船体结构用热轧H型钢生产探究及应用.doc

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1、船体结构用热轧H型钢生产探究及应用摘要：本文论述了船体结构用热轧H型钢的冶炼和轧制生产工艺，对轧件进行了金相分析和物理性能检测。通过设定合理的精轧开轧、终轧温度，适当加大各道次压缩比等轧制工艺，能有效控制轧件晶粒大小，改善轧件带状组织，保证轧件的强度、延伸等性能。产品性能稳定，为企业创造了良好效益。关键词：型钢，船体结构，轧制工艺中图分类号：TG142.41文献标识码：A前言随着造船工业的不断发展，造船工业所用的钢材品种越来越多，数量越来越大。建造一艘16000吨级货船，单船体用钢材就需要4600吨。现代船舶的船体结构制造所用材料主要是一般强度船体结构用钢、高强度船体结构用钢、奥氏体不

2、锈钢和双相不锈钢、复合钢板、Z向钢、铝合金、增强塑料等［1］。H型钢具有力学性能优越、重量轻、施工快捷、抗震性能好、节能降耗等优点，广泛应用于大跨度空间结构、桥梁基础、民用高层建筑，以及各种工业厂房及锅炉钢架等领域［2］。为了造船业对钢材大规格高强度的要求，莱钢研究开发了船体结构用热轧H型钢产品。本文论述了船体结构用热轧H型钢的冶炼和轧制生产工艺，利用金相分析对轧件进行了金相观察，同时对轧件进行了物理检测。1成分设计及生产工艺1.1化学成分化学成分见表lo1.2性能要求1.3生产工艺铁水预处理-银山型钢120t转炉冶炼-LF精炼-1#机异型坯连铸-型钢厂大型H型钢轧制。钢坯经铁水预处理

3、、转炉顶底复吹、微合金化、LF炉精炼处理等生产工序。在型钢厂,坯料经自动控制燃烧的步进式加热炉加热，再经高压水除鳞、BD机开坯轧制、X-H可逆万能精轧等工艺过程完成轧制。1.3.1冶炼工艺入炉原料必须满足转炉工艺技术要求，铁水含硫量W0.020%；严格装入量，误差小于±0.5吨。终渣碱度控制在3.2范围内。底吹模式采用自动E模式。全程渣子化好、化透,终点压枪时间《1分钟。脱氧合金化。采用硅猛、高猛进行合金化。采用硅钙顿脱氧，硅钙顿2.7kg/t；炉长视过氧化情况可补加硅钙领。合金加入：当钢水出至1/4时开始均匀加入，钢水出至3/4时加完，合金对准钢流冲击区加入。严格执行挡渣操作，挡渣棒

4、（挡渣球）在放钢3/5〜4/5加入。出钢时间不小于3分钟。全程底吹氫搅拌，前期可根据情况适当调高氫气压力，出站前采用小压力软吹，保证夹杂物上浮，保证精炼软吹氫大于12分钟。根据炉渣的粘度、颜色及泡沫化程度，用碳化钙、碳化硅等调整炉渣，出站前顶渣应达到白渣或黄白渣。采用喂碳线增碳。精炼软吹氫之前喂CaSi线150-200m/炉。使用改进后大包水口，加密封圈,全程保护浇注。结晶器采用非正弦振动。拉速控制在0.95〜1.05m/mino1.3.2轧制工艺高压水除鳞时轧件运行速度为1.0m/s。喷嘴工作压力205bar,流量不低于35m3/ho1180°C左右实行开坯轧制，坯料在万能粗轧区前待

5、温至95(TC进人精轧机组轧制，精轧终轧温度850°Co机后水冷线喷嘴全开，上冷床温度控制在700°C-750°C之间。轧件下冷床温度：轧件下冷床的温度应低于12(TC,如下冷床的温度大于i2(rc时要开启冷床风机强制冷却。矫直温度应低于120°C,对于矫直过程中出现的各类弯曲轧件，尽快进行压力矫直机的重矫并及时跟队。轧制规程如表1所示。从表1可以看出，采用7道次轧制，各道次的腹板、翼缘伸长率较小。为防出现腹板波浪，H型钢单道次翼缘与腹板伸长率的比值需大于l.Oo对于宽翼缘规格产品，如该比值过大，翼缘将对腹板产生附加拉应力，出现腹板厚度不均匀现象，严重的会产生腹板孔洞；对于窄翼缘规格产

6、品，该比值过大，会出现翼缘宽度波动，严重的会形成翼缘波浪。对热轧后钢进行取样，试样经打磨抛光后用4%的硝酸酒精溶液腐蚀，采用金相显微镜观察试样的组织形貌。两块钢板金相照片如下图所示：图1轧后金相组织Fig.1Microstructureofthesamplesafterrolling由图1可知，采用7道次轧制后组织为铁素体与珠光体混合物，晶粒度7.5级，混晶组织比较严重，带状组织3级左右。如表4所示，采用7道次轧制工艺，试样的屈服强度和抗拉强度均符合国家标准。采用7道次轧制后，轧制压缩量大，同时开轧温度和终轧温度低，内部组织进行相转变时，形核点较多，钢材晶粒大小得到有效控制。钢材晶粒减

7、小，有助于强度和延伸率的增加。结论本文论述了船体结构用热轧H型钢的冶炼和轧制生产工艺，利用金相分析对轧件进行了金相观察，同时对轧件进行了物理检测。通过设定合理的精轧开轧、终轧温度，适当加大各道次压缩比等轧制工艺，能有效控制轧件晶粒大小，改善轧件带状组织，保证轧件的强度、延伸等性能。产品性能稳定，实现了批量生产。参考文献[1]王俊生，徐春.H型钢X-H轧制中R处缺陷的研究[J],热处理，2009,(24):56-59・[2]郭娟，吴迪.H型钢轧后