热轧带钢新一代TMCP技术的开发与应用

热轧带钢新一代TMCP技术以超快速冷却为核心,通过冷却系统从空冷至超快冷的无级调控,利用广阔 的冷速范围及精准的温度控制,实现对带钢轧后冷却路径进行灵活的控制。有利于细晶强化、析出强化、固溶强 化、位错强化、相变强化的最佳匹配,从而使得热轧带钢产品获得优良的综合性能。新一代TMCP工艺技术具备低 成本、高效率、高均匀性、高控制精度等特征,是轧制工艺发展的重要领域之一。随着人们对带钢产品性能要求的 不断提高以及资源的日益枯竭,以超快速冷却为核心的热轧带钢新一代TMCP技术具有广阔的发展前景。     

传统层流冷却技术的开发、实践及再认识——中厚板新一代TMCP(控轧控冷)装备及工艺技术

根据新一代TMCP(控轧控冷)工艺技术理念,充分利用细晶强化、相变强化、析出强化、固溶强化等综合强化手段,进一步挖掘钢铁材料潜能,进一步认识和理解"水是最廉价的合金元素",采用节约型的成分设计和减量化的生产方法,较低成本实现高性能钢铁材料的开发与大批量生产,获得高附加值、可循环的钢铁产品,不仅是新一代TMCP工艺的技术目标,同时也是当前我国钢铁行业众多中厚板企业的强烈诉求。     

新一代TMCP技术发展及应用

针对传统控制轧制和控制冷却(TMCP)技术存在的问题,提出了以超快速冷却为核心的新一代TMCP工艺。通过介绍TMCP发展状况,对比传统与新一代TMCP技术特点,分析了新技术的工艺原理及对产品组织性能的影响。这一新技术必将有助于我国实现热轧钢材绿色生产,推动轧钢工艺全面进步。     

传统层流冷却技术的开发、实践及再认识——中厚板新一代TMCP(控轧控冷)装备及工艺技术

根据新一代TMCP(控轧控冷)工艺技术理念,充分利用细品强化、相变强化、析出强化、固溶强化等综合强化手段,进一步挖掘钢铁材料潜能,进一步认识和理解“水是最廉价的合金元素”,采用节约型的成分设计和减量化的生产方法,较低成本实现高性能钢铁材料的开发与大批量生产,获得高附加值、可循环的钢铁产品,不仅是新一代TMCP工艺的技术目标,同时也是当前我国钢铁行业众多中厚板企业的强烈诉求.实施新一代TMCP工艺技术的关键是要开发出中厚板超快速冷却装备及相应的工艺技术,从而为热轧中厚板生产过程实施新一代TMCP工艺提供装备支撑.传统中厚板控制冷却装备自1980年日本NKK开发成功并实现大规模工业化应用至今已历经三十余年,尤其是近十年来,国内中厚板轧线控制冷却技术得到普遍应用,企业工艺技术人员对控制冷却技术所涵盖的设备和工艺的认识及理解也得到进一步的深化提高.实际上,在中厚板企业冶炼和轧制装备及技术水平的日益提高、生产工艺组织及管理水平近趋成熟的前提下,决定中厚钢板组织和性能等级以及平直度质量的轧后控制冷却技术及工艺,已成为国内外中厚板生产厂家提高产品档次和竞争力的关键核心技术.     

基于西门子S7-400的中试轧机超快冷自动控制系统

通过分析传统控制轧制和控制冷却(TMCP)技术的不足,展现了新一代TMCP技术对于提高带钢性能指标的优势。为了配合开展新一代TMCP前沿技术的研究工作,在中试模拟轧机后设计了一套具有国内一流水平的超快冷系统。详细阐述了该系统的配置、系统功能、控制模型和控制策略。     

TMCP工艺生产X100管线钢的微观组织及强化机理

利用扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）对TMCP工艺生产的X100管线钢的显微组织进行了观察与分析,并在此基础上对X100管线钢的强化机理进行了研究。结果表明：TMCP工艺生产X100管线钢是可行的;X100管线钢的显微组织以粒状贝氏体为主,同时弥散分布着大量细小的M／A岛和少量的板条贝氏体;X100管线钢的强化机...     

屈服强度700MPa级冷成形用热轧带钢的开发

 采用SiMnTiNb低C钢成分、运用TMCP技术在1450mm热连轧生产线上成功开发了一种屈服强度700MPa级热轧超高强冷成形用钢。测定了开发钢的连续冷却相变（CCT）曲线,研究了其析出强化规律,测试了带钢的力学性能和冷弯性能,研究了其焊接性能。结果表明,其组织为4~5μm细晶粒铁素体+贝氏体+少量马氏体,铁素体晶粒中含Nb-Ti沉淀相。超高强度的获得归功于细晶强化+相变强化+析出强化。所开发的热带钢冷弯成形性和焊接性能良好。     

超快冷技术在首秦宽厚板生产线上的应用

介绍了基于超快速冷却的新一代TMCP工艺的基本思想,轧后立即进行超快速冷却,在动态相变点停止冷却,而后进行冷却路径的控制。以超快速冷却为核心的新一代TMCP工艺在管线钢X70、水电钢07MnNiMoVR、高强钢SQ550等高等级品种钢的工业实践表明,该工艺较传统的TMCP工艺在降低合金元素含量、提高钢板的强度和冲击韧性等方面所表现出来的优势将越来越受到轧钢工作者的青睐。     

