20MnSiNb热轧三级钢筋的研制与开发

20MnSiNb热轧三级钢筋的研制与开发工作报告一、概述莱钢轧钢厂中小型车间是上世纪九十年代从意大利DANIELI公司引进的全连轧棒材生产设备，目前产品以热轧和轧后余热处理螺纹钢为主，直径18～40mm。2005年，由于受原材料涨价因素的影响，钒铁和钒氮合金的价格一直据高不下，为降低热轧Ⅲ级钢筋的生产成本，提高产品市场竞争力，公司决定采用加铌生产工艺，在我厂中小型试制含铌热轧Ⅲ级钢筋。二、组织实施为尽快开发20MnSiNb热轧Ⅲ级钢筋，我们对工艺装备和工艺技术等方面进行分析，认为满足试制条件，并做好以下工作：1、做好备品备件准备工作。2、编制合理的轧制规程和操作要点，保证产品质量。3、试制期间，由技术科和中小型车间相关人员进行全过程跟踪，做好数据收集、分析工作。三、产品开发的准备1、技术准备根据车间当前设备情况及生产现状，设计合理的工艺制度。2、产品标准化的学习组织相关技术人员、操作人员学习有关的技术标准，该产品执行GB1499-1998《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》标准。3、物质准备1)工艺件准备根据新产品开发要求，及时完成轧辊的车削铣削、导卫的装配调整等各项准备工作，确保满足试制要求。2)为确保轧后冷却，做好了轻穿水的参数控制等。四、新产品试制过程1、严格执行工艺规程由于含铌钢筋对温度控制要求格外严格，我们对各工艺控制参数等严格按工艺规程控制。新产品开发领导小组成员现场办公，进行指导和监督。2、各参数跟踪记录期间，由技术科和中小型车间相关人员分别负责原料跟踪、工艺参数控制以及性能情况等，做好数据收集和分析工作。对出现的问题及时分析及时调整，不断摸索合理工艺控制参数，保证产品符合标准要求。3、性能根据钢筋性能结果，对各工艺参数进行调整，针对生产中出现的问题，我们对工艺制度进行了进一步的完善，使其更为合理。通过工艺制度的认真执行，保证钢筋性能达到标准要求。减少了性能废品，提高了产品实物质量。五、小结自2005年2月至2005年6月共轧制螺纹18成品量4195.73吨，成材率为100.92％，合格率为99.89％；螺纹20成品量8367.02吨，成材率为100.29％，合格率为99.88％；螺纹25成品量6810.748吨，成材率为100.9％，合格率为100％；螺纹28成品量3405.204吨，成材率为99.24％，合格率为100％；螺纹32成品量4903.586吨，成材率为99.42％，合格率为99.96％。形成批量生产能力。附：项目主要参加人员名单序号姓名年龄文化程度所学专业职称、职务工作单位对成果的创造性贡献1王继超44大学轧钢工艺高工轧钢厂方案设计2康世德55大专机械高工轧钢厂方案设计3王伟31大学轧钢工艺工程师技术科方案设计4白光胜34大学轧钢工艺技术主任中小型组织实施5房晖35大学轧钢工艺工程师技术科组织实施6刘建萍34大专轧钢工艺工程师中小型具体实施7李春传33大学材料工程师技术中心数据分析8刘继梅40大学电气工程师技术科项目跟踪9王波33大专轧钢工艺工程师中小型具体实施10张淑萍33中专轧钢工艺助工中小型具体实施20MnSiNb热轧三级钢筋的研制与开发技术报告轧钢厂中小型车间是一条从国外引进的全连续式棒材生产线。20MnSiNb热轧三级钢筋的主要技术工作是制定可行的操作要点，完善工艺制度等，并为今后20MnSiNb热轧三级钢筋生产积累经验。一、生产工艺简介1、工艺流程连铸坯—热送辊道—加热—高压水除鳞—粗轧—1＃剪—中轧—2＃剪—精轧—3＃剪—轻穿水冷却—摆剪—码垛—称重收集—入库2、原料及产品种类①钢种：20MnSiNb②原料尺寸160×160×9000～10000mm连铸坯③产品规格螺纹18、螺纹20、螺纹25、螺纹28、螺纹323、主要工艺设备①加热炉：步进梁式加热炉，燃料采用高炉、焦炉混合煤气。