轧钢技术进步与品种研发进展

USTB
成功开发了临氢钢2.25Cr-0.5Mo-Si和临氢2.25Cr-1Mo-0.25V等, 其 中137mm大厚度的抗氢Cr-Mo钢12Cr2Mo1R在兰州石化机械设备 有限责任公司通过评审,与会专家一致认为该钢质量达到了欧洲同 类产品的先进水平。
21
University Of Science and Technology Beijing
• NCC后金相组织---Q345D/H=50mm
钢板表面组织
钢板中心组织
USTB
22
University Of Science and Technology Beijing
常化控制冷却设备构成--冷却系统
USTB
23
University Of Science and Technology Beijing
轧钢新技术
9
三、美国NUCOR的薄带连铸技术
薄带连铸生产线布局示意图
USTB
2012-8-27
University Of Science and Technology Beijing
轧钢新技术
10
1st Commercial Plant (110t) Nucor Steel-Crawfordsville INDIANA 第1个商业化工厂（110t），Nucor-C’sville
品种研发进展
顾客
相当于竞争对 手，向顾客传 递更多的
价值 竞争 对手
高价值
公司
低成本
在传递相同数 量价值的情况 下，能够低于 竞争对手的
成本
USTB
24
University Of Science and Technology Beijing
S700MC为欧洲牌号，700
为强度级别，其相应标准为
EN10149，该钢种主要应用 于大吨位吊车吊臂。主要技 术指标为： 1、纵向YS ≥700MPa
浦项的无头轧制生产线示意图
与常规单批间断式轧制比较，生产效率提高25-30%
USTB
2012-8-27
University Of Science and Technology Beijing
轧钢新技术
5
无头连铸连轧技术
意大利阿尔维迪公司克莱蒙纳厂 ESP线布局示意图
总长190m，能够在4.5min内完成从钢水到卷取线的全连续生产，其中厚度小 于2mm的占50%，最薄带钢0.8-0.9*1540mm。钢水到热卷的收得率达到9798%，比常规热轧工艺能耗降低40-50%。
26
University Of Science and Technology Beijing
大线能量焊接技术
Mg氧化物冶金
感生形核机理图
夹杂物受力时周围基体的变形
26
USTB
27
University Of Science and Technology Beijing
一次铁素体
二次铁素体
晶内铁素体的多维形核和感生形核
•连铸连轧技术
轧钢新技术
•异步轧制技术 •薄带连铸技术 •中厚板组织性能控制技术
•船板及海洋工程用钢
品种研发进展
•能源工程用钢 •交通运输用钢
USTB
2012-8-27
3
University Of Science and Technology Beijing
轧钢新技术
一、连铸连轧制技术
常规热连轧线上无头轧制技术
USTB
实验钢种：Q235， 试样尺寸（厚×宽×长）： 115mm × 85mm ×150mm
2012-8-27
12
University Of Science and Technology Beijing
63mm中间坯通过中间冷却与空 冷待温的温度曲线
中间冷却对提高控轧生产效率的影响
中间坯厚度：40-110mm；中间冷却开冷温度：1050℃～1030℃； 中间冷却返红温度：950℃～880℃；
轧钢新技术
18
传统工艺
舞钢开发 武钢开发 南钢开发 NSC JFE(NKK) USTB实验装置
USTB
2012-8-27
19
University Of Science and Technology Beijing
（5）常化控冷技术 一般常化处理的特点
• 优点：
– 常化钢板晶粒细、碳化物分布均匀， – 延伸、低温冲击韧性和冷弯性能大幅改善
JFE热带无头轧制技术示意图
可以20m/s的速率轧制生产0.8-1.3mm厚的带钢,厚度精度
可达+-20-30um以下，可轧制1.2mm*1600mm的宽幅薄材
USTB
“以热代冷”
2012-8-27
University Of Science and Technology Beijing
轧钢新技术
4
2nd Nucor Castrip Plant (1680 mm width) ARKANSAS USA 第2个商业化工厂（110t，1680mm宽），Nucor-阿肯色
USTB
连铸生产线的主要参数为：钢包容量110吨，钢水在2 个辊中铸成5～6 mm的带钢，在线热轧机为四辊热轧机，带钢厚度2.1mm～0.7mm。卷取机 为二台40吨卷取机。使用带钢连铸技术可大大减少产品的残余偏析。
14
University Of Science and Technology Beijing
（3）超高密层流冷却技术（在线加速冷却技术）
• 加密管层流
汽膜 射 流 汽膜 残水
120mm
轧件
USTB
15
University Of Science and Technology Beijing
（3）超高密层流冷却技术（在线加速冷却技术）
USTB
27
28
University Of Science and Technology Beijing
• Zr 的氧化物冶金技术
含Zr及不含Zr钢的奥氏体晶粒粗化曲线
不同焊接线能量对含/不含Zr钢的晶粒尺寸影响
28
USTB
University Of Science and Technology Beijing
试样 编号 1-1 1-2
规 定 非 比 例 抗拉 延伸强度 强度 /MPa /MPa 825 810 1070 1070
延伸率 /% 19.4 19.5
应变 硬化 指数 0.124 0.134
强塑积/Mpa*%
20758 20865
USTB
2012-8-27
University Of Science and Technology Beijing
2012-8-27
