连铸坯复合轧制120mmQ345D组织性能研究

摘要：济钢采用连铸坯复合轧制大单重120mmQ345D钢板进行加热工艺控制、轧制控制、金相显微组织、纵向拉伸试验、低温韧性试验、Z向拉伸试验等分析，结果显示，各项性能指标能很好地满足标准要求，具有良好的层状抗撕裂能力，可以满足各类高性能大厚度钢板的生产要求。

关键词：中厚板；Q345D钢板；连铸坯复合轧制；120mmQ345D组织性能

中图分类号：TG335 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）14-0018-02

近几年随着中厚板行业日益激烈的市场竞争，使得国内众多有基础、有实力的厚板生产企业开始涉足特厚板生产领域，加大了附加值较高的大单重特厚钢板生产和开发，在大单重特厚钢板品种开发及市场方面正逐渐呈现出前所未有的竞争格局。对济钢采用连铸坯复合轧制大单重120mmQ345D钢板进行加热工艺控制、轧制控制、金相显微组织、纵向拉伸试验、低温韧性试验、Z向拉伸试验等分析，结果显示，各项性能指标能很好地满足标准要求，具有良好的层状抗撕裂能力，可以满足各类高性能大厚度钢板的生产要求。

客户需求120mm厚度Q345D钢板，单重26吨，济钢普通连铸坯不能满足重量要求，因此采用两支连铸坯复合轧制工艺进行生产，满足了钢板大单重的要求，主要工艺流程如下：

连铸坯→表面清理→组合焊接→加热→轧制→冷却→正火→检验→入库

1 化学成分

钢种采用Nb、V、Ti微合金化设计，主要化学成分，C：0.17，Si：0.31，Mn：1.35，P：0.011，S：0.004，Nb、V、Ti：适量。

2 加热工艺控制

分为3种方式控制：（1）非裂纹敏感性钢种；（2）裂纹敏感性钢种；（3）较高Ni、Cu含量钢种。120mm厚度Q345D采取非裂纹敏感性钢种加热工艺控制。

3 轧制控制

轧制前，调整pvpc参数设置，将预成型和展宽道次的深度设置为合适值，避免在轧制中出现减速现象。调整粗轧机工作辊常冷水量，轧制结束后再恢复正常流量。

采用预先设定预成型阶段道次数的思路，尽可能将初始纵轧阶段料长延伸到能允许的最大程度。选择预成型模式，同时第1道次采取合适的压下量轧制除鳞。第一道结束后，将粗轧机道次压下量进行限制调整，在预成型阶段，尽可能增加坯料长度。

在轧制过程中，保证第一道除鳞，如果第一道除鳞较好，第二道可以不除鳞，后续视表面情况增加除鳞道次。第1、2道次结束后，如果除鳞效果不佳，钢板表面发黑，给以打回炉，不得继续轧制。

轧制过程中，操作工需密切关注板坯尾部是否上翘，如果上翘，则采取单道次轧制方式。

在展宽阶段，应该根据翘头情况先增加平整道次。展宽阶段应根据实际情况采用尽可能大的压下量，并在展宽完成后再次进行平整。

在进行纵轧阶段时，先进行正常轧制，如果出现板形异常，建议根据坯料长度手动摆辊缝，手动进行横向平整道次。在不能横向平整的情况下，如果仍然有翘头，再选择进行角轧。角轧时，每一道都会使轧件在原方向上延伸而使宽度或长度增加，同时轧件形状向四边形发展。

在精轧阶段，应该先利用轧辊有效宽度大于粗轧机的优势进行中间坯的平整。在头几道次轧制时，应该尽可能采用较大压下量，基本完成厚度轧制后，且在保证板型基本无翘曲的情况下，限制压下量采用较小压下量多道单道次轧制，以保证钢板的平整。如果中间翘曲严重，还应该根据实际成品厚度确定合理的辊缝值，增加手动平整道次。

4 金相组织

对正火后钢板厚度1/4及1/2位置取样进行金相组织分析，从微观组织上来看，1/4位置处带状组织比钢板心部要严重，在心部找不到连铸坯叠合复合界面痕迹，复合界面和基体已无两样，为典型的珠光体、铁素体组织。

5 拉伸性能

对钢板表面、中心及四分之一位置分别取圆棒样做纵向拉伸检测，性能指标与标准相比，余量适中；表面、1/4处和中心的屈服、拉伸强度差别不大。结果如表1所示，试样1（表面）：屈服强度364.15MPa，抗拉强度536.72MPa，伸长率34.00%。试样2（1/4处）：屈服强度358.07MPa，抗拉强度530.18MPa，伸长率29.50%。试样3（中心）：屈服强度354.09MPa，抗拉强度523.29MPa，伸长率31.25%。

6 低温韧性试验

分别取表面、1/4处和中心处横向冲击试样及1/2处失效冲击试样（横向，2%变形），进行不同温度冲击试验，结果见表1所示。可以看到，中心冲击值明显高于其他位置，呈现中心冲击值>表面冲击值>1/4处冲击值，1/4处由于为原始铸坯中心偏析位置，性能最差。冲击值满足国标Q345D要求，也能够满足Q345E要求，显示良好的低温韧性。

心部失效冲击试验结果良好，说明原连铸坯叠轧处不仅具有良好的低温韧性，还具有非常好的抗高温高压能力。

7 Z向拉伸试验

钢板Z向拉伸试验结果如图1所示，厚度方向斷面收缩率≥67%，所有试样断裂位置均不在原铸坯复合界面处，说明原叠合界面处强度较高，和基体一致，厚度方向性能优异。

8 结语

利用连铸坯复合轧制工艺生产的大厚度大单重Q345D钢板，铸坯原始复合界面痕迹基本上消失，复合界面和基体已无两样，各项性能指标能很好地满足标准要求，具有良好的层状抗撕裂能力，可以满足各类高性能大厚度钢板的生产要求。

作者简介：孙成龙（1985—），男，辽宁盘锦人，山钢集团济南分公司助理工程师，研究方向：热能与动力

工程。

（责任编辑：周加转）