Q345低合金系列成分“降锰微增钛”后热轧工艺研发及优化

周景如 徐朝辉 王照玄 罗潇

摘 要：重钢热轧薄板厂生产的低合金高强度钢Q345用途广泛，下游客户反馈其质量比较稳定。然而伴随钢铁市场萧条，为占有市场份额，降低生产成本是企业生存发展的必然选择。

其中合金的消耗就是降本的一个重点也是难点。根据实际情况，优化Q345成品成分，采用控轧控冷工艺，极大程度地节约了生产成本，且生产出的产品质量始终满足客户的需求。

关键词：Q345低合金；轧制工艺；产品质量

中图分类号： TF777 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）19-195-2

1 降锰微增钛Q345工艺开发

综合考虑Q345的性能和成本现状以及钛合金在钢中的作用，通过提高钛含量，降低锰含量，从而降低生产成本，其化学成分见表1；并根据钢中有效钛含量进行控轧控冷或调整轧制规格，保证产品性能满足标准要求。

1.1 轧制工艺方案的确定

1.1.1 冷却方案一

改变层冷稀疏模式，减少快冷段集管出水量，依靠粗调和精调达到目标设定温度。终轧温度控制在820℃-850℃之间，卷取温度控制在590℃-570℃间，缩小温降差。

该方案对改变高温区冷却速度过快有限，但对性能影响较小。该方案在现场实施时，肉眼观察钢板经层冷后，仍然起浪。说明该方案不合理。

1.1.2 冷却方案二

在方案一基础上，通过设定中间温度值660℃-650℃，同时投用快冷I、II段，通过设定中间温度使前后冷却速度均匀分布。更能改变高温区冷取速度过快问题，对性能影响也较小。该方案在现场跟踪轧制时，肉眼观察层冷后钢板起浪，说明该方案不合理。

1.1.3 冷却方案三

方案三：在方案一基础上，前段采用常规层冷，投用快冷II段。

该方案能彻底解决高温区冷速过快问题，现场轧制完全解决了浪形的产生。但是性能试验结果，屈服强度偏低。

为此，对II段冷却工艺进行如下优化：中间温度设定提高到720℃-730℃，即在相变点之上进行II段快冷，对提高屈服强度有利。

方案三优化后屈服强度有所提高，按国标复试性能合格率可达97.14%。故按照优化后的方案三批量生产降锰微增钛Q345B。

1.2 降锰Q345B工艺改进

Q345低合金系列“降锰微增钛”后，热轧薄板厂通过快速冷却工艺来提高Q345B的强度。根据用户反馈，生产的即降锰微增钛Q345B出现批量的浪形。该缺陷出厂检验比例达到12.14%。所以有必要进一步优化快速冷却工艺。

根据前期试验的3种方案，及理论支持最终确定终轧温度控制在810℃-890℃之间，卷取温度控制在590℃-560℃间，层流冷却策略的最终方案为投用快冷I段工艺，再逐步进行工艺微调的思路。

表2 降锰微增钛Q345冷却制度

降低快冷I段集管出水量，能缓解层冷高温区的冷却速度。同时对性能影响较小。现场轧制时，浪形也得到基本解决。

2 保证产品质量

“降锰微增钛”Q345低合金系列产品通过大量的工艺实验后工艺基本固化，针对部分规格进行工艺微调，其生产日趋稳定，复试性能合格率达98.53%。FA比例达96.55%。性能指标及外形质量亦大幅提高。（图1，图2）

3 结语

采取降锰、钛微合金化工艺相比原工艺Q345B钢屈服强度、抗拉强度基本稳定，屈服强度平均值相比判定标准富余89MPa，抗拉强度平均值富余82MPa；晶粒细化，带状组织级别降低；虽然出现TiN夹杂物，但最高为1.0级。充分证明该工艺生产的“降锰微增钛”Q345低合金产品各项理化指标完全符合低合金高强度结构钢的技术标准及使用要求。

同时，成本指标降低，吨钢平均成本降低40余元。顺利实现了“降本增效”的目标，也为下游客户提高了经济效益。在钢铁市场同质化时代，为重钢热轧薄板厂站稳市场创造了条件。