工程机械用钢前沿生产技术(一)

工程机械行业近年来发展迅猛,带动了上游钢铁行业在工程机械用钢生产方面的技术进步。我国钢铁企业基于工程机械行业的迫切需求,与高校和科研院所联合,开发出系列关键共性技术：(1)针对特厚规格钢板生产中面临的压缩比不足问题,开发出液芯大压下技术和“温控-形变”耦合轧制工艺,促进变形向钢板中心渗透、改善了其心部缩孔、疏松缺陷;(2)开发出超快冷技术,实现了工程机械用钢组织和性能在线调控;(3)开发出极薄、特厚规格离线淬火装置,解决了厚板冷却能力不足、薄板板形不良等热处理瓶颈问题;(4)开发出薄与极薄规格钢板在线热处理工艺和装备,实现了工程机械用钢的绿色化生产;(5)运用数字化手段,基于热轧过程极为丰富的大数据,解决了工程机械用钢生产中稳定性不足的问题。介绍了以上关键共性技术及其应用,实现了高强、高韧、特厚、极薄等各类工程机械用钢的批量稳定生产。此外,还介绍了我国典型工程机械用钢产品的研发历程,分析了国内知名钢企在工程机械用钢开发和推广过程中的高性能化和品牌化战略路线,探讨了工程机械用钢全生命周期循环利用策略。通过“产、学、研、制、用”协同攻关合作,我国钢铁企业开发出满足工程机械关键原材料制造需求...     

大型工程机械用高品质耐磨钢板问世

<正>2015年,东北大学RAL开发的高品质高级别低合金耐磨钢板NM600在国内南钢和涟钢实现稳定生产,并实现出口,其耐磨性能达到传统碳锰钢的6.51倍。至此,东北大学RAL开发的耐磨钢板产品已覆盖NM360~NM600全系列,并全部实现批量化生产。在生产规格上,与RAL研制的辊式淬火机相结合,突破了3~10mm极薄规格耐磨钢板和90~140mm特厚规格耐磨钢板的极限,并实现了批量化生产。     

60 mm 厚Q620MD钢板在线淬火+离线回火工艺研究

针对当前湘钢中厚板在线淬火工艺受限于45 mm以内厚度规格的局限,为提升厚规格钢板生产效率,采用在线淬火+离线回火热处理工艺对60 mm 厚Q620MD钢板进行了试制。介绍了Q620MD钢板化学成分设计,控制轧制、在线淬火工艺,主要研究了不同回火温度、相关保温时间下60 mm厚钢板的组织性能,以确定最佳回火工艺。结果表明:采用低碳、低合金化学成分设计、采用合理的控制轧制、在线淬火工艺,以及回火温度(650±10)℃、保温时间 (2.5 min/mm×板厚) min的回火工艺,60 mm厚Q620MD钢板组织为贝氏体,钢板强度富裕量及冲击性能较为理想。该规格钢板的试制成功,拓展了当前湘钢在线淬火钢板的厚度规格,为热处理厚板产能的发挥提供了技术支持。     

高等级钢板辊式淬火新技术研发进展与应用

高等级特种钢板是国家重要原材料,随着钢板规格拓展至极薄2 mm级、特厚300 mm级、超宽5 m级,大宽厚比条件下钢板热处理温度敏感性增加,淬火畸变、应力集中、心部冷速不足、性能均匀性恶化等问题加剧,温度场-组织场-应力场多物理场耦合控制难度增大,导致钢板强韧性提升受限、服役性能不足、成材率低。为此,东北大学轧制技术及连轧自动化国家重点实验室基于淬火流场、温度场、组织应力场耦合换热机制研究,开发出高强均匀射流淬火技术、极薄钢板辊压式淬火技术和厚钢板连续辊式淬火技术,建立了淬火工艺模型与智能化控制-学习系统,实现了2～300 mm厚、最宽5 m级钢板高平直度、高均匀性淬火热处理,满足了国家重点领域的需要。     

武钢管线钢研发新进展

介绍了近年来武钢管线钢生产技术及产品研发的主要成果。采用独特的控轧控冷(STMCP)技术,成功开发出厚规格海底管线钢和X80钢级抗大变形管线钢;掌握了耐冲蚀磨损的机理,成功开发出长距离煤浆输送用WJ65钢;创建专有的成分和生产工艺,实现了连续油管用钢、超大输气量高压管道工程用X90钢级管线钢、高频电阻焊管用K55钢的工业生产。     

热处理制度对960MPa级高强度钢板的组织与性能的影响

研究了热处理制度对960 MPa级高强度工程机械用钢组织与力学性能的影响.结果表明,淬火温度和时间、回火温度对钢的组织、性能和析出物的数量和形态有明显影响;合适的在线淬火加回火工艺可以提高钢的强度和韧性;通过优化热处理工艺成功生产出厚16～50 mm的960 MPa高强度工程机械用钢中厚板.     

