A36高强船板钢生产工艺优化控制*

王兵，孟延军，王杨，刘燕霞，陈敏

（1河北工业职业技术学院，河北石家庄 050000；2河北科技大学材料科学与工程学院，河北石家庄 050000）

A36高强船板钢生产工艺优化控制*

王兵1，孟延军1，王杨2，刘燕霞1，陈敏1

（1河北工业职业技术学院，河北石家庄 050000；2河北科技大学材料科学与工程学院，河北石家庄 050000）

统计表明，A36高强船板钢力学性能富余量较大，为降低生产成本，对成分及工艺进行优化，降Nb（0.010%）、微调Mn（0.07%），降低钢板终轧温度（10～30℃）和返红温度上限（20℃），实际生产表明，工艺参数控制稳定，船板性能全部合格，吨钢降低成本29.5元。

高强船板；A36钢；力学性能；Nb；Mn

节能降耗、绿色生产成为发展趋势，在高强船板各项指标满足9国船规的条件下，对A36高强船板性能进行统计分析，采用合金替代、降低贵重合金加入量，并通过冶炼和轧制工艺优化［1-4］，在保证船板良好力学性能的同时，降低船板生产成本。为此，本研究通过控制冶炼A36高强船板钢的高洁净度、控制夹杂物形态与粒度，提高连铸坯的冶金质量；通过优化高强船板控轧控冷工艺，获得较好的船板板型、表面质量和性能。

1 A36钢性能统计分析

A36船板钢力学性能富余量统计分析如表1所示，厚度≤25 mm的A36船板屈服强度富余量40 MPa以上比例占91.94%，抗拉强度富余量40 MPa以上比例占59.05%，伸长率富余量4%以上比例占91.82%，冲击功富余量40 J以上比例占98.08%。厚度＞25～38 mm的船板屈服强度富余量40 MPa以上比例占94.23%，抗拉强度富余量40 MPa以上比例占36.69%，伸长率富余量4%以上比例占95.72%，冲击功富余量40 J以上比例占99.81%。对应性能的实际成分统计情况如表2所示，不同性能指标富余量实际成分控制相当，平均［C］=0.14%～0.15%，［Si］=0.30%，［Mn］=1.26%～1.30%，［Als］=0.020%～0.021%，［Nb］=0.023%～0.024%。A36船板总体性能指标富余量较大，可以进行优化。

表1 A36船板力学性能富余量统计情况

表2 对应表1中性能的A36船板化学成分统计情况

2 优化改进试验及结果

2.1 成分及工艺优化

通过性能和成分分析，制定了相应的优化试验方案。A36高强度船板钢冶炼目标成分Mn由1.28%增加为1.35%，Nb由0.025%降至0.015%，其他成分不变，目标冶炼成本可降低29.5元/t；终轧温度根据钢板厚薄规格分别降低10～30℃；返红温度上限降低20℃。技术参数优化后首批共试验19批，冶炼过程控制严格按降Nb成分冶炼。化学成分分析表明，Mn含量1.24%～1.35%，平均1.28%；Nb含量0.013%～0.018%，平均0.015%；其他成分基本不变。符合冶炼目标要求。

2.2 A36高强度船板优化后的性能

按优化的成分及工艺共轧制A36船板9批73块222.487 t，轧制厚度为8 mm、10 mm、20 mm，成品性能检验均达到了船级社规范要求。其中8 mm钢板屈服强度平均富余量57 MPa，抗拉强度平均富余量58 MPa，伸长率平均富余量8%，冲击功平均富余量48 J；10 mm钢板屈服强度平均富余量46.5 MPa，抗拉强度平均富余量63.5 MPa，伸长率平均富余量7.5%，冲击功平均富余量68 J（因8 mm、10 mm钢板取样尺寸为5 mm×10 mm、7.5 mm×10 mm，为冲击小样，冲击功值偏低）；20 mm钢板屈服强度平均富余量50.5 MPa，抗拉强度平均富余量46 MPa，伸长率平均富余量6%，冲击功平均富余量194 J（见表3），冷弯全部合格。

表3 优化后A36试验钢板力学性能

对优化后的A36试验钢板在厚度1/4处取样，经4%硝酸酒精溶液浸蚀后观察其金相组织，基体组织为铁素体和珠光体，组织均匀，晶粒较细，晶粒度10级（见图1）。

图1 优化后A36试验钢板金相组织

2.3 A36船板的优化生产

A36降成本优化成功后，将试制方案转为产品工艺规程，在原A36工艺规程基础上作了以下调整：降Nb（-0.010%）、微调Mn（+0.07%），降低钢板终轧温度（10～30℃）和返红温度上限（20℃）。后续生产的A36船板工艺参数控制稳定，性能全部合格。按优化后成分及工艺共生产A36船板3 839 t，累计降低成本11.33万元。

3 结语

中板通过在冶炼成分上微调Mn、降Nb，轧制工艺上降低钢板终轧温度和返红温度上限，工艺参数控制稳定，性能均能达到船规要求，实现了高强船板A36性能优化降成本。根据不同合金对船板性能的改善程度，采取增加廉价合金加入量、降低贵重合金加入量的方式，并优化冶炼和轧制工艺，既可保证船板良好的力学性能，又能降低船板生产成本，提高了生产技术水平和资源利用率，对钢铁企业发展循环经济和可持续发展有着重要意义。

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［3］李堂，杜方海.超快冷条件下AH36船板钢减量化生产［J］.中国金属通报，2016（7）：116-117.

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Production Process Optimization Control of A36 High Strength Ship Plate Steel

WANG Bing1,MENG Yanjun1,WANG Yang2,LIU Yanxia1,CHEN Min1
（1 Material Engineering Department,Hebei College of Industry and Technology,Shijiazhuang 050000,China; 2 School of Materials Science and Engineering,Hebei University of Science and Technology,Shijiazhuang 050000,China）

The statistics show that it has a large amount of surplus in the mechanical properties of A36 high strength ship plate steel. The composition and process was optimized in order to reduce the production cost through reducing Nb(0.010%),fine tuning Mn (0.07%),reducing the final rolling temperature(10-30℃)of the steel plate and the upper limit of the heat return temperature (20℃).The results show that the cost of 29.5 yuan was reduced and the process control parameters of ship performance is stability.

high strength ship plate;A36 steel;mechanical property;Nb;Mn

TG142.41

A

1004-4620（2017）02-0013-02

*河北省高等学校科学技术研究资助项目，项目编号QN2016168；河北工业职业技术学院项目，项目编号ZY2016006。

2016-12-22

王兵，男，1978年生，2010年毕业于河北科技大学机械工程专业，工学硕士。现为河北工业职业技术学院汽车工程系书记，讲师，研究方向为钢铁冶金新材料的应用与开发。