一种热轧q235a、q235b、ss400集约柔性化生产方法
阅读说明：本技术 一种热轧q235a、q235b、ss400集约柔性化生产方法 (Intensive flexible production method for hot rolling Q235A, Q235B and SS400 ) 是由 郭靖 于 2020-11-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种热轧Q235A、Q235B、SS400集约柔性化生产方法,以适应当前客户需求的多样性,首先从钢铁产品标准着手,考虑具有相同或相近力学性能钢铁牌号的归并,利用钢铁材料的细晶化、复相化等强化机理,通过对轧制与冷却工艺的调整实现具有减量化成分坯料的柔性化升降级轧制,充分发挥钢铁材料性能的内在潜力,实现“一钢多能”的集约化生产目的,为实际生产组织、节能降本取到了良好的应用效果。(The invention discloses an intensive flexible production method of hot rolling Q235A, Q235B and SS400, which is used for adapting to the diversity of current customer requirements, and is based on the standard of steel products, considers the mergence of steel grades with the same or similar mechanical properties, utilizes the strengthening mechanisms of grain refining, multiphase and the like of steel materials, realizes flexible up-down rolling of blanks with reduced components by adjusting rolling and cooling processes, fully exerts the internal potential of the performance of the steel materials, realizes the intensive production purpose of one-steel multiple energy, and obtains good application effects for actual production organization, energy saving and cost reduction.)
技术领域
本发明涉及钢铁冶金、轧钢工艺技术领域领域，尤其涉及一种热轧Q235A、Q235B、SS400集约柔性化生产方法。
背景技术
因受到传统观念、行业习惯及标准的限制，力学性能的调整主要是通过其成分的改变来实现，导致性能相近的材料采用不同的化学成分，钢种种类繁多；一方面对炼钢组织生产不利，加大了人力资源的消耗；另一方面未能充分利用钢铁材料的细晶化、复相化等强化机理，未能充分发挥钢铁材料性能的内在潜力。为了适应当前客户需求的多样性，首先从钢铁产品标准着手，考虑具有相同或相近力学性能钢铁牌号的归并，通过对轧制与冷却工艺的调整实现具有减量化成分坯料的柔性化升降级轧制，实现“一钢多能”的集约化生产目的，具有重要的理论与实际意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种热轧Q235A、Q235B、SS400集约柔性化生产方法，根据稀土钢板材厂ERP系统的设计理念，充分发挥钢种GA、GK、GE成分管控的优势，成功实现了Q235A、Q235B、SS400的有效融合，归并后三个钢种采用一种成份设计，通过运用TMCP(热机械控制)技术，即轧制与冷却工艺的调整，实现了Q235A、Q235B、SS400的柔性化轧制，从实验的角度验证了集约化生产技术的可行性，很大程度上简化了冶炼的难度，有效控制了炼钢成分的波动性。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种热轧Q235A、Q235B、SS400集约柔性化生产方法，包括如下步骤：
S1、成分设计
S1.1、对厂内前期Q235A、Q235B、SS400三者的生产数据进行收集，并利用过程能力指数Cpk分析实际生产数据，说明生产中对三者成分的控制能力；
S1.2、对于三者在力学性能的控制能力通过对Cpk、平均值和合格率的计算合理调整其成分；
S1.3测算Q235A、Q235B、SS400的成分、性能实施比较接近，并结合理论支持将三者成分进行归并，其成分设计统一为如下表所示的质量百分比的成分：
S2、实施过程及工艺
将上述步骤S1.3的成分设计作为ERP系统中的GE成分控制进行连铸生产，待板坯产出后根据三者的不同的GK代码系统自动区分三个钢种，为后期分钢种轧制做准备；三者的轧制工艺分别见下表：
