鞍钢含铌汽车板和高强船板钢的开发

鞍钢含铌汽车板和高强船板钢的开发刘仁东周丹郭惠久(鞍钢集团技术中心)摘要介绍了鞍钢含铌汽车板和高强船板钢品种系列及其生产工艺、产品实物质量和应用情况。

关键词含铌汽车板高强船板微合金化D e v e l o p m e n t o f A u t o m o b i l e P l a t e w i t h N b a n d H i g h S t r e n g t h S h i p P l a t e S t e e l i nA n g a n gL i uR e n d o n g Z h o uD a n G u o H u i j i u(A n g a n g T e c h n o l o g yC e n t e r )A b s t r a c t T h i s p a p e r i n t r o d u c e s b r e e ds e r i e s o f a u t o m o b i l e p l a t e w i t hN ba n dh i g hs t r e n g t hs h i p p l a t e s t e e l p r o d u c e d i n A n g a n g a n d t h e i r p r o d u c t i o n t e c h n i q u e ,p r o d u c t q u a l i t y a n d a p p l i c a t i o n s i t u a t i o n .K e yWo r d s a u t o m o b i l e p l a t e w i t h N b h i g h s t r e n g t h s h i p p l a t e m i c r o -a l l o y i n g1前言鞍钢自"九五"以来,坚持走"高起点、少投入、快产出、高效益"的技改之路,炼钢系统淘汰平炉,实现全转炉加炉外精炼;淘汰炼钢模铸工艺,实现全连铸;相继建成1780、1700热连轧机组和冷轧1#、2#生产线;改造了宽厚板轧机和中板轧机,从而使鞍钢具备了生产含铌汽车板和高强船板钢的工艺装备条件。

我国汽车行业、造船行业的快速发展,也为鞍钢含铌汽车板和高强船板钢的开发提供了难得的市场机遇。

鞍钢含铌汽车板和高强船板钢品种已形成系列,产量形成规模,产品质量完全满足用户要求。

2鞍钢含铌汽车板的开发与应用鞍钢开发的含铌汽车板包括热轧汽车板系列和冷轧汽车板系列。

热轧汽车板系列包括热连轧汽车大梁板系列(A 320L ～A 610L )、高强滚型车轮用钢(L Q 410～L Q 460)、汽车结构用钢系列(Q S t E 340～Q S t E 500);冷轧汽车板系列包括超深冲冷轧汽车板系列(T i -I F 和N b +T i -I F )、高强度冷轧深冲钢板(A I F 340)系列等。

汽车大梁板是载重汽车、客车、越野车等车型的主要承重部件,直接影响整车的使用寿命与行车安全。

目前,汽车大梁板已形成系列,并向高强度方向发展。

汽车大梁板的制造(冲压)要求及服役条件决定了钢板必须具有一定的强韧性和良好的冷弯性能。

鞍钢汽车大梁板的生产是在低碳锰钢基础上,采取了进一步降低碳含量,加入微合金元素铌,并施以控轧控冷等工艺。

鞍钢在生产含铌汽车大梁板时,通过研究不同应变条件下,含铌钢铌的碳、氮化物动态析出规律,测定钢的热塑性曲线,制定合理的连铸二冷水参数、铸坯的矫直温度,解决了连铸坯裂纹问题。

鞍钢生产的汽车大梁板用于第一汽车集团生产左右纵梁、减震器上支架等难冲件,合格率达到100%。

目前年生产达10余万t 。

随着汽车不断向安全性、环保及高耐蚀性等刘仁东,高级工程师,鞍钢技术专家,1988年毕业于大连铁道学院冶金材料专业,现任鞍钢技术中心钢铁产品所副所长,从事汽车用钢板的研制开发(114009)。

·01·鞍钢技术A N G A N GT E C H N O L O G Y2004年第4期方向发展,现代冷轧汽车板也不断向高强度、镀层、超深冲方向发展,以满足汽车行业越来越高的要求。

众所周知,在超低碳钢中([C]<0.005%、[N]≤0.003%)加入一定量N b、T i,目的是使钢中的C、N原子被固定生成碳化物、氮化物,从而使钢中存在间隙原子。

这种I F钢具有极优良的成型性,即高r值(r>2.0)、高n值(n>0.25)、高延伸率和非时效性。

按照添加合金元素的不同,目前I F钢分为T i-I F钢、N b-I F钢和复合加钛铌(T i+N b)-I F钢。

根据(T i+N b)-I F钢具有对工艺不敏感、整卷性能均匀、镀层具有抗粉化能力、适合生产超深冲板的特点,结合鞍钢工艺装备条件及后续产品的特点,鞍钢开发了(T i+N b)-I F钢。

I F钢成分的主要特点是超低碳、微合金化和钢质纯净。

鞍钢在生产过程中通过采用无碳罐、保护浇铸、优化R H-T B真空装置降碳工艺等措施,解决了脱碳、增碳等技术难题。

目前,鞍钢生产的(T i+ N b)-I F钢,其碳含量可以达到0.0015%,氮含量达到0.002%。

表面夹杂一度成为鞍钢生产汽车板的难题。

为此,鞍钢与北京科技大学合作,组织技术攻关,采取相应技术措施,使夹杂比例降至1%以下。

为解决罩式炉生产(T i+N b)-I F钢加热温度低的问题,鞍钢采取了精确控制成分、优化热轧工艺、增大压缩比等技术措施,降低(T i+N b)-I F钢再结晶温度,使I F钢性能达到技术条件要求,满足了用户的需要。

