高性能钢材组织性能控制与品种开发纵观（二）
时间：2015-03-04 12:44 来源：未知 作者：admin 点击：次
近年来，通过加强对碳锰钢、微合金钢及合金钢在轧制与冷却过程中的晶粒细化、析出与相变等的组织性能控制的基础与应用研究，在细晶高强钢、高级管线钢、高性能中厚板及特厚板、取向硅钢及先进汽车板等高性能冷轧带钢、新型铁素体不锈钢及双相不锈钢、高性能长材及管材等的工艺控制技术与产品开发方面取得了一大批重要成果，为轧制钢材的品质提升和国家经济建设作出了重大贡献。
4 高性能冷轧带钢技术与品种开发
4.1 取向硅钢制造技术与品种开发 1）武钢取向硅钢制造技术与品种开发 武钢已形成了取向硅钢的冶炼、连铸、热轧、冷轧及热处理等工艺与质量控制技术，实现了取向硅钢制造技术的工程化与产业化，主要技术进步包括：复吹工艺等技术，使取向硅钢冶炼成分命中率达到98%以上；连铸技术，建立一套完整的取向硅钢连铸工艺，提高了生产效率和铸坯质量；热轧技术，重点是加热炉温度制度和辊形制度，解决了炉内断坯、粗轧带坯断裂、精轧边裂断带事故，使每边热轧板边裂减少到5mm～20mm，成材率提高3.5%；硅钢厂酸洗线HiB常化炉改造及工艺，有效控制了AlN等抑制剂的合适尺寸及分布，提高了HiB钢的牌号合格率5%以上；森吉米尔轧机HGO钢高温轧制技术，研究出了HGO钢高温轧制的典型工艺，基本全部实现高温轧制，提高了HGO钢的牌号合格率5%以上；冷轧工艺，提出改进轧制规程和提高生产率的方法；串联式退火脱碳工艺，发明了中间完全脱碳退火技术、成品厚度钢板初次再结晶、脱碳退火技术及改善取向硅钢涂层质量的工艺技术等。 2007年，武钢取向硅钢产量达27万t，牌号几乎覆盖所有级别，产品性能与质量达到国际先进水平，产品用于三峡工程、青藏铁路工程、神六载人飞船工程等国家重要工程项目。武钢取向硅钢在市场占有率由2003年的29.9%提高到2007年的52%，到2010年武钢取向硅钢的产量将达到50万t。 2）宝钢取向硅钢制造技术与品种开发。 宝钢历时10年自主研发取向硅钢技术，自主集成生产线，成功实现高品质取向硅钢产品批量生产。2008年～2009年，宝钢普通取向硅钢（CGO）、高磁感取向硅钢（NSGO）、薄规格（0.27mm以下）激光刻痕取向硅钢等高等级取向硅钢产品投产。 宝钢取向硅钢产品的主要关键技术如下： a）品种开发：开发出采用低温板坯加热技术的高磁感、低铁损取向硅钢。 b）炼钢工序：成分高精度控制技术，关键元素含量按10 级控制。 c）热轧工序：低温板坯加热技术；低温降控制技术；带钢边裂控制、高精度厚度及板形控制技术；采用适应硅钢生产的板坯异步装炉与交叉轧制技术，建立适应交叉轧制的高精度控制模型等。 d）冷轧工序：高精度板形控制技术；渗氮控制技术、高精度炉温控制技术。 e）激光刻痕技术：在涂敷绝缘涂层的取向硅钢板表面，采用激光器对硅钢板进行刻蚀，细化磁畴，降低硅钢片的铁损。 宝钢取向硅钢产品已成功应用于500kV、48万kVA及以上电压等级大型交流变压器和直流换流变压器制造，高磁感产品已供应30家大中型变压器厂。
4.2 冷轧高品质汽车板技术进步 近年来，宝钢、鞍钢、武钢等大型钢铁企业为满足快速增长的汽车发展需求，开发生产出冷轧深冲及超深冲系列、镀层系列、高强及超高强系列汽车板。通过解决超低碳、氮、氧冶炼技术和洁净钢生产技术、高质量板坯连铸技术、热轧、冷轧及退火技术、高强及超高强钢的冶金工艺控制技术、表面质量及板形控制技术、钢板质量性能稳定化技术等，形成了高品质汽车板大批量稳定化生产和冷轧先进高强钢的高水平研发平台。 宝钢于2008年开发建成了中国第一条，世界第四条高水平的冷轧超高强钢板生产研发专用线 ，其主要特点是：强度级别为CR1500，GI980；国内第一条超高强度钢板专用生产线；多功能性，连续退火和热镀锌共线；核心冷却技术，高浓度氢气冷速140℃/s，水淬冷速超过500℃/s；UHSS的碳当量低，可焊性良好。 鞍钢近年先进汽车板的研究开发进展很快，已成为中国汽车制造的主要汽车板供应企业之一。鞍钢ASP线能够稳定批量生产出系列高品质汽车板，特别是高级轿车外板，实现重大突破。并在以下方面具有突出的特色。 ① 持续开发满足用户个性化需求的冷轧软钢系列产品 a）高屈服强度、高伸长率IF钢产品：ReL≥160MPa；Rm≥270MPa；A80≥42%。 b）采用铁素体区轧制生产高r值深冲汽车板：r值最高达到3.23。 c）冷轧高伸长率深冲钢板：A80≥45%。 ② 使用性能不断丰富的高强钢研发：超细晶冷轧高强度钢板、超细晶热镀锌高强度钢板、具有多相组织的高强烘烤硬化钢等。 ③ 低碳低硅无铝（低铝）TRIP钢：以P或P+V代Si、A1的成分设计，同时成功解决铸坯裂纹、高硅TRIP钢表面氧化难以涂镀、高铝TRIP钢连铸生产时容易堵水口等关键技术难题，产品成功应用于多款汽车结构件，为汽车轻量化提供了技术支撑。
