600 MPa级汽车大梁钢疲劳极限确定和疲劳断裂原因分析

为确定薄板坯连铸连轧(flexible thin slab rolling,FTSR)短流程生产线生产的600 MPa级汽车大梁钢是否满足装车要求,利用升降法研究了汽车大梁钢的抗疲劳性能。研究结果表明,采用对数试验应力-对数疲劳寿命拟合的方法要优于直接采用试验应力-疲劳寿命,计算得到了不同存活率下的P-S-N曲线,由图得到疲劳极限强度为294 MPa,经过数值计算得到的疲劳极限强度为287.1 MPa。采用扫描电子显微镜对疲劳试样进行了断口分析,发现疲劳断裂为韧性断裂,夹杂物为裂纹的起源,结合试验钢的性能指标和装车试用考核结果,确认FTSR生产线开发的600 MPa级汽车大梁钢满足装车使用要求。

轧制条件对消除特厚钢板中心偏析和中心疏松的影响

为了确定特厚板心部质量改善的轧制工艺,制定了传统方法和新型方法生产100 mm厚钢板的轧制工艺规程,通过分析低倍、显微组织和夹杂物成分,研究了粗轧、精轧、轧制速度对中心偏析和中心疏松的影响。结果表明:探伤不合的特厚钢板中心存在P和S的偏析,间有氧化铝、硅酸盐和MnS夹杂物;粗轧阶段新型轧制方法对应变积累奥氏体有叠加效应,该叠加效应对消除中心偏析和中心疏松更加有利;精轧阶段的多道次、长时间轧制有利于中心偏析和中心疏松的消除;形状比在0.5~1.0时,采用低速率轧制有利于消除中心偏析和中心疏松;消除中心偏析和中心疏松的临界条件为形状比大于0.518,采用形状比制定轧制规程,比采用道次压下率对消除中心偏析和中心疏松更有效。

转炉特钢流程连铸—轧钢中间坯库的库存优化

本文阐述了钢厂MES的功能架构及其在钢厂库存管理中的作用,指出现有笔录式统计和借助财务软件进行库存管理技术手段的不足之处.利用Delphi7.0+SQL Server2000开发了库存管理系统,并提出了库存管理变革的方向,对企业信息化建设和完善具有促进作用.

通钢FTSR生产线汽车大梁用钢工艺技术开发

为了提升薄板坯连铸连轧生产线品种开发能力,以BOF→LF→FTSR生产流程为基础,试制了汽车大梁用钢热轧板卷,在成分设计、炼钢、连铸以及控轧控冷工艺方面积累了生产经验。所开发的Nb-V-Ti微合金化HSLA钢(汽车大梁钢TG600),其产品质量完全可以满足冷成形用HSLA钢的标准。

城市污水处理能耗能效研究进展

分析了中国城市污水处理存在的问题,研究了完善城市污水处理技术,以提倡节能处理,从根本上解决污水处理高能耗问题。

胶种对高速铁路橡胶垫板老化寿命的影响分析

建立了橡胶垫板老化寿命预测模型,设计了2种高速铁路橡胶垫板配方,通过烘箱加速老化试验测得4种温度6种老化时间下橡胶垫板的压缩永久变形,对比分析两种配方对橡胶垫板老化性能的影响。结果表明:以天然橡胶为主胶的配方1和以丁苯橡胶为主胶的配方2的橡胶垫板的压缩永久变形均随老化时间加长、温度升高而增大;老化时间或温度相同时配方1的压缩永久变形总体上大于配方2;配方1、配方2橡胶垫板在各温度下老化程度的实测值和预测值的变化趋势基本一致,所建老化寿命预测模型比较适用;室温25℃(298 K)下老化程度为0.7时,配方1和配方2的橡胶垫板老化寿命预测值分别为10.7、12.6年。建议高速铁路橡胶垫板采用配方2。

Nb-Ti微合金化610 MPa级汽车大梁钢板工艺研究

通过设计合理的化学成分,采用铁水预处理→120t转炉→LF精炼→FTSR(Flexible Thin Slab Rolling,灵活的薄板坯连铸连轧)连铸机(87.5mm厚薄板坯)→2机架粗轧+5机架精轧→卷取工艺流程,借助全流程TMCP(Thermo Mechanical Control Process,热机械控制工艺),成功生产了610MPa级汽车大梁钢。检验结果表明:钢板组织为铁素体+贝氏体+少量马氏体和残余奥氏体组元,晶粒尺寸2.08μm;板卷各项力学性能均能满足要求。对冲击断口做扫描电镜发现,冲击断口为韧性断口,且韧窝底部有球形CaS质点。