鞍钢生产的(T i+N b)-I F钢和T i-I F钢,目前已累计生产20余万t,产品用于一汽红旗、上汽奇瑞等汽车制造上,冲压合格率达到100%。

特别是用(T i+N b)-I F钢作为基板的O5板,鞍钢经过两年多的努力,合格率已达60%,成功应用于生产轿车外板,使鞍钢成为国内少数能生产轿车外板的企业之一。

鞍钢开发的高强度I F钢采用钛铌复合合金设计,其强度级别为180、220和280M P a三个等级,其主要用于生产汽车外板和内板,其特点是兼有高强度和良好的成型性。

特别是采用铁素体区润滑轧制工艺生产的高强I F钢具有较高的r值,自开发成功以来,市场不断扩大,受到用户好评。

鞍钢不断加大对汽车板的开发力度,与德国蒂森克虏伯公司合资兴建的年产40万t的连续热镀锌机组已投产,同时正在建设年产200万t的汽车板生产线。

鞍钢还将开发生产含铌超低碳烘烤硬化冷轧钢板、双相钢板和T R I P钢等。

3含铌高强船板钢的开发与应用随着世界海运业及造船业的迅猛发展,我国目前已成为世界第三大造船国。

船舶的大型化、高速化、自动化等先进造船技术的发展,促进了高强船板钢的开发与应用。

据有关方面预测,到2010年,我国造船业对中厚板的需求量为200万t,高强船板将占5%～8%。

鞍钢生产的高强船板包括32k g级(屈服强度≥315M P a)的A32、D32、E32和36k g级(屈服强度≥355M P a)的A36、D36、E36六种牌号。

A32、D32、A36、D36钢板采用控轧状态交货,E32、E36钢板以正火状态交货。

船板系列牌号中,一般强度船板主要是C-S i-M n系,仅加A l来细化晶粒。

高强船板强度级别高,同时要求良好的低温冲击韧性。

鞍钢生产的高强船板采用N b、V复合微合金化处理,控轧控冷生产。

微量的N b(0.02%～0.05%)在高强船板生产中起到细化晶粒和析出强化作用,形成细小的碳化物和氮化物,抑制奥氏体晶粒的长大。

同时提高再结晶温度,抑制奥氏体的再结晶,在未再结晶区形成N b(N、C),有效地抑制铁素体长大,并加速铁素体晶粒形成,达到明显的细晶效果。

由于V与N b在不同的温度区段表现为不同的成核和抑制晶粒长大的能力,船板钢的实际生产中一般复合使用。

鞍钢开发的高强船板A32、A36,于1995年9月通过了五国船级社的认可,于1996年11月完成了原冶金部组织转产鉴定;随后开发了高强船板D32、D36,并于1997年9月通过了七国船级社的认可;1998年开始研制E32、E36,于2000年10月通过了九国船级社的认可。

各项实物性能完全满足各国船板规范要求,达到国际标准水平。

鞍钢年生产船板钢20多万t,其中1/3用于直接出口或造出口船舶,高强船板占1/3左右。

经船厂的入厂检验表明,鞍钢生产的高强船板,板型·11·刘仁东周丹郭惠久鞍钢含铌汽车板和高强船板钢的开发良好,包装标志清楚、完备,尺寸精度高,表面质量优良。

船厂的实际使用表明,产品在入厂复验性能及冷热加工等工艺性方面均较好,并具有良好的焊接性能,适合于船厂的实际制造使用工艺。

船板钢的开发成功,不仅为鞍钢创造了可观的经济效益,同时也创造了巨大的社会效益,填补了鞍钢生产高质量级别船板的空白,满足了船板配套供货需求,为国家海洋造船事业做出了贡献。

4结语(1)鞍钢开发的含铌热轧汽车大梁板采用低碳含量,N b、T i微合金化,结合炉外精炼,控轧控冷轧制工艺,其产品实物质量达到国际同类产品先进水平,用于第一汽车集团生产左右纵梁、减震器上支架等难冲件,合格率100%,完全满足用户要求,目前年生产达10余万t。

(2)鞍钢开发的含铌超深冲冷轧汽车板系列、高强度冷轧深冲钢板系列成功用于生产轿车外板,使鞍钢成为国内少数能生产轿车外板的企业之一。

(3)鞍钢开发的含铌高强船板,采用低碳含量,N b、V微合金化,结合炉外精炼,控轧控冷轧制工艺,各项实物性能完全满足各国船板规范的要求,达到国际标准水平。

(编辑袁晓青)收稿日期wwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwwww:2004-02-23 (上接第9页)来的废气在燃烧前被加热,同时废气中所含的有机溶剂也可作为一种燃料,从而减少了焚烧炉的燃料消耗,降低了能耗。

4.5仪表配置为保证正常生产和控制产品质量,彩涂板生产线主要配置以下一些检测、控制仪表:(1)带钢位置控制系统(C P C和E P C)。

用于带钢的对中和边部对齐。

(2)缝合缝检测跟踪装置。

通过钢板上的冲孔检测缝合缝,通知涂机将涂敷辊打开,以免缝合缝刮伤涂敷辊,在出口处检测,用于带钢定位,切掉带钢缝合缝和未涂漆部分。

(3)激光垂度检测。

安装在固化炉前,用于检测带钢在固化炉内的垂度,并根据检测值调整带钢在炉内的正确垂度。

(4)可燃气体浓度检测控制。

用于检测固化炉内可燃气体浓度,并通过供风、排风风机,保持炉内正常状态的可燃气体浓度。

(5)辐射高温计。