时间：2022-02-11 04:40:48 点击：70
近年来，在西部大开发和“一带一路”大背景下，新疆乌鲁木齐市经济技术迅猛发展，随着三坪保税区、绿地中心“六馆一心”项目和宝能城工程等重点工程项目的开发建设，高层建筑得以快速发展，高层建筑用钢的需求也快速增长。 建筑结构用钢与传统钢筋混凝土建筑材料相比，具有结构自重轻、抗震性能好，空间利用率高、绿色环保、施工效率高和可循环回收利用等优点，在建筑行业越来越被广泛应用。 安钢根据市场用户需求和Q390卷板高建钢的相关技术标准要求，结合安钢厚板厂4200/3500mm四辊可逆式双机架轧机生产线的工艺特点，通过成分设计、冶炼和轧制工艺设计，成功试制开发了TMCP态交货Q390 GJD卷板钢。 2、高建钢的技术要求 高层建筑结构由于高度和跨度增加，使其建筑构件受力情况也变得比较复杂．并且要求能够防震和抗震，所以高层建筑结构用钢板必须具有以下性能特点：高强度、高韧性、可焊接性、低屈强比、抗撕裂性能，其中低的屈强比和高的延伸率，可使材料具有良好的冷变形能力和高的塑性变形功，吸收较多的地震能量，提高建筑物的抗震能力。 高建钢板执行GB/T 19879-2015《建筑用结构钢》标准，厚度方向性能用钢板执行GB/T 5313-2010《厚度方向性能钢板》标准，其碳当量化学成分要求、力学性能要求见表。 3、工艺设计。 3.1、生产工艺流程及主要设备参数。 工艺流程：高炉铁水预处理脱硫—120t转炉—LF+RH精炼—板坯连铸机—板坯缓冷—板坯加热—高压水除鳞—双机架轧制—ACC层流冷却—矫直机—钢板堆缓冷—探伤—精整—取样检验—标识—入库。 主要设备参数：铁水预处理装置炉；120t顶底复吹转炉；LF钢包精炼炉；RH真空脱气精炼炉；1800mm板坯连铸机；步进式加热炉；带立辊4200mm四辊可逆式粗轧机；3500mm四辊可逆式精轧机；ACC在线冷却装置；辊底式热处理炉。 3.2、化学成分设计。 在进行成分设计时，严格控制S、P有害元素含量，保证钢板厚度方向(Z向)良好的抗撕裂性能和良好的塑韧性；采用复合微合金化成分和低碳当量设计，降低C元素的含量，加入适量的Nb、V、Ti等微合金元素，通过微合金元素的细晶强化、析出强化保证钢板高强度、高韧性，通过低碳当量保证钢板良好的焊接性能。 Nb、V、Ti在热加工过程中抑制奥氏体形变再结晶并阻止其晶粒长大，并通过它们的碳氮化合物诱导析出，对钢进行沉淀强化。 其中Nb细化晶粒作用最为突出，它能抑制高温变形过程中奥氏体的再结晶，显著提高奥氏体的再结晶温度，扩大奥氏体未再结晶范区域，在进行控轧工艺时，可以在相对较高的轧制温度下，在奥氏体未再结晶区域进行多道次、大累积变形量的轧制，达到细化铁素体晶粒的效果。由于Nb的细晶强化和析出强化，提高了钢板的强韧性。 3.3、冶炼连铸工艺设计。 铁水预处理，通过向钢包中加入石灰粉或Mg+CaO进行机械搅拌的预脱硫处理，脱硫完毕后进行扒渣处理。 采用LF炉外精炼，通过底吹Ar气搅拌的炉外精炼工艺进行脱氧、脱硫、去除夹杂，调整钢水成分和温度，LF后采用RH二次精炼工艺深脱气，RH本处理的纯脱气时间确保5min以上，喂丝后软吹大于8min，镇静时间大于5min。 连铸过程全程氩气保护浇注，采用专用保护渣和专用钢包覆盖剂；中间包过热度控制在9～26℃。板坯采用低拉速恒拉速0.7～0.9m/min，连铸机二冷水采用弱冷却，防止板坯表面出现裂纹，减轻中心偏析。连铸板坯落地后需堆缓冷48小时以上。 3.4、TMCP轧制工艺设计。 