低温容器用9Ni薄规格钢板生产工艺研究

对低温容器用9Ni钢薄规格钢板采用不同的轧制及热处理工艺,研究了钢的组织及其性能,确定了9Ni钢薄规格钢板最佳的生产工艺。结果表明,采用该钢板制备的材料强韧性匹配良好,性能符合标准。     

采用400 mm特厚连铸板坯生产高韧性厚规格管线钢技术研究

采用400 mm特厚连铸板坯生产厚规格管线用钢具有压缩比大的优点,能够有效细化晶粒尺寸,改善钢板韧性。为保证厚规格管线用钢板的低温韧性,以及充分发挥400 mm特厚连铸板坯的优势,论述了保证其芯部质量及加热温度均匀性的必要性和措施,同时重点研究了再结晶区轧制温度、变形量及奥氏体晶粒尺寸的变化规律,在生产实践中应用效果良好。     

临氢铬钼特厚钢板研制与应用研究进展

临氢设备是石化、煤化工行业核心装备，临氢铬钼特厚钢板是其关键制造材料。针对国产临氢铬钼特厚板研发瓶颈问题，系统阐述了国产临氢铬钼特厚钢板化学成分设计、冶炼、轧制、热处理全生产流程的工艺技术创新。其中V Nb微合金化、复合碳化物调控、高洁净锭坯制备等技术显著提升了钢板抗回火脆性和抗高温蠕变性；温控 轧制耦合控制方法解决了临氢特厚钢板强韧性匹配差、断面性能差异大的共性问题；多路径热处理、析出物稳定控制、高强均匀淬火等热处理方法满足了多钢种、变规格钢板复杂热处理工艺的需要。相关研究为实现“大厚度、高洁净、均质化、高强韧”新一代临氢铬钼特厚钢板的研发与应用奠定了基础。     

川崎钢铁公司开发生产有锥度的厚板技术

川崎钢铁公司水岛厂以减轻结构物重量，减少用户加工次数为目的，开发出纵向厚度有变化的厚板生产技术。水岛厂原来能生产纵向单向锥度钢板（上下对称的，在纵向出现由厚变薄的单向带锥度钢板）。现利用单向锥度厚板生产技术，开发出纵向双向锥度钢板（上下对称的，在纵向出现由厚变薄或由薄变厚，再由薄变厚或由厚变薄的双向带锥度钢板）的生产技术。生产双向锥度厚板的技术是用过程计算机制作厚板厚的部位和薄的部位的压下制度，以此为依据，制作各道次目标板厚变化曲线。通常从确保平直度、设备能力考虑，用双数道次增加锥度轧制。在DD…     

LNG储罐用06Ni9钢板生产工艺及控制措施

介绍了LNG储罐用06Ni9钢板的技术要求。针对生产中06Ni9钢板性能控制、表面质量控制及超极限规格轧制板形控制的难点问题,经试验及现场实践,提出了相应的控制措施,如优化化学成分设计、优化轧制工艺和热处理工艺,保证了钢板的性能;板坯表面喷涂专用防氧化涂料,并配合合理的除鳞工艺,保证了钢板的表面质量;优化坯料、辊型设计,改进模型参数,保证了极限规格钢板的板形质量。在此基础上,太钢成功开发出LNG工程用06Ni9钢板。     

薄规格X70M钢级管线钢板的开发与生产

介绍了X70M钢级11.91 mm薄规格管线钢板的开发与生产情况;通过设计合理的化学成分、炼钢工艺、厚板工艺,及采用TMCP(控制轧制+ACC)厚板轧制工艺,成功开发出出口的薄规格X70钢级11.91 mm×2 803 mm管线钢钢板;分析钢板屈强比超标的原因,确定了控制薄规格钢板屈强比的关键因素。分析认为:厚板精轧道次分配量对钢板性能影响较大。随精轧末道次压下量的减少,钢板变薄导致其温降增大,引起钢板变形抗力和位错密度的急剧上升,从而引起钢板强度的上升;同时,较低温度下的轧制使冷却后的晶粒更加细小,因此屈服强度上升的幅度较抗拉强度上升的幅度大,引起钢板屈强比的上升。     

薄规格12MnNiVR储罐钢低屈强比控制策略

利用力学性能测试、光学显微镜、扫描电镜观察等方法分析了不同规格调质态12MnNiVR储罐钢显微组织对屈强比的影响。试验结果表明,12MnNiVR钢板淬火后主要组织为马氏体+部分针状铁素体/贝氏体铁素体,18 mm薄规格钢板的针状铁素体体积分数在10%~15%,而33.5 mm厚规格钢板的针状铁素体体积分数可以达到40%以上。通过优化薄规格钢板淬火冷速、淬火温度、回火温度等工艺参数,提高薄规格钢板针状铁素体体积分数,能够降低薄规格钢板屈强比。     

