减量化船板钢柔性轧制技术试验研究

论文摘要

柔性轧制技术是以控制轧制和控制冷却技术为基础而发展起来的一种新的轧制方法,它可以节约能源、简化生产操作、大幅度降低生产成本,该项技术的研究开发及工业应用已引起国内外钢铁业同行的广泛关注。本文结合福建三明钢铁股份有限公司《节约型中厚钢板减量化制造新技术研究开发》项目,以碳锰钢为研究对象,在不添加微合金元素铌、钒、钛的减量化生产前提下,以实现船板钢的柔性化生产为目标,系统研究了控轧控冷工艺对不同碳当量试验钢组织及力学性能的影响规律,并通过现场工业生产实践验证与优化,最终确定出同种化学成分、不同强度级别船板钢的柔性轧制工艺制度。论文的内容主要包括：(1)采用三种不同轧制工艺对实验室小炉冶炼试验钢进行的轧制试验结果表明：在相同的轧制工艺条件下,碳当量是影响试验钢力学性能的主要因素,随着碳当量的增加,试验钢的强度指标逐渐增加,塑、韧性指标有所降低,综合考虑多方面影响因素后,确定出船板钢柔性轧制时的碳当量范围和合理的化学组成,为节约型船板钢的工业化试制提供了依据；(2)通过现场坯料的TMCP工艺试验,研究分析了变形制度、温度制度和冷却制度等对试验钢组织与力学性能的影响规律后发现：轧后空冷时,试验钢综合性能较低,晶粒尺寸粗大,而轧后控冷后试验钢的晶粒得到有效细化、综合性能显著提高；随着精轧温度的降低、待温厚度的提高,试验钢的屈服强度、冲击韧性均得到明显改善。依此最终确定出生产厚度20mm以上规格A32、D32高级船板的工艺要点为：精轧开轧温度850±10℃,待温厚度为2.5～3.0倍的成品厚度,轧后采用10～15℃/s的冷速进行快速冷却,终冷温度为670±10℃；(3)以实验室的研究结果及现场工业试制的数据为基础,归纳总结出适合柔性轧制的普通B、D级船板和A36、D36高级别船板钢的化学成分及轧制工艺制度,其中,工业试制成功并进入工业批量生产阶段的B、D级船板,各项力学性能均达到国家相关标准的要求,并顺利通过了中国船级社的认证。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 船板钢发展概况
• 1.2 我国船板分类及性能要求
• 1.3 减量化轧制技术
• 1.3.1 控制轧制
• 1.3.2 控制冷却
• 1.3.3 形变奥氏体对组织的影响
• 1.4 柔性轧制技术
• 1.5 钢材的强化机制
• 1.5.1 细晶强化
• 1.5.2 固溶强化
• 1.5.3 位错强化
• 1.5.4 分散强化
• 1.6 合金元素的作用
• 1.7 课题研究背景
• 1.8 课题研究内容
• 第2章 船板钢化学成分实验室筛选
• 2.1 试验原料
• 2.2 试验设备
• 2.2.1 小型轧机
• 2.2.2 拉伸试验
• 2.2.3 冲击试验
• 2.3. 试验方案
• 2.3.1 轧制试验方案一
• 2.3.2 轧制试验方案二
• 2.3.3 轧制试验方案三
• 2.4 试验结果与分析
• 2.4.1 试验方案一性能分析
• 2.4.2 试验方案二性能分析
• 2.4.3 试验方案三性能分析
• 2.5 同种化学成分试验钢性能分析
• 2.5.1 试验钢力学性能分析
• 2.5.2 试验钢微观组织分析
• 2.6 小结
• 第3章 高级船板钢TMCP工艺优化
• 3.1 试验目的
• 3.2 试验方案
• 3.3 试验钢的力学性能
• 3.3.1 精轧开轧温度对性能的影响
• 3.3.2 待温厚度对性能的影响
• 3.3.3 试验钢的延伸性能
• 3.3.4 试验钢的微观组织分析
• 3.4 小结
• 第4章 普通级别船板钢工业试验
• 4.1 工业试验条件
• 4.2 试制方案
• 4.2.1 生产工艺流程
• 4.2.2 控轧控冷要点
• 4.3 工业轧制
• 4.4 小结
• 第5章 船板钢柔性轧制工艺的确定
• 5.1 船板钢柔性生产时的化学成分
• 5.2 船板钢柔性轧制工艺方案
• 5.2.1 普通B、D级船板钢轧制工艺
• 5.2.2 A32、D32级船板钢轧制工艺
• 5.2.3 A36、D36级船板钢轧制工艺
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