3.4.1、板坯加热 对于含铌钢，当板坯加热温度到从950℃升至1050℃时，铌的碳氮化物开始分解固溶到奥氏体基体中，使奥氏体晶粒开始长大，加热温度到1150℃晶粒长大较为均匀，加热温度到1200℃时晶粒将迅速长大，加热到1200℃以上晶粒将进一步粗化，因此为保证板坯加热时铌等微合金元素在钢的奥氏体中充分固溶，并且防止板坯在加热时，奥氏体晶粒粗化，将板坯的加热温度控制1150~1200℃。 3.4.2、控制轧制。 板坯出炉后经高压水除磷后，在粗轧和精轧双机架上进行轧制，采用奥氏体高温再结晶型轧制和奥氏体未再结晶型的两阶段控轧工艺，在粗轧机上进行奥氏体再结晶区轧制，采用高温、低速、大压下轧制，获得细小均匀的奥氏体晶粒，道次变形量越大，奥氏体晶粒均匀性越好，在奥氏体再结晶轧区轧制成中间厚度,待温到奥氏体未再结晶温度区域，送到精轧机进行奥氏体未再结晶型轧制，其中待温厚度H=(2～2.6)T，T为成品厚度，保证钢板累计变形量在50％以上，破碎大的夹杂物，细化铁素体晶粒。 3.4.2控制冷却 轧后钢板经ACC层流冷却，为防止加入合金元素和形变后Ar3温度提高，使铁素体在较高温度下析出，在轧后缓慢冷却易使晶粒长大，需控制钢板的冷却速度(5～10℃/s)，同时促进合金元素化合物大量弥散析出，起到沉淀强化的作用，提高钢的强度和韧性。 厚度≥40mm钢板需近缓冷箱堆垛缓冷36小时以上，保证钢板的探伤满足要求。 主要工艺参数：加热温度1150～1200℃、粗轧开轧温度1050～1130℃、精轧终轧温度760～790℃、返红温度600～650℃。 4试制结果及分析 4.1力学性能 在安钢厚板生产线进行了工业试生产，连铸坯厚度为250mm，TMCP工艺，轧制钢板厚度为45mm、50mm、60mm三种规格。各项力学指标均符合GB/T19879-2015、GB/T5313-2010要求，且有较大富余量。 4.2金相组织 在板厚方向取样观察金相组织，金相试样采用含4％硝酸的酒精溶液浸蚀，选取了典型厚度50mm钢板的金相试样，在金相显微镜下观察到的显微组织如图1所示。可以看出试样的1/4厚度处和1/2厚度处金相组织均为P+F，晶粒度为8.5～9级，组织较为均匀，试样1/2厚度处晶粒较大，出现较轻的中心偏析，呈现带状分布，因为轧制过程中厚度1/2处变形量相对较小，形变没有完全渗透到钢板心部，导致心部晶粒较粗大，由于中心偏析较轻，所以对钢板力学性能影响不大。 通过采用低碳，Nb、V、Ti微合金化成分设计，结合TMCP轧制工艺技术，开发生产的TMCP态的Q390 GJD卷板高层建筑结构用钢，其强度、塑性、韧性、屈强比及Z向拉伸性能指标优良，并且有较大富余量。探伤检测级别达到国家标准GB/T 2970-2016Ⅰ级,产品质量完全能满足用户使用要求。 TMCP态Q390 GJD卷板高建钢产品的成功开发，拓展了安钢公司厚板产品的产品结构，提高了安钢高建钢产品的市场竞争力。 高建钢卷板 Q390GJE 15.75 1500 C 4 件 安阳 安钢 高建钢卷板 Q390GJE 9.75 1500 C 4 件 安阳 安钢 高建钢卷板 Q390GJE 7.75 1500 C 4 件 安阳 安钢 高建钢卷板 Q390GJE 5.75 1500 C 4 件 安阳 安钢 高建钢卷板 Q390GJE 15.5 1500 C 4 件 安阳 安钢 高建钢卷板 Q390GJE 13.75 1500 C 4 件 安阳 安钢 高建钢卷板 Q390GJE 13.5 1500 C 4 件 安阳 安钢 高建钢卷板 Q390GJE 11.75 1500 C 4 件 安阳 安钢 高建钢卷板 Q390GJE 11.5 1500 C 4 件 安阳 安钢