钙处理对耐候钢低温韧性和耐腐蚀性能的影响

对于高品质耐候桥梁钢,不仅需要优良的低温冲击性能,而且对其耐腐蚀性能也提出了更高要求。研究了钙处理工艺对耐候桥梁钢低温冲击性能和耐腐蚀性能的影响。结果表明,与传统的钙处理工艺相比,采用改进后钙处理工艺提高了钢水中钙的收得率,使钙处理过程更充分,得到了低温冲击性能更好的试验钢板,与原钙处理工艺相比,试验钢的冲击功在-20℃时提高了5.3%、-40℃时提高了7.5%。同时,与普通Q420qE钢对比,钙处理工艺Ⅱ将相对腐蚀率从43.50%提高到32.40%,加速腐蚀试样锈层纹理清晰,致密性相对较高,XRD分析显示,锈层中α-FeOOH结晶相质量分数达到91.8%,耐腐蚀性能良好。

高耐候性Q450NQR1货车车厢板的开发

通过设计合理的化学成分,采用铁水预处理—120t转炉—LF精炼—FTSC连铸机—2机架粗轧+5机架精轧—卷取工艺流程,借助控轧控冷工艺,成功生产了高耐候性Q450NQR1货车车厢板。检验结果表明:该钢板组织为铁素体(F)+少量珠光体(P),晶粒度评级为12级;板卷各项力学性能均能满足要求,平均屈服强度509.2MPa,平均抗拉强度580MPa,平均屈强比0.88,平均伸长率30.1%,-40℃V型冲击功达到170J左右。该产品耐腐蚀性能优良,与Q345B相比,Q450NQR1 144h的腐蚀率要低33.33%,可满足供货要求。

高强Q450NQR1货车车厢板耐腐蚀性能分析

为了考察开发钢Q450NQR1的耐候性,对其分别进行了实验室周期浸润试验和大气暴晒试验,试验结果表明,实验室周期浸润试验中,144 h腐蚀率相对Q345B减少了1/3,且Q450NQR1锈层中稳定的α-FeOOH含量较高,而Q345B钢较低;大气暴晒试验中,腐蚀初期Q450NQR1钢试样腐蚀率稍大一些,腐蚀后期,其表面形成稳定的致密锈层后,Q450NQR1钢的耐腐蚀性能开始体现。

FTSR薄板坯连铸连轧生产X60管线钢的开发研究

基于对铌微合金化技术的系统研究,对X60管线钢的化学成分进行设计,针对薄板坯连铸连轧生产线的特点,对生产过程的各项工艺参数进行控制,得到了87 mm×1 538 mm的薄铸坯;采取控制轧制和控制冷却技术,轧后得到7.9 mm×1 538 mm的板卷。经检测,生产的管线钢组织没有混晶现象,各项力学性能都达到了要求。观察冲击断口,发现延展性韧窝,没有分层现象,生产的X60达到了API-5L标准和工程使用要求。

退火工艺对采暖系统用耐沟状腐蚀钢带性能的影响

通过对耐沟状腐蚀现象的研究结合生产设备能力,设计了6种成分钢带和6种退火工艺。借助光学显微镜、扫描电镜、拉伸试验、中性盐雾试验等手段,研究了采暖系统用耐沟状腐蚀钢带生产过程中冷轧退火工艺对其性能的影响。结果发现:低于Ac1温度(650、700℃)的退火不可能改变原来冷轧铁素体晶界的遗传结构,冷轧α相的再结晶长大不充分,碳化物的聚合和长大过程也不充分;当退火温度达到Ac1左右(750℃),由于碳元素的固溶加剧,导致α相再结晶和析出物的聚合长大,得到极优的延展性,对深冲非常有利;退火温度位于Ac1Ac3之间(850℃)发生α→γ相再结晶,可以取得最好的软化效果。对于含Ti的试验钢,随着退火温度的降低,其塑性应变比r值呈下降趋势。Cr的加入不利于耐沟状腐蚀性能,但是Al的加入有利于耐沟状腐蚀性能。采用两段式退火工艺进行工业化生产,可以得到外观和性能优良的采暖系统用耐沟状腐蚀产品。

转炉特钢流程连铸-轧钢生产排产系统

针对转炉特钢流程轧钢工序、连铸工序的生产特点,对轧制计划规则生成进行了描述,提出了基于规则的轧钢生产计划排产启发式算法,给出了详细求解步骤.在分析实际生产状况的基础上,对连铸浇次计划生成规则进行了描述,建立了连铸浇次最优化模型,同时对生产排产系统进行了总体设计和技术架构.运用Delphi7.0和SQL Server2000开发了生产排产系统,并应用于中型转炉特钢厂,实践证明模型实用可靠,系统通用性强.

