Q345EL大型H型钢生产工艺研究与应用

摘要：本文主要介绍了Q345EL大型H型钢的生产冶炼以及轧制工艺。对生产的产品利用金相显微镜对其组织进行了分析。对生产中强度不合格的海洋石油钻机井架用热轧H型钢进行了原因分析。分析发现试样组织为铁素体与珠光体混合物，同时伴有少量贝氏体组织。产品性能满足标准要求，生产工艺稳定。

关键词：Q345EL，生产工艺 ，研究

中图分类号：TQ320.6

1 前言

由于高寒地区石油钻井平台工作环境恶劣，平台外壳要经受海水的化学腐蚀和海生物的腐蚀，船体要承受较大的风浪冲击和交变负荷。因此用户对高寒地区石油钻井平台用H型钢的要求越来越严格。首先要求有良好的低温冲击韧性，另外还要有较高的强度和良好的焊接性能等。莱钢股份炼钢厂开发生产的Q345EL大H型钢主要用于高寒地区石油钻井平台建设，要求具有-50℃低温冲击性能大于27 Akv/J。

本文主要介绍了Q345EL大型H型钢的生产冶炼以及轧制工艺。

2 工艺流程

铁水预处理复吹转炉LF精炼1#异型坯连铸机（全程保护浇注）铸坯加热除鳞开坯连轧热锯分段冷床矫直冷锯定尺打捆、包装、码垛

3技术要求

3.1性能要求：

性能要求应符合表2规定

3.2 钢材取样与制样

钢材的性能试样从冷床上截取，当钢材移动超过冷床宽度的1/2以后，用火焰切割的方试割取。试样的原始长度450～500mm，在加工冲击试样时，应充分消除热影响区对试样性能值的影响。

4 冶炼工艺

入炉原料必须满足转炉工艺技术要求，铁水含硫量≤0.010%；严格装入量，误差小于±0.5吨。终渣碱度控制在2.8～3.2范围内。底吹模试采用自动E模试。采用高拉一次补吹法，渣料必须于终点前3分钟加完，全程渣子化好、化透，终点压枪时间≮1分钟。采用Si-Mn、中锰、铌铁、镍板进行合金化，铌按内控中上限控制。采用硅钙钡脱氧，硅钙钡2kg/t；若出现钢水过氧化时，炉长视情况可补加硅钙钡。当钢水出至1/4时开始均匀加入，钢水出至3/4时加完，合金对准钢流冲击区加入。加入顺序：脱氧剂中碳MnFeSiMn铌铁镍板脱氧剂。出钢前或在出钢过程中加入合成渣600Kg/炉钢.，严格执行挡渣操作，挡渣棒在放钢3/5～4/5加入。出钢时间不小于3分钟。全程底吹氩搅拌，前期可根据情况适当调高氩气压力，出站前采用小压力软吹，保证夹杂物上浮，保证精炼软吹氩大于15分钟。根据炉渣的粘度、颜色及泡沫化程度，用硅钙钡、碳化硅、碳化钙调整炉渣，出站前顶渣应达到白渣或黄白渣。浇注过程实行全过程保护浇注。使用改进后大包水口，加密封圈。中间包采用碱性覆盖剂，液面要覆盖良好。结晶器采用非正弦振动。拉速按0.8～1.0m/min进行控制。

5 轧制工艺

5.1 加热

连铸坯入炉前对坯料进行严格检查，对坯料的钢号、批号、尺寸、支数、长度、重量进行确认。前三支钢坯入炉后空三个步距，其余钢坯按照正常间距控制。5.2.轧制

轧制顺行后逐步降低加热炉加热温度。高压水除鳞喷嘴工作压力不低于180bar，清理干净炉生氧化铁皮。粗轧每道次最大负荷不超过320bar，均匀分布各道次负荷。精轧轧制道次增加两道次，末道次UR、ED轧机空过， UF轧机进行小压下量轧制，根据出UF轧件的弯曲情况，分配压下量，控制立辊负荷不超过3000KN。倒数第二道次为空过道次。机后水冷线开启。矫直温度低于100℃，矫直过程中出现的各类弯曲轧件，进行压力矫直机的重矫并及时跟队。

5.3 性能检测与分析

由表4可知，产品屈服强度为370 MPa，高于345 MPa的最小值。且抗拉强度580MPa，符合国家标准。将试样采用金相显微镜观察组织形貌。

（a） （b）

Fig.1 Microstructure of Q390E after rolling

图显示，试样组织为铁素体与珠光体混合物，同时伴有少量贝氏体组织。晶粒度7.5级，带状组织3级左右。由图可知，由于轧制采用大压下量，随着压下量增大，晶粒度晶粒度有所增加，晶粒明显变细。这主要是由于产品经过5道次轧制后，压下量增大，材料内部形核点明显增多。钢材晶粒细化后，有助于提高强度。

3 结论

本文主要介绍了Q345EL大型H型钢的生产冶炼以及轧制工艺。对生产的产品利用金相显微镜对其组织进行了分析。对生产中强度不合格的海洋石油钻机井架用热轧H型钢进行了原因分析。分析发现试样组织为铁素体与珠光体混合物，同时伴有少量贝氏体组织。产品性能满足标准要求，生产工艺稳定。

参考文献

1 郭 娟，吴迪. H型钢轧后控制冷却的研究与应用[J]，钢铁研究学报，2007，（5）： 40-43

2 程 鼎. 高强度H型钢的研究与开发[J]，中国冶金，2008（4）：39-41

作者简介：管丙雨，山东省莱芜市钢城区山东钢铁莱芜分公司型钢厂工程师，主通讯地址：山东省莱芜市钢城区山东钢铁莱芜分公司型钢厂，邮编： 271104