University Of Science and Technology Beijing
轧钢新技术
11
四、中厚板组织性能控制技术
（1）中间坯冷却技术（IC-Intermediate Cooling ）
按理论计算,采用IC 装置后, 不同厚度中间坯的待温时间 可以缩短35%～80%。中间冷 却的控制轧制和轧后控冷,还 可以用于生产表面超细晶粒 钢，或者叫三明治钢，这种 钢因为有一定厚度(4 mm) 的 超细晶粒层,因此具有很高的 止裂性能。
1
University Of Science and Technology Beijing
轧钢技术进步与品种研发进展
唐荻、武会宾
北京科技大学 冶金工程研究院 高效轧制国家工程研究中心 2012年8月 宁波
USTB
2012-8-27
2
University Of Science and Technology Beijing
• 缺点：
– 屈服强度和抗拉强度一般降低20～50MPa – 对于控轧控冷钢板可降低80～120MPa。 – 为保证钢板的交货性能，在正火钢板成分设计应不同于 一般控轧控冷钢板，可适当增加C、Mn等固溶强化元素 以提高强度 – 降低焊接性能
USTB
20
University Of Science and Technology Beijing
2012-8-27
USTB
University Of Science and Technology Beijing
轧钢新技术
6
USTB
2012-8-27
University Of Science and Technology Beijing
轧钢新技术
7
二、日本的异步轧制技术
SRDD技术原理图
异步轧制与常规轧制摩擦峰的比较
• 超密度
汽膜
400mm 下 冲 水 残水 轧件
USTB
University Of Science and Technology Beijing
轧钢新技术
16
北京科技大学相关研究人员在轧制过程中快速冷却系统的设计及应用 方面做了大量工作, 开发了超高密层流冷却系统 SUPIC-USTB。该冷却系 统不仅可以大幅提高钢板冷却速度，改善钢材性能，同时在不增加运行成 本的基础上，降低合金成本。其冷速比加密ACC提高50%, 20mm 厚度板冷 速达到45℃/s, 成功开发了DQT型高强度钢Q550-Q800和高强容器板N610E , 并在武钢、舞钢、南钢、八钢等企业取得了良好的现场效果。
（5）常化控冷技术
– – – – – – 提高常化钢板强度 提高性能合格率 降低常化钢板合金添加 提高钢板焊接性能 低碳贝氏体类型钢板不可缺少的手段 减少冷床压力
• 产品开发与应用（舞阳）：

成功地开发了2008年奥运馆场“鸟巢”用钢Q460E/Z35和游泳馆 场水立方用钢Q345GJ,Q390GJ系列。
典Fra Baidu bibliotek牌 号
S700MC
优点
缺点
组织类型
F+P+AF Ti析出强化 LB 组织强化 LB+M
25
成本最低 强度波动大 延伸率高，冲击功高， ，板型难以 控制 易加工，易焊接 延伸率低， 强度稳定，性能波动小 成型性能差 性能稳定，强度波动小 成本高，限 ，板厚更大 于中板交货
DB785
S690QL
USTB
品种研发进展
31
耐蚀船板
• 国 内 大 型 油 轮 的 建 造 一 般 使 用 A32 、 D32、A36、D36船板钢，但是这类传统 高强船板在服役过程中耐腐蚀性能较 差，使得油船的寿命大大缩短，严重 威胁原油运输的安全； 日本另辟蹊径，提出应用新型耐蚀船 板来代替涂层，降低油船建造成本， 缩短建造周期，大幅提高油船安全性。 此方案提出后，受到了各国船东以及 船厂欢迎； 国际海事组织2010年2月DE53次会议完 成了油船货油仓耐蚀钢性能标准和试 验程序的制定；5月提交MSC87次会议 批准，18个月后正式生效。 2012.08船级社提供了原油轮货油舱耐 蚀钢挂片试验要求讨论稿。
2012-8-27
•
•
•
USTB 31
University Of Science and Technology Beijing
2、纵向TS ≥750MPa
3、纵向延伸率 ≥12％ 4、纵向-40℃AKV ≥27J
USTB
24
25
University Of Science and Technology Beijing
降低成本、提高效益 采用低成本Ti合金元素取代其他昂贵的合金元素降低成本
析出强化的高强钢成本最低
类型
含Ti钢 (≥0.1％) 低碳 贝氏体钢 调质钢
USTB
2012-8-27
University Of Science and Technology Beijing
轧钢新技术
17
（4）在线热处理技术 DQ+HOP在线热处理技术
(HOP---Heat Treatment Online Process)
USTB
2012-8-27
University Of Science and Technology Beijing
品种研发进展
29
一、船舶与海洋工程用钢
2012 船用钢市场
USTB 29
2012-8-27
University Of Science and Technology Beijing
品种研发进展
30
一、船舶与海洋工程用钢
2012 船用钢竞争态势
USTB 30
2012-8-27
University Of Science and Technology Beijing
USTB
12
University Of Science and Technology Beijing
轧钢新技术
13
（2）预矫直技术
预矫直机可以安装在精轧机和钢板冷却装置之间。此预矫直机的 用途是减轻钢板头或尾翘曲，并修正钢板中间段的平直度缺陷。
宽厚板矫直机，中冶京诚
USTB
宽板预矫直机，宝钢
2012-8-27
USTB
在热连轧机组的最后3个机架上采用单辊驱动和不同辊径工作辊轧制技术 （SRDD：Single Roll Drive With Different Diameter），该技术特点，轧 制过程中有剪应力产生，降低轧制力、减少边降、增大压下量。 2012-8-27
8
University Of Science and Technology Beijing