检测。
⑵ 高纯净度 减少钢中P、S等杂质含量、提高钢的纯净度、改
善夹杂物形态，可以显著地改善钢的塑韧性、冷 弯、焊接、耐腐蚀、抗疲劳等性能，减轻或消除 钢的各向异性和保证组织性能的均匀性。 ⑶ 低碳当量 研究表明，提高焊接性能的最有效措施是降低钢 中碳、磷、硫含量通过微合金化，屈服强度为 345Mpa级别钢板，其焊接碳当量可不大于0.42 ％；屈服强度为390Mpa级的特厚钢板，焊接碳 当量可不大于0.43％；屈服强度460Mpa级的控 轧交货钢板的焊接碳当量可不大于0.44％ (Ceq=C+1/6Mn+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15)。
2、拥有完善的炉外精炼设备，钢水炉外精炼 率达100％，真空脱气精炼率达85％以上， 钢水纯净度高，具备生产P≤0.010％、 S≤0.004％、 N≤80ppm、O≤20ppm、 H≤2ppm钢水的能力。
3、具备生产屈服强度到690Mpa所有级别的 低合金高强度钢的能力，产品覆盖国内 300多个牌号，具有生产低碳针状铁素体 钢的超低碳贝氏体钢的经验。
三、钢结构宽厚板的品种及特点
1、建筑结构用钢

建筑结构用钢主要用于高层及大跨度
建筑，结构受力复杂，要求具有安全可
靠性好、使用寿命长，并能够抵御一定
地震烈度破坏等特点。这就是决定了高
层建筑结构用钢板要求具有一定的特殊
性能，主要有以下几点：
⑴能够抵御一定地震力的破坏，要能防震和抗震。 钢板不仅要有足够的抗拉强度和屈服强度，而且 具有较低的屈强比。为此，标准中规定建筑结构 用钢屈强不大于0.80。
6、代表行业制定了厚度方向性能钢板标准 GB5313－85和高层建筑结构用钢板标准 YB4104－2000。钢板具有优良的抗层状 撕裂性能（厚度方向性能），根据标准 和设计要求，可按Z15、Z25或Z35级别 来满足对抗层状撕裂能力的要求。
7、拥有专业化的专门从事宽厚钢板开发和生 产的科研队伍和技术工人，丰富的宽厚 钢板生产经验是其他厂家无法比拟的。
二、钢结构用宽厚板的生产特点
舞钢在生产钢结构用宽厚板时，采用国际上低合金 高强度的先进设计思想和工艺研究成果，采取一系 列的技术措施，最大限度的扩大品种规格、提高钢 板的实物质量。
1、生产工艺流程： 电炉冶炼→LF、VD炉外精炼→浇铸（连铸或模铸）
→加热→4200mm轧机控制轧制→ACC控制冷却 →(超声探伤) →(热处理) →精整→检验入库
5、钢板的轧制
厚度≥70mm钢板采用钢锭生产，＜ 70mm钢板采用连铸坯生产，使钢板厚度压 缩比＞4，以保证钢板的内部质量。
在轧制过程中采用Ⅱ型控轧、轧后 ACC控制冷却技术，通过对加热、热望轧 制、冷却各工序的工艺参数进行严格的控 制，充分发挥微合金元素的细化晶粒和强 化基体的作用。
6、钢板的表面质量、板形及尺寸精度控制
4、钢的冶炼
对废钢等炉料进行精选，以减少由炉料 带入钢中的外来夹杂、气体以及Cr、Ni、 Cu、Mo等影响钢板焊接性能的残余元素含 量。钢的冶炼采用先进的90吨超高功率电炉 及LF炉外精炼设备，并通过VD炉对钢液进 行真空处理，以确保钢质净和成分的准确稳 定，在冶炼过程中加入适量的硅钙线对夹杂 物进行球化处理。
⑵要具有良好的焊接性能，以焊前不需预热、焊后 不需热处理为目标，以便于现场施焊，减少劳动 强度、提高生产效率。
⑶要具有较小的屈服强度波动范围。屈服强度波动 范围大时，建筑物各部分之间屈服强度的匹配可 能与设计要求值不同，容易产生局部破坏，降低 建筑物的抗震性。为此，日本JISG3136标准规定 屈服强度波动不大于120MPa，我国YB4104规定 屈服强度波动不大于110Mpa。
⑴ 降低了P、S含量和焊接碳当量。 ⑵ 提高了屈服点、缩小了屈服点的波动范
围。 ⑶ 提高了冲击功。 ⑷ 增加了冷弯试验。 ⑸ 厚度方向性能可以保证到Z35级别。
YB4104－2000与GB/T1591－1994相比， 具有钢质更为纯净、焊接性好、板厚效应小、 抗震性好等特点。
⑴ 钢质纯净
YB4104－2000标准要求P、S含量更低，钢 质更为纯净。如GB/T1591－1994标准中， Q345Ｃ要求P≤0.035％、S≤0.035％； YB4104－2000标准中，Q345GJC要求 P≤0.025％、S≤0.015％。
