低合金高强度钢板柔性制造工艺研究

论文摘要

随着现代科学技术和经济的发展,钢铁这一国民经济的支柱产业,实现了大规模生产,其典型特点是大型化、连续化、集约化,一个浇次生产几千吨。但是,用户对钢铁产品需求越来越趋于多样化、个性化和优质化,如实际供货仅为几张钢板十几吨量。市场需求与生产技术和组织管理之间产生了较大矛盾。这个矛盾由于供需关系由卖方市场转变为买方市场而变得更为突出,且解决这一矛盾的责任越加转移到钢材生产者自身,使得研究和开发柔性制造技术势在必行。柔性制造技术是指轧制过程具有较大灵活性和适应性的轧制技术,是在现代金属生产流程的条件下,最大限度地按照用户的需求组织生产,解决大规模生产与个性化需求之间的矛盾。本文结合济钢三炼钢中厚板生产线,以345MPa和460MPa级低合金高强度钢板为研究对象,通过优化工业生产中化学成分、冶炼、TMCP轧制工艺前提下,采用不同的轧制和冷却工艺生产出不同性能要求的钢板,系统开发了345MPa-460MPa级几十个牌号柔性制造技术,将冶炼钢种压缩到几个,明确了相应钢种柔性轧制的成分设计、冶炼和轧制方案,为批量生产提供了技术保障。研究结果表明：（1）对于345MPa级试验板而言,屈服强度随着冷速加快而显著增加；冲击韧性基本上随着终轧温度升高和冷却速度加快而降低,冷速减慢有益于韧性保证。晶界和强化相的存在及其综合影响是导致该板性能变化的基本原因。（2）对于460MPa级试验板而言,随着终轧温度升高,强度增加而韧性降低；随着冷速加快和终冷温度降低,强度增加而韧性变化不大。针状铁素体和贝氏体的强化作用和韧性削弱作用以及多边形铁素体的细晶韧化作用决定了该板性能的变化。（3）用不同终轧温度和轧后冷却条件相组合的柔性制造工艺,可以获得不同的微观组织结构及其对应的强韧性配合,满足同一成分下不同质量等级的345MPa～460MPa级钢板的性能要求。该技术的开发和应用,减轻了排产和炼钢工序的生产难度,较好地解决了用户个性化（如10多吨钢板）需求与钢铁生产大型化（120吨转炉）、连续化（连铸18炉次2500-2700吨）、集约化之间的矛盾。由此开发了成熟的柔性制造技术,成为济钢降本增效的重要举措。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景和意义
• 1.2 研究思路
• 1.3 研究的主要内容
• 1.4 研究难点
• 第二章 柔性制造技术的发展及其在钢铁行业的应用
• 2.1 柔性制造技术的发展
• 2.1.1 柔性制造技术的概念
• 2.1.2 柔性制造技术的发展趋势
• 2.2 柔性制造技术在国内外钢铁行业的研究和开发现状
• 2.2.1 国内研究和开发现状
• 2.2.2 国外研究和开发现状
• 第三章 试验材料与方法
• 3.1 试验材料
• 3.2 试验方案
• 3.3 力学性能和金相组织的检测方法
• 3.3.1 常规力学性能检测
• 3.3.2 金相组织观察
• 3.4 试验用仪器
• 3.5 主要试验装置简介
• 3.5.1 真空熔炼及轧制实验装置
• 3.5.2 热/力模拟试验机
• 第四章 345MPA～460MPA级钢板柔性制造技术的实验室研究
• 4.1 成分设计原则
• 4.1.1 345MPa级（JG345系列钢种）钢板的成分设计原则
• 4.1.2 460MPa级（JG460系列钢种）钢板的成分设计原则
• 4.2 奥氏体连续冷却相变规律的实验室研究
• 4.3 轧制试验研究
• 4.3.1 345MPa级钢板的柔性轧制试验
• 4.3.2 460MPa级钢板的柔性轧制试验
• 4.4 本章小结
• 第五章 柔性制造的345MPA～460MPA级钢板生产实践
• 5.1 345MPA～460MPA级低合金高强度钢板生产工艺设备
• 5.1.1 345MPa～460MPa级钢板生产工艺设备
• 5.1.2 345MPa～460MPa级钢板生产工艺流程
• 5.2 冶炼生产工艺控制
• 5.3 微合金化的冶炼工艺控制
• 5.3.1 严格冶炼工艺控制
• 5.3.2 微合金元素Ti的添加
• 5.4 轧制生产工艺控制
• 5.4.1 铸坯加热控制
• 5.4.2 轧制工艺控制
• 5.4.3 冷却工艺控制
• 5.5 工业生产中出现的问题及解决方案
• 5.6 本章小结
• 第六章 柔性制造钢板的实物质量及应用
• 6.1 345MPA～460MPA级钢板的化学成分
• 6.2 345MPA～460MPA级钢板的实物质量
• 6.2.1 345MPa级钢板的实物质量
• 6.2.2 460MPa级钢板的实物质量
• 6.3 345MPA～460MPA级钢板的应用情况
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 学位论文评阅及答辩情况表