②轧机：粗轧机组：φ685mm悬臂式轧机3架φ585mm悬臂式轧机3架中轧机组：φ470mm卡盘式轧机6架精轧机组：φ470mm卡盘式轧机3架φ370mm卡盘式轧机1架二、工艺参数的确定1、轧制制度因为本次试制只是钢种上的变化，除轧制速度为控制轧制节奏稍有变化外，其余参数均按原规程执行。2、温度制度在试制开始，对加热温度的控制范围参照20MnSiV热轧钢筋的温度范围，将冷坯和热坯的加热段温度上限分别提高20℃和30℃，均热段温度同20MnSiV的控制范围，为保证铌的较充分溶解，冷坯和热坯的加热时间分别按不小于90分钟和80分钟控制，开轧温度控制在1120-1160℃，轧后不用轻穿水装置。根据性能反馈情况，屈服强度略微高于标准要求，抗拉强度刚刚达到或略低于标准。针对出现的问题，及时总结分析，认为关键仍在于温度的控制，于是对加热温度做了如下调整：1）进一步减小加热段温度的控制范围在20℃上下波动；2）大幅度提高均热段温度比加热段温度高10℃；3）提高开轧温度在1180-1210℃之间；4）控制出钢节奏，延长加热时间；5）轧后采用轻穿水装置，控制上冷床温度。通过一系列的温度控制手段，性能指标均得到稳定控制，达到标准要求。三、显微组织的变化铌具有高温析出抑制再结晶长大、形变诱导析出和奥氏体内部Nb（C，N）析出等特点，晶粒细化作用明显。四、存在的问题及措施主要问题：切分轧制后钢材冷剪剪切过程中出现弯曲弯曲原因分析：冷剪剪切过程中钢材出现向非切分面弯曲，给剪切、打捆和辊道输送造成困难，对轧机作业率造成很大影响。措施：通过提高均热段温度，严格工艺纪律，尽量减小切分面和非切分面的差别，使得钢材弯曲控制在标准要求内。六、结束语经过2个月的试制开发，到目前为止，生产顺序工艺稳定，共生产20MnSiNb热轧三级钢筋5个规格27682.29吨，合格率达99.94％，成材率达100.25％。20MnSiNb热轧三级钢筋的成功开发，大大降低了热轧三级钢筋的生产成本，为莱钢创造了可观的经济效益。附：操作要点铌微合金化热轧带肋钢筋操作要点1．连铸坯准备1.1连铸坯入炉前严格检查连铸坯外形及表面质量，缺陷坯要及时剔出。1.2连铸坯检查要做到票、物相符，不符合要求的严禁装炉。2．加热2.1钢坯加热温度按下表执行:入炉钢坯温度预热段温度（℃）加热段温度（℃）均热段温度（℃）加热时间（分钟）≥4001000-10501240±101260±20≥80400950-10501240±101260±20≥90开轧温度控制在1180-1210℃（高压水除磷后测量），上冷床温度控制在980-1020℃。注：由于煤气的波动，在3分钟之内超过规定的上限温度的情况视为正常。达不到温度要求的不准出钢，按待温处理。2.2钢坯加热应均匀，尽量减少黑印对钢筋尺寸和性能的影响。2.3装入20MnSiNb冷坯时，与HRB335钢坯前、后要空5个以上的步距。3．轧制3.1控制轧制节奏，通过控制轧制速度和间隔时间控制轧制节奏大于54秒，稳定终轧温度。3.2轧制时，要做好加热温度、均热温度、开轧温度、轧制速度、终轧温度、性能统计等记录。4．冷却采用轻穿水方式。5．取样：取双倍样，一组用于正常检验，2小时后送样试验，一组保留。6．其它未尽事宜执行相关规程及标准。20MnSiNb热轧三级钢筋的研制与开发经济效益分析3-6月份经济效益计算：3-6月份共生产20MnSiNb热轧三级螺纹钢27682.29吨，仅合金一项可比20MnSiV吨钢产生200元利润：27682.29*200＝553.6万元经济效益为：553.6万元