20g(Ti)鍋爐板具有優(yōu)良的機(jī)械工藝性能及良好的焊接性能，已成為鍋爐制造業(yè)需求量最多的鋼材品種，被廣泛地應(yīng)用于中低壓鍋爐及輔助產(chǎn)品的制造。近年來，隨著我國造船行業(yè)的迅速發(fā)展，造船規(guī)模的擴(kuò)大，船用鍋爐的用量也呈大幅度增長的趨勢，從而進(jìn)一步擴(kuò)大了鍋爐用鋼板的用量。我國每年鍋爐板的用量在50萬t左右，山東省鍋爐生產(chǎn)行業(yè)的用量調(diào)查情況表明，用量每年都在5萬t左右，并呈增長趨勢，因此市場前景良好。
1、20g(Ti)生產(chǎn)工藝路線
20g(Ti)鍋爐板是一種綜合力學(xué)性能要求較高，鋼質(zhì)較為純凈、熔煉成分的構(gòu)成及微合金化元素對(duì)各性能影響較為敏感的鋼種。因此20g(Ti)生產(chǎn)工藝關(guān)鍵在于優(yōu)化熔煉成分，降低鋼中的夾雜物總量，選用合適的微合金化元素，采用控制軋制，提高板面質(zhì)量，穩(wěn)定時(shí)效沖擊等技術(shù)的應(yīng)用。
20g的技術(shù)路線為：優(yōu)質(zhì)鐵水一凈化處理一成分優(yōu)化與鋼質(zhì)凈化的冶煉一鋼水的微合金化與精煉一保護(hù)澆注一優(yōu)質(zhì)板坯一控制加熱一控溫軋制一板型和板厚控制一控制冷卻一產(chǎn)品。2 20g(Ti)鍋爐板冶煉
2.1冶煉及精煉工藝
濟(jì)南鋼鐵集團(tuán)總公司（簡稱濟(jì)鋼）20g的開發(fā)十幾年前就進(jìn)行過，但限于當(dāng)時(shí)的工藝設(shè)備裝備水平，鋼板性能不穩(wěn)定，常有冷彎及時(shí)效性能不合的問題出現(xiàn)。現(xiàn)在著重針對(duì)冷彎及時(shí)效性能改善、低溫沖擊韌性保證方面采取以下措施：(1)調(diào)整內(nèi)控成分，提高錳含量下限到0. 65%。(2)采用喂線、調(diào)溫、吹氬“三位一體”的精煉操作。(3)嚴(yán)格控制澆注溫度。(4)微合金化元素Ti的含量由0.003%提高到0.008%以上。(5)采用全程保護(hù)澆注工藝，減少N的吸收，富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃料木屑顆粒機(jī)壓制的木屑生物質(zhì)顆粒燃料。
2.2提高鋼水純凈度
在現(xiàn)有條件下，提高鋼水純凈度，有兩個(gè)關(guān)鍵的地方，首先是爐前冶煉操作的強(qiáng)化控制，即采用優(yōu)化設(shè)計(jì)的氧槍噴頭及音頻控制造渣技術(shù)，加上煉鋼工的經(jīng)驗(yàn)輔助，在確保脫S、P的前提下，盡可能減少鋼中含氧量；出鋼過程采用擋渣球十擋渣帽雙擋渣工藝，減少轉(zhuǎn)爐渣進(jìn)入鋼包，同時(shí)加入具有脫S作用的鋼包覆蓋劑和鋼水凈化劑。另外，在爐后精煉工序采用底吹氬強(qiáng)制攪拌措施與喂線工藝結(jié)合確保鋼水中的夾雜物上浮，加強(qiáng)鋼包中渣鋼界面的反應(yīng)，進(jìn)一步脫除S、P，降低鋼中氧含量并改善夾雜物的形態(tài)，提高鋼水純凈度。
2.3調(diào)整鋼的內(nèi)控成分
根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，在冶煉20g(Ti)鋼時(shí)，制定了內(nèi)控成分，首先碳在不變(0.12%～0.20%)的情況下，提高了錳的下限成分，由此使鋼的強(qiáng)度等性能指標(biāo)在充分保證的前提下，韌性有所提高，同時(shí)由于純凈度提高，使冷彎性能大大改善，也使鋼板的焊接性能得到保證。通過增加Ti含量，改變了N在鋼中的形態(tài)，形成了TiN化合物，提高了鋼的時(shí)效性。20g(Ti)鋼的冶煉內(nèi)控成分見表1。
2.4鋼包烘烤
采用鋼包在線烘烤措施，確保紅包出鋼，實(shí)現(xiàn)較低出鋼溫度，減少過程溫降。由此控制鋼中氧含量與夾雜物總量，使其保持較低水平。目前控制出鋼溫度為1640～1660℃，精煉后的溫度控制在1580～1600℃。
2.5終點(diǎn)碳含量的確定
鋼液中[N]含量與終點(diǎn)含碳量有密切關(guān)系，碳含量低于0. 08%時(shí)，鋼中含量急劇增加，即使加入Ti也難以保其上浮，而終點(diǎn)碳高于0.10%后，[N]含量也隨之增長。綜合考慮終點(diǎn)碳對(duì)合金回收率、消耗等的影響確定將終點(diǎn)碳控制在0.08%～0.14%之間。
2.6保護(hù)渣的選用
采用新研制的保護(hù)渣，這種渣具有較強(qiáng)的溫度
適應(yīng)范圍，吸附夾雜性能好，物化性能穩(wěn)定。
2.7保護(hù)澆鑄
采用大包長水口十氬氣密閉式保護(hù)澆鑄及結(jié)晶器侵入式水口十保護(hù)渣保護(hù)澆鑄法，防止鋼水二次氧化、防止過程中吸收。中間包采用耐腐蝕性強(qiáng)、壽命長的Mg0質(zhì)涂料涂抹內(nèi)襯，減少澆鑄過程中耐材侵蝕物對(duì)鋼水的二次污染。