四机架UCM轧机开发极薄规格产品技术研究与应用

介绍了涟钢酸洗冷连轧联合机组（PL-TCM）采用四机架UCM轧机开发极薄规格产品（≤0.35 mm）工艺技术流程等。重点阐述冷轧极薄规格产品的板形控制、以及厚度精度控制等技术。生产实践过程中进行了优化工作辊、中间辊弯辊力的设定,调整模型控制以及优化乳化液浓度等工艺参数,从而改善极薄规格轧制技术,已取得大批量稳定生产冷轧极薄规格产品的实绩。     

高炉炉壳用超宽BB503Z35厚板的生产实践

目前采用铸坯生产的厚度100 mm以下、宽度不大于3 500 mm、探伤保Ⅱ级的高炉炉壳用BB503Z35钢板,已满足不了大容量高炉的使用要求。为此,南阳汉冶特钢有限公司采用模铸钢锭对100~120 mm厚、3 800 mm超宽且保Ⅰ级探伤高炉炉壳用BB503Z35钢板进行了开发试制。介绍了BB503Z35钢板化学成分设计,VD炉真空冶炼、水冷模浇注、控轧控冷工艺,研究了正火+控制冷却钢板、高温正火+控制冷却钢板不同热处理下钢板的组织性能。结果表明:通过采用Nb、V、Ti复合微合金化、钢坯低温加热、控轧控冷、高温正火+控制冷却热处理工艺,成功研发出100～120 mm厚、3 800 mm超宽BB503Z35钢板。钢板碳当量为0.405%,焊接裂纹敏感性指数Pcm为0.228%;钢板中夹杂物及夹杂物总量均较低,内部组织均匀、晶粒度细小、带状组织轻微,各项性能指标有较大富裕;超声波探伤检验符合NB/T 47013.3—2015 标准Ⅰ级要求;在高温930 ℃时钢板高温塑性较好,面缩率指标优异,符合高炉炉壳用钢的耐高温性能要求。     

厚壁海底管线用X70钢板的研制与开发

根据我国南海深海管线用钢的技术要求,通过合理的成分设计、优化的坯型尺寸、加热制度及控轧控冷工艺,成功开发了具有优异综合性能的31.8mm厚X70海底管线用热轧钢板,其全壁厚组织以均匀细小的针状铁素体+少量M-A岛为主,具有较高的横、纵向强度和良好的低温止裂韧性,满足了南海深海管线用钢的技术要求。     

核电站用特宽特厚SA-516Gr.70钢板的开发

通过镍、钒和铌的微合金化以及采用控制轧制、正火处理等工艺方法,鞍钢成功开发出了80 mm厚、5 000 mm宽的SA-516Gr. 70钢板,并对钢板进行了力学性能检测和显微组织分析。结果表明,试制的特宽特厚SA-516Gr. 70钢板的显微组织为均匀细小的块状铁素体和条带状珠光体,晶粒度为9级,具有良好的强韧性。在经过605℃保温15 h的模拟焊后热处理后,钢板的室温抗拉强度为501 MPa,屈服强度为310 MPa,断后伸长率为40%,0℃冲击吸收能量大于200 J,力学性能达到了技术要求。     

超快冷技术在鞍钢Q550工程机械用钢生产中的应用

针对采用复合元素添加法生产工程机械用钢成本较高的问题，介绍了鞍钢中板厂利用超快速冷却工艺开发Q550CFD高强工程机械用钢的情况，主要介绍了化学成分设计、生产工艺及产品组织性能。实践表明，采用超快速冷却工艺生产的钢板热轧态、回火态力学性能均满足标准要求，实现了低成本、减量化生产。     

热处理正火冷却系统结构改造与应用

针对NCC(Normalizing Controlled Cooling)系统冷却不均匀、冷却能力不足的问题,对NCC系统的冷却极管和供水管路进行了改造。利用80、100 mm厚规格钢板进行了冷却试验,研究表明,改造后,极管更加密集,供水压力和冷却水流量增加,由于冷却能力增加,减少了钢板正火后的强度损失,保障了正火钢板的合格率,实现了厚规格钢板的稳定生产。     

日本超低碳贝氏体H型钢的开发

介绍了590MPa级特厚H型钢的开发生产情况,这种超低碳贝氏体钢利用Cu析出强化,在热轧后即能达到强度要求,可省掉一般生产此强度级别钢时所必需的热处理过程。