8、拥有先进的科研试验设备和理化检验设备。 FEI Quanta2000扫描电镜、TCH600氮氢 氧联合检测仪、18AVRFR－2高温膨胀仪， CS44LS红外碳硫分析仪、600KN万能试验 机、500KN高温电子拉伸试验机、3000Ｊ 落锤试验机以及配备齐全的焊接试验室等
试验检验设备，为产品开发提供了必要的 检测手段。
YB4104－2000标准是在非等效采用日本 先进的JISG3136－1994标准的基础上，并 结合国内实际情况而制定的一部高层建筑 用钢板行业标准。该标准满足了建筑结构 对抗震性的要求，产品具备良好的塑韧性 和加工性能，强度的厚度效应大大降低， 非常适合制造高层建筑和大跨度建筑。
YB4104－2000与JISG3136－1994相比， 优化了以下技术要求：
EN10113-3:1993
典型牌号
A36
A572Gr42、A572Gr50、 A572Gr60等 StE355等
St37-2、St52-3等
43B、50D、55E等
S235JR、S355K2G4等 S275NL、S355N、S420N、 S460N等 S275M、S355ML、S420M、 S460ML等
⑷采用焊接连接的梁与柱节点范围内，当节点约束 较强、并承受沿板厚方向的拉力作用时，要求钢 板必须具有一定级别的抗层状撕裂能力。
为满足高层建筑及大跨度建筑结构的特殊性能要 求，我公司在成分和性能指标设计、生产工艺控 制等方面进行了深入细致的研究，开发了屈服强 度235－460Mpa所有级别的高层建筑结构用钢板， 并制定了YB4104－2000高层建筑结构用钢行业 标准。从目前市场需求来看，建筑结构所用钢板 的屈服强度大部分为235Mpa和345Mpag两个级 别。下表１为我公司已生产的可用于建筑钢结构 的国内、外主要标准及牌号。
SM400B、SM490B、SM520C、 SM570等 SN400B、SN490C等
主要国家或地区标准
ASTM A36/A36M-96
美国 ASTM A572/A572M-97
德国 英国
欧洲
DIN 17102-81 DIN 17100-80 BS4360-1986 EN10025:1990+A1:1993 EN10113-2:1993
4、拥有完善的质量合格证体系。按照 ISO9002标准建立起来的质量保证体系不仅 通过第三方机构，还通过了中外九家船级 社和法国阿尔斯通、美国西屋公司等众多 机构和用户的认可。
5、生产过程中等同采用国外先进标准，同时 制定有严格的内控标准。采用国外标准产 品的产量占产量的1/3以上，产品具有很强 的以产顶进和出口能力。
舞钢4200mm轧机配有激光测厚仪和ACC厚 度自动控制系统，以及三套高压水除鳞装置， 可以精确控制钢板厚度公差和表面质量，厚 度公差可以控制在-0.3~+0.5mm，钢板不平 度可控制在3mm/m以下，产品具有良好的 尺寸公差和表面质量。
7、钢板热处理
我公司拥有一座辊底式常化炉、八台 外部机械化炉、三台车底式炉、四座缓冷 坑，辊底式常化炉后配有无压淬火机，可 对不同尺寸的钢板进行正火、回火、退火、 调质处理，使钢板组织均匀，晶粒细小， 得到强度、塑性、韧性的最佳匹配。
表2 Q345﹑Q345GJ性能对比
⑷窄屈服点
GB/T1591－1994标准，没有规定各牌号的 屈服点波动范围。YB4104则将各钢号的屈服 点波动范围限定在110Mpa之内。
⑸低屈强比
GB/T1591－1994标准，没有规定各牌号的 屈强比。YB4104则规定屈强比不大于0.80。
一、舞钢的主要技术优势
舞钢是专业生产宽厚板的厂家，在开发 产品主面具有独特的技术优势。
1、拥有国内最大规格的钢锭、连铸坯和钢板 生产线，钢锭最大单重为35吨，连铸坯 最大断面规格为300×1900mm。可生产 厚度8－450mm、宽度1500－4020mm、 长度3000－27000mm优质宽厚钢板，产 品最大单重可达27吨。
⑵ 焊接性能好
GB/T1591－1994标准没有规定牌号的焊接 碳当量；YB4104－2000标准则明确规定上 了各牌号的焊接碳当量。其中Q345GJ规定： 厚度≤50mm钢板的焊接碳当量不大于0.42 ％；厚度＞50~100mm钢板的焊接碳当量不 大于0.45％.采用YB4104－2000标准，有利 于提高材料的焊接性能。