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明采用集约化的化学成分坯料，通过柔性轧制策略生产出不同强度级别的产品，最终实现“一钢多能”的目的。这样可以简化炼钢、连铸的操作与管理，有利于炼钢和连铸工艺的持续稳定生产，使炼钢、连铸、板坯库、加热炉之间衔接便捷、管理简化、复杂程度降低，满足企业大规模生产的要求。同时，通过优化热轧、轧后冷却及热处理相关生产工艺来生产出不同性能水平的产品来满足用户的不同使用要求，最大程度地发挥钢材产品的性能潜力，这种技术的优点是显而易见的。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为传统生产方式的流程图；
图2为本发明的集约柔性化生产的流程图。
具体实施方式
1.理论支持
根据Hall一Petch公式可知屈服强度与晶粒尺寸间的定量关系
式中:d为晶粒的平均直径，б0为其它强化方式作用项，k为钢种常数。由式(1)可知，当把晶粒尺寸由15～20μm控制到3～5μm，材料的屈服强度就能增加一倍。在研制细晶粒普碳钢时，利用Q235B的成分，已成功生产出屈服强度为400MPa的产品。
2.Q235A、Q235B、SS400归并分析
企业在实际生产时也有相对于国家的具体标准，此标准一般会在国家标准的范围内，如表1-表3所示。从下表可以看出,Q235B和SS400对应的三个出钢记号的成分具体要求虽有不同但差别很小，主要是C和Mn含量的差别。
表1 Q235A化学成分 单位：％
表2 Q235B化学成分 单位：％
表3 Q235B化学成分 单位：％
3.具体实施
3.1成分设计实施过程
对厂内前期三者生产数据进行收集，并利用过程能力指数Cpk分析实际生产数据，说明生产中对三者成分的控制能力，表4-表6即为计算结果。
表4 Q235A化学成分指标
表5 Q235B化学成分指标
表6 SS400化学成分指标
分析以上Cpk值，Q235A的C、Si、Mn的控制能力充足，S、Alt、Als的控制水平一般，而且P的控制水平较差，应该加强后四者的控制；Q235B和SS400各元素成分的控制水平均较高，控制能力充足，且合格率均很高；归并时需调整C、Si和Mn的含量时，使三者的炼钢控制能力均可以满足；由于Q235A对P和S的成分范围及目标值要求相对较高,而且其控制能力相对较弱，在不影响性能的前提下可以考虑适当放宽对它们要求，Q235B和SS400的P和Si的范围及目标值与前者有差别，但其控制能力过剩，因此在调整它们时相对容易实现。同时对于表格中Cpk值大于2.0的可以考虑降低其控制难度以节约成本。
3.2性能设计实施过程
对于三者在力学性能的控制能力通过对Cpk、平均值和合格率的计算见表7～表9；可以看出它们对屈服强度的控制能力均有过剩，而对抗拉强度和伸长率的控制相对较差，能力一般，因此考虑适当降低Q235A碳含量和提高Q235B锰含量。
表7 Q235A性能指标
表8 Q235B性能指标
表9 SS400性能指标
3.3成份设计方案确定
根据3.1、3.2的测算Q235A、Q235B、SS400的成分、性能实施比较接近，并结合理论支持可以将三者成分进行归并，统一为B01一个钢种，其成分设计见表10。
表10 B01成分设计 单位：％
3.4过程实施
将以上成分设计作为ERP系统中的GE成分控制进行连铸生产，待板坯产出后根据三者的不同的GK代码系统自动区分三个钢种，为后期分钢种轧制做准备。三者的轧制工艺见表11～表12。
表11 Q235A/Q235B轧制工艺
表12 SS400轧制工艺
三者按照以上工艺轧制后的性能见表13～表14。
表13 Q235A/Q235B力学性能指标
表14 SS400力学性能指标
对于三者在性能方面的控制能力通过对Cpk、平均值和合格率的计算如上表。可以看出它们对屈服强度、抗拉强度和伸长率的控制相对较高，能力较强。合格率完全满足生产要求。
采用集约化的化学成分坯料，通过柔性轧制策略生产出不同强度级别的产品，最终实现“一钢多能”的目的。这样可以简化炼钢、连铸的操作与管理，有利于炼钢和连铸工艺的持续稳定生产，使炼钢、连铸、板坯库、加热炉之间衔接便捷、管理简化、复杂程度降低，满足企业大规模生产的要求。同时，通过优化热轧、轧后冷却及热处理相关生产工艺来生产出不同性能水平的产品来满足用户的不同使用要求，最大程度地发挥钢材产品的性能潜力，这种技术的优点是显而易见的。
本发明根据稀土钢板材厂ERP系统的设计理念，充分发挥钢种GA、GK、GE成分管控的优势，成功实现了Q235A、Q235B、SS400的有效融合，归并后三个钢种采用一种成份设计，通过运用TMCP(热机械控制)技术，即轧制与冷却工艺的调整，实现了Q235A、Q235B、SS400的柔性化轧制，从实验的角度验证了集约化生产技术的可行性，将图1和图2对比可知柔性化轧制技术很大程度上简化了冶炼的难度，有效控制了炼钢成分的波动性
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
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