5 铁路货车用T4003不锈钢及双相不锈钢产品开发 太钢自主开发出了铁路货车车体用不锈钢T4003，该材料铬的质量分数约12%，碳含量低，添加有少量Ni、Mn，及微量的Nb、Ti，焊接接头热影响区具有M+F两相组织结构，不仅具有足够的强度、良好的耐湿磨性和滑动性，而且在耐蚀性和周期寿命成本方面优于高强度耐候钢。T4003不锈钢主要技术如下： 1）材料设计开发：针对各项性能及化学成分进行优化设计，保证不锈钢作为结构用钢的可靠性。 2）高质量高效化生产技术开发：AOD超低碳，氮的冶炼控制技术，Nb、Ti双稳定控制技术，铸态组织结构控制技术，板形控制技术等关键生产技术的开发保证了材料质量的稳定性和生产高效化。 3）应用技术研究与开发：配套焊接技术、接头疲劳性能、耐腐蚀性能、成形性能研究，应用技术研究突出了材料实用性。 2006年～2008年太钢累计生产新型铁路货车用不锈钢15万t，用于大秦铁路2.3万辆C80B不锈钢运煤车的制造，出口1万余吨。目前太钢铁路货车用不锈钢材料在国内市场占有率达95％以上。通过采用不锈钢材料增加车体耐蚀性能，车辆设计寿命由25年提高到35年，检修周期由8年提高到12年。 此外，太钢还通过系统研究开发双相不锈钢板材的制造工艺，突破冶炼、热加工、热处理、酸洗、焊接等多项关键难题，实现包括低合金的S32304、S32101，中合金的S31803（S32205）以及高合金的超级双相不锈钢S32750等不同性能级别双相不锈钢板材的产业化，满足石化、造船、核电、海水淡化、真空制盐、水利工程等领域的需求。
6 高性能长材及管材生产技术与产品开发
6.1 中低速磁悬浮列车轨道用F型钢生产技术及产品开发 莱钢根据用户使用要求，设计并轧制出了符合要求的F型钢和H轨枕钢产品，使F型钢及轨排成功应用于中低速磁悬浮试验线。主要技术包括： ① 根据中低速磁悬浮列车线运行的需要，设计了中低速磁悬浮列车轨道专用F型钢； ② 通过计算机数值模拟、中试模拟轧制等研究工作，解决了F型钢不对称轧制、冷却变形等难题，自主开发出世界上首套代替焊接-退火-机械加工成形的轧制F型钢成套热轧工艺； ③ 完成了F型钢50m半径和100m半径正反向侧弯轨设备研究开发； ④ 发明了热轧F型钢的定半径和3次缓和曲线弯曲设备和工艺，实现了中低速磁悬浮列车轨排的高精度批量化加工； ⑤ 采用了低成本的耐候钢设计，并在轧制工艺中采用了细晶钢轧制，使钢材屈服强度达到400MPa以上，抗拉强度达550MPa，冲击功100J。 莱钢生产的F型钢、H型钢轨枕及轨排已成功配套使用在唐山1.5km试验线上，经过近1年2万多千米的运行证明，批量化生产的热轧F型钢及轨排能完全满足中低速磁悬浮列车的运行要求。
6.2 大型热轧H型钢生产技术及产品开发 莱钢和马钢通过“微合金化+控制轧制技术”开发出的异形坯孔型共用技术、万能轧机小张力连轧控制技术、腹板偏心控制技术等已经成功生产出海洋石油平台用热轧H 型钢、汽车大梁用热轧H型钢、铁路机车大梁用热轧H型钢、Q345E级热轧H型钢以及英标高强度55C级热轧H型钢等多种高强度高韧性高性能大型H型钢，系统集成了拥有自主知识产权的热轧H型钢生产应用技术。
6.3 系列油井管生产技术及产品开发 通过不懈的努力，天津钢管公司（TPCO）不仅能够为用户提供全部API SPEC 5CT 标准钢级的油套管，而且能够提供满足特殊使用条件的非API标准钢级系列油套管（TP系列油套管），以及非API标准规格的油套管和特殊扣油套管。攀钢成都钢管公司开发出CS-95S抗H2S腐蚀石油套管、L80-1大口径高品质石油套管和大口径非调质N80-1石油套管生产技术并进行了批量生产和应用。 TP系列油套管的主要技术包括： ① 设计开发出了超高强度高韧性油井管用钢新品种系列。用于以V150为主，及140KSI、160KSI、170KSI等4个不同强度级别的材料； ② 充分发挥了C、Mo、V等元素在钢中的细化晶粒、强化晶界、抑制回火脆性等作用，使材料获得了优异的强韧性能匹配和良好的抗氢致断裂能力； ③ 运用人工神经网络建模优化技术建立了新钢种合金元素对套管力学性能影响模型，提出了关键工艺控制和钢种的改进措施； ④ 通过优化钢管轧制比来减轻材料的各向异性，超高强度V150套管材料整体性能优良，横向冲击功大于等于80J，平均高达110J，横纵冲击比大于等于0.8。
(来源：钢铁产业)
