随着社会的高速发展,市场对钢铁产品质量及使用性能的要求不断提高,钢铁行业的竞争日趋激烈,在保证按时供货的基础上,稳定的产品质量是提高市场竞争力的有效途径。文章介绍了包钢股份为提高产品的市场竞争力,解决产品质量不稳定、成本高等问题,开展以用户为中心的专业化质量管理新模式、以合同为中心的专业化钢轧管理新模式的质量管理改革与探索,在提高产品质量稳定性的同时提高生产效率,创造了良好的经济效益。

传统冲压零件质量优化过程中,主要通过模具调整进行优化,时间成本与质量成本均较高,包钢随着专业化质量管理中制造商先期介入(EVI)工作的开展,逐步将计算机辅助工程(CAE)分析技术应用于模拟汽车零部件冲压中。文章以DX53D+Z产品为例,通过正确选择典型代表性能、屈服准则等特征参数,成功开发包钢自有材料卡,并借助Autoform软件中产品成形性能分析,完成对材料卡可信度的研究。经验证包钢自有材料卡可信度较高,仿真材料数据库可为EVI服务提供数据支持。

针对亚包晶钢Q420NQR1连铸坯及轧材的表面纵裂纹缺陷分析了纵裂纹成因并提出了控制措施。结果表明,轧材的纵裂纹缺陷源于铸坯表面纵裂纹,铸坯表面纵裂纹绝大部分位于异型坯远离水口位置的腹板。通过物理模拟对结晶器内部流场进行研究,发现结晶器内腹板位置存在单循环流,这直接导致远离水口位置的保护渣液渣层较薄,在该位置下难以实现有效控热。通过适当增加水口插入深度可以降低钢液表面流速并促进液渣均匀分布;同时结合保护渣非均匀布料方式可有效改善铸坯及轧材质量,铸坯及轧材纵裂纹率分别降低30%和34%。

纵裂缺陷是薄板厂CSP生产线生产Q235B钢带的主要缺陷。通过对热轧钢带纵裂缺陷的产生原因进行分析,结合CSP生产线实际情况,对产生纵裂的工艺控制点进行相关性分析,总结归纳出恢复相关设备精度、合理使用保护渣、提高结晶器进出水温差等措施,有效的降低了Q235B钢带纵裂缺陷率,提高了热轧钢带的合格率。

针对25CrMo44合金钢表面磷化膜不连续、附着力差这一问题,通过分析磷化前酸洗工艺对磷化膜质量和磷化时间的影响,在不改变工艺路线的前提下,研究最佳酸洗工艺参数。经研究,酸洗最佳工艺参数为酸洗液浓度为90~110点、酸洗温度为40~60 ℃、酸洗时间为10~16 min,该条件下生成的磷化膜致密均匀,膜层连续,附着力合格。

为解决氢能规模化、低成本、长距离运输“卡脖子”难题,设计研发出X52M掺氢管道用热轧钢带,并实现工程应用。X52M掺氢管道用钢采用低C、低Mn加Nb、Ti合金化设计,极低P、S含量控制,采用高洁净度冶炼以及合理的控轧控冷工艺,钢带综合性能优良,且具有良好的低温韧性和抗氢脆性能。钢带尺寸精度高,表面质量好,制管后管体和焊缝的性能均符合要求,满足钢管使用要求。应用于西部天然气包头—临河输气管道,实现国内首条掺氢螺旋埋弧焊管管道工程应用。

文章介绍了BNS、X60QS和X65QS钢级耐酸性腐蚀管线管的成分设计和工业试制过程,研究了正火工艺和调质工艺对热轧之后钢管的金相组织及机械性能的影响,分析了产品的耐酸性腐蚀性能。试制结果表明,采用正火工艺生产的BNS钢级管线管的机械性能和耐酸性腐蚀性能完全满足API Spec 5L规范要求,采用调质工艺生产的X60QS钢级和X65QS钢级管线管的机械性能和耐酸性腐蚀性能完全满足API Spec 5L规范要求。