降低过热度对方坯凝固组织的影响

结晶器内钢液过热度的降低可以促进柱状晶向等轴晶的转变和提高等轴晶率,从而有利于铸坯组织的均质化。基于上述原理,设计和制造了可用于降低钢液过热度的冷却水口,并在方坯连铸机上进行了工业试验,分析了低过热度技术对方坯凝固组织的影响。结果表明：采用冷却水口以后,结晶器内钢液过热度的下降幅度可达14℃,铸坯的等轴晶率提高了8%-24%,中心偏析和缩孔严重程度有所降低。

固溶硼对高强度低合金钢机械性能的影响

研究了不同固溶硼含量对薄板坯连铸连轧生产线生产的低碳Nb-Ti-B汽车大梁用钢的机械性能的影响。结果表明:试验钢提高强度的有效临界固溶硼值大约为0×10-6,而韧性下降的临界值约为6×10-6,同时给出固溶硼的近似计算公式。

影响板坯连铸产生渣圈的因素

针对邯郸钢铁股份有限公司板坯连铸低合金钢Q345D过程中易结渣圈现象,对渣圈产生机理作了研究,通过成分分析、性能测定以及扫描电镜等分析手段确定了实验条件下导致保护渣结渣圈的各项因素。实验证实,保护渣使用过程出现分熔现象,使渣熔化不均匀,以及配碳不当是导致保护渣结渣圈的主要因素,结晶温度高以及液渣层厚也易结渣圈。

邯钢C、Si、Mn、Nb钢中厚板边裂控制

通过对含铌钢边裂进行系统研究发现,铸坯在二冷区矫直时温度处于低塑性区域是铸坯角部横裂纹产生的主要原因,对中厚板边部质量造成严重影响。通过优化含铌钢酸溶铝与氮含量,以及对连铸二冷优化,提高铸坯边部温度等措施,有效地控制了边裂的产生。

散热器用耐缝隙腐蚀钢的开发

为改善现有钢板散热器的性能和提升薄板坯连铸连轧生产线的品种开发能力,以Q-BOP→LF→FTSR生产流程为基础,试制了散热器用耐缝隙腐蚀钢板卷,在成分设计、炼钢、连铸连轧工艺方面积累了生产经验。试生产结果表明,所开发的耐缝隙腐蚀钢卷经过退火处理后,屈服强度为230～260MPa,抗拉强度为350～360MPa,伸长率达到46.5%～49.0%,满足力学性能要求,其相对腐蚀率为现用Q235钢的50%以下,因此具有较大的市场应用前景。

低温度梯度结晶器铜管的设计及工业试验

设计和制造了可用于降低钢液凝固前沿温度梯度的带隔热镀层的新型结晶器,并在方坯连铸机上进行了工业试验,分析了其对方坯凝固组织的影响。结果表明,低温度梯度结晶器可满足连铸生产要求;与传统结晶器相比,低温度梯度结晶器出口铸坯表面温度提高了108℃,相近拉速下该结晶器的平均热流密度相对更低,表明其减缓了钢液在凝固初期的传热,从而降低了凝固前沿的温度梯度;通过与低过热度、电磁搅拌技术相结合,低温度梯度结晶器生产的铸坯等轴晶率提高了8%~13%,中心偏析和缩孔严重程度明显降低。

提高高碳钢连铸方坯等轴晶率的试验研究

为消除和降低高碳钢方坯凝固组织的中心偏析,增加等轴晶率,设计了环缝式水冷水口,开发了水冷水口的在线控制模型和操作平台。在淮钢特钢有限公司150mm×150mm方坯连铸机上进行了降低钢水过热度的工业试验。结果表明:环缝式水冷水口装置可操作性强,可实现钢水浇铸温度的闭环控制;冷却介质在线调控系统可以满足浇铸参数波动的需要,正常连铸工艺下稳定拉坯持续4h,浇铸钢水约400t,降低钢水过热度约14℃,提高铸坯等轴晶率10%以上。