高韧性桥梁钢Q420qD的开发

为了满足桥梁钢Q420qD高强、高韧性的要求,采用低碳、铌、钒、钛微合金化成分设计方案,应用铁水预处理、自动化炼钢控制钢水洁净度,采用电磁搅拌及重压下等工艺手段保证铸坯质量,利用新一代TMCP工艺,控制钢板的组织细化和均匀,保证产品的综合力学性能。通过力学性能的测试和组织检测,开发钢种屈服强度在450~510 MPa,抗拉强度在560~640 MPa,伸长率在21%~25%,－20 ℃冲击功全部在200 J以上,屈强比全部小于0.85,Ⅱ级探伤全部合格;在Gleeble3500试验机上测定了钢种的动态CCT曲线,为制定控轧控冷工艺提供理论基础;应用透射对析出物的分析表明,析出强化贡献量占全部强度的15%以下,强化机制以固溶强化、细晶强化和贝氏体相变强化为主。     

微合金元素钒在钢板中的强化机理及应用

论述了钒在钢板中的晶粒细化和沉淀强化机制;钒或钒一氮微合金化在连铸连轧、第三代TMCP工艺中的应用,分析了其在这些工艺中的作用;描述了近几年钒的生产消耗情况.     

含Nb-Ti低碳钢的析出与细晶强化效应研究

采用控轧控冷(TMCP)工艺制备的0.013%Nb-0.013%Ti钢和C-Mn钢性能对比显示,添加微量Nb-Ti明显提高了钢的强度和冲击韧性,原因是微量Nb-Ti细化了铁素体晶粒并得到更高体积分数的弥散分布(Nb,Ti)(C,N)析出颗粒。用Hall-Petch晶粒尺寸强化和Ashby-Orowan弥散强化模型计算铁素体晶粒尺寸、析出颗粒尺寸和体积分数等微观组织变量对强度的量化贡献,结果表明,Nb-Ti钢的主要强化机理为细晶强化和弥散强化,而降低韧脆转变温度的主要机理是晶粒细化和微合金碳氮化物析出降低了钢中的自由氮含量。     

"高温大变形+超快冷"工艺对X70管线钢组织性能的影响

对比"高温大变形+超快冷"工艺和传统TMCP工艺,研究了80℃/s超快冷条件下的X70管线钢显微组织演变规律、相变动力学和强韧化机制.结果表明,高温大变形后进行超快冷使晶粒细化,试验钢位错密度提高,析出物弥散细小,改善了试验钢的综合性能.另外,随着终冷温度的降低,韧脆转变温度先降后升,过高终冷温度生成的退化珠光体和过低...     

强化机制对高强度桥梁钢Q500qE屈强比的影响

通过化学成分设计以及TMCP过程控制研究了不同的强化机制对高强度桥梁钢Q500QE屈强比的影响。结果表明,通过增加固溶元素Mn、Cr的含量和降低析出强化元素Nb的含量,可有效降低屈强比。晶粒细化有利于强度和韧性的提高,但对屈强比不利。相比之下,相变强化是实现高强度和低屈强比的最佳途径。热轧后采用分段冷却工艺可获得铁素体+贝氏体的双相组织。通过调整铁素体和贝氏体相的比例和硬度,可有效控制屈强比。     

高级别厚规格X80管线钢研制开发

介绍了采用低碳成分设计和TMCP工艺开发X80钢级石油输送管用热轧卷板的关键控制技术和工艺路线。通过低碳多合金强化等微合金化的成分设计、控制钢水的纯净度和板坯的偏析,采用合理的两阶段控制轧制及控制冷却工艺,可以得到针状铁素体＋贝氏体组织。检测指标表明：强度指标和低温韧性等各项力学性能良好,满足中石油＂西二线＂管道工程用热轧卷板技术条件,制管后管体取样各项指标良好。     

高层建筑用Q460GJD- Z35厚钢板研发实践

阐述了60~80mm厚高层建筑用Q460GJD- Z35钢板在南阳汉冶特钢采用100t转炉—LF+VD精炼—浇注—3800mm轧机TMCP轧制的工艺研制开发过程,通过合理的化学成分设计、严格的冶炼、浇铸、合理的钢坯加热、TMCP轧制工艺控制,最终确保了TMCP交货状态的60~80mm厚Q460GJD- Z35钢板成功研制。采用微合金化的成分设计,通过TMCP工艺,充分利用细晶强化、析出强化等手段,获得了控轧状态的该钢种各项优异力学性能指标,去掉了钢板正火热处理工艺,降低成本的同时也缩短了生产周期。     

新一代TMCP技术的发展

以自主研发的冷却速率可调（空冷至超快速冷却无级调整）、冷却温度精确控制的先进冷却技术和装备为 手段,对占钢材总量95%以上的热轧钢材,根据不同钢材成分、性能要求和相变规律设计相应的冷却路径和冷却过 程控制参数,进行钢材热轧和冷却过程中的微观组织有效调控,实现细晶强化、纳米析出强化、相变组织强化等各 种强化机制的综合强化,充分挖掘钢材的潜力。开发的工艺技术、冷却装备目前在热连轧、中厚板、H型钢、棒材等 生产过程中转化应用,开发出系列的减量化钢材产品。与传统的控制轧制和控制冷却技术相比,节省钢材合金用 量30%以上,或提高钢材强度100～200 MPa以上,大幅度提高冲击韧性,节约钢材使用量5%～10%,节能10%～ 15%。在上述工作的基础上,该技术已经列入《产业关键、共性技术发展指南（2011年）》《钢铁工业“十二五”发展规 划》和《产业结构调整指导目录（2011年本）》等国家文件。     

新型Q420C级钒氮微合金化中厚钢板的研究

通过实验室研究，确定了钒氮微合金化中厚钢板的化学成分和TMCP工艺。对工业试制的Q420C级钒氮中厚钢板，采用添加Nitrovan12合金的方法，可保证钢中钒、氮配比稳定，而且钒的添加量仅相当于传统用量的2／3。试生产的钒氮微合金化中厚钢板的各项力学性能完全满足GB／T1591-94标准要求