2.8試制效果
以上措施確保了試制工作的全面成功，鋼的成分穩(wěn)定，純凈度有明顯的提高，鑄坯表面無缺陷，內(nèi)在質(zhì)量好。軋制后各項(xiàng)性能均達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)。
3、20g(Ti)板的軋制工藝
3.1坯料與成品的合理匹配
在軋制工藝的制定和技術(shù)措施上，充分結(jié)合煉鋼廠鑄機(jī)臺(tái)數(shù)多，坯料規(guī)格多，可靈活進(jìn)行組坯軋制的特點(diǎn)，在滿足壓縮比的條件下，實(shí)現(xiàn)了軋制道次的優(yōu)化，減少了控軋時(shí)間對(duì)產(chǎn)量影響的不利條件，合理的制定了既能確保鋼板性能要求，又不影響軋機(jī)能力發(fā)揮的坯料配置。主要成品尺寸與坯料尺寸的對(duì)照見表2。
3.2溫度制度的制定
在制定本鋼種的溫度制度時(shí)，根據(jù)三、四輥軋機(jī)的能力、軋制的成品尺寸、軋制節(jié)奏、溫降等情況和控軋控冷對(duì)開終軋溫度的要求，確定了溫度制度如表3所示。在進(jìn)行軋制溫度的控制時(shí)，根據(jù)來料厚度規(guī)格、化學(xué)成分、成品尺寸等具體情況采取了多種溫度的控制。如在軋制過程中，軋制鋼板厚度16～20mm規(guī)格、碳當(dāng)量在0.23%～0.35%時(shí)，溫度控制在中下限。
3.3壓下規(guī)程制度的制定
從濟(jì)鋼低合金和專用板軋制近年來的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)來看，23%～27%的道次壓下率，對(duì)改善鋼板的機(jī)械性能是最佳的。道次壓下率在13%～25%時(shí)，如果奧氏體轉(zhuǎn)變溫度及終軋溫度控制適當(dāng)，也能得到滿意的組織和韌性。由于20g的錳含量較高，在不同溫度區(qū)間內(nèi)軋制時(shí)，變形抗力的變化是比較明顯的。因此，在高溫粗軋和低溫精軋時(shí)的壓下量差別較大，原則上以性能要求和板型控制要求為主，并參照上述要求的壓下率，進(jìn)行壓下規(guī)程的確定。
3.4蘭輥壓下規(guī)程的制定
在軋制中，將三輥軋機(jī)的累計(jì)變形率控制在70%～75%，充分利用高溫階段進(jìn)行大的累計(jì)變形，這樣使原始晶粒得到充分破碎，并使中間坯可以達(dá)到使四輥軋機(jī)有40%～50%的壓下率的厚度要求（中間坯厚度控制為成品厚度的2～3倍），較好地發(fā)揮了三輥軋機(jī)的能力。由于三輥軋機(jī)實(shí)現(xiàn)控軋要求時(shí)，能力不足，要滿足控軋時(shí)的大壓下量，有一定的困難。為此，根據(jù)來料的規(guī)格和中間坯厚度要求，采取了縱一角一橫軋方式的合理運(yùn)用，并利用了三輥軋機(jī)溫度較高的有利條件，這樣不僅滿足了板型的控制，而且避免了在壓下量增加的同時(shí)，軋制能力和軋制力矩的大幅度的上升。
3.5四輥壓下規(guī)程的制定
在四輥軋機(jī)軋制時(shí)，繼續(xù)在大于900℃的溫度階段時(shí)采用23%～27%較大壓下率，以進(jìn)一步細(xì)化晶粒，降低恢復(fù)再結(jié)晶的速度。在接近850℃的溫度精軋階段，采用15%～20%的壓下率，終軋道次壓下率控制在12%左右。這樣不僅滿足了細(xì)化晶粒的最小變形要求，保證了晶粒細(xì)化，而且充分發(fā)揮了鋼的微合金化作用，并較好地滿足了板型控制要求。
4、控軋對(duì)鋼板性能的改善
三輥、四輥軋機(jī)壓下規(guī)程的合理制定與溫度的合理制定使20g板在現(xiàn)有軋機(jī)能力的條件下，較好地滿足了控軋要求。即三輥軋機(jī)軋制溫度在高溫奧氏體再結(jié)晶區(qū)，四輥軋機(jī)軋制溫度在低溫奧氏體區(qū)（再結(jié)晶區(qū)），從而使鋼板的組織結(jié)構(gòu)得到明顯的改善，晶粒得到充分的細(xì)化，從圖1中的金相組織和晶粒度的對(duì)比照片中可以清楚地看到這一點(diǎn)。20℃V型沖擊值抽驗(yàn)的性能合格率也達(dá)到了98.78%，Ak平均值達(dá)到68. 53J，有效地提高了鋼板的沖擊性能。其他性能合格率也得到了提高。與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定指標(biāo)對(duì)比見表4。
5、結(jié)束語
對(duì)1998～1999年間的情況進(jìn)行分析和總結(jié)，在這期間共生產(chǎn)鋼板16249t，經(jīng)質(zhì)量檢測，產(chǎn)品質(zhì)量完全符合GB713 -1997標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，其主要性能技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國內(nèi)先進(jìn)水平，并得到了用戶好評(píng)。