热机械控轧控冷(TMCP)技术一直在无缝钢管领域应用困难,结合无缝钢管工艺流程开发轧后控制冷却设备,通过工业实践采用轧后在线快冷生产X52N无缝管线钢管,同时对其理化性能、组织进行了研究。实践表明,采用C-Mn钢生产无需加入成本高昂的合金元素,通过轧后在线快冷调控材料的微观组织,保证材料的各项力学性能满足标准要求,无需后续离线热处理,满足长距输送管线钢管X52N的理化性能要求,实现低成本、短流程、经济性生产。

内蒙古包钢特种钢管有限公司围绕集团公司“突围打样提升产品质量”的要求,通过创新工艺设计,设计开发小口径锅炉管,并提高锅炉管的质量指标。机组原设计使用Φ150 mm连铸坯料轧制外径范围为51~114.3 mm、壁厚范围为3.5~12 mm的无缝钢管。锅炉管行业对于外径38~48 mm、壁厚3.5~8 mm的小口径锅炉管有较大的需求量。研究开发连轧机组大减径率技术,利用Φ150 mm连铸坯料生产外径范围为38~48 mm的无缝钢管,实现使用同一直径坯料生产两组外径范围无缝钢管,钢管的壁厚精度为-7.14%~9.14%。轧制材质为25MnG、15CrMoG和12Cr1MoVG小口径锅炉管时,在钢管的内表面出现了“内直道”缺陷,外表面出现了“青线”缺陷和“皮下裂纹”缺陷,结合变形工艺和材质特性分析了这些缺陷产生的原因,制定解决措施,产品超声探伤合格率由86.82%提高到91.32%。制定了材质为15CrMoG和12Cr1MoVG小口径锅炉管热处理制度,在该工艺制度下,产品的机械性能稳定,能够满足GB/T 5310—2017标准要求。

文章简述了稀土轨研发生产历程,对不同时期稀土轨研究做了简要总结。重点针对TB/T 2344.1—2020标准中U76CrREH钢轨技术规定及工业生产进行了介绍。U76CrREH是包钢自主设计和研发生产、我国铁路最高强度等级的钢轨。主要利用稀土净化钢水和细化显微组织,实现提高钢轨服役疲劳寿命的作用。工业生产从成分进行窄范围要求,采取低H、低O等控制技术,保证了钢轨内部冶金质量;通过采用轧制、在线热处理冷却技术,U76CrREH钢轨抗拉强度不低于1 280 MPa,踏面硬度(HB)不小于370,微观组织为珠光体,表面质量达到标准技术要求。钢轨在某局管内小半径曲线进行应用,服役三个多月,累计通过总重达到30 Mt,钢轨表面状态、磨耗等正常,侧磨为0~0.13 mm。

针对唐包重载铁路曲线段U75V热处理钢轨发生的滚动接触疲劳损伤,开展了不同半径曲线的现场观测和相关信息搜集,通过统计和对比分析,得到了钢轨滚动接触疲劳的重要特征,并建立了集成重载列车动力学和损伤函数模型的钢轨滚动接触疲劳萌生模型,预测了轴重、速度和黏着系数对钢轨滚动接触疲劳的影响。发现上行重载线钢轨滚动接触疲劳随曲线半径的增大而减轻,R600和R800曲线上存在严重剥离,R1000曲线上剥离基本消失,而R1600曲线上仅存在轻微裂纹,相同半径曲线上行重载线的钢轨损伤程度明显比下行空载线严重。上行线R600的入过渡曲线段上,内轨在超高55 mm时开始出现比较明显的剥离,而对应外轨仅存在零星的小尺寸剥离。数值仿真结果能很好地解释现场观测现象,为进一步治理提供了关键研究工具。结合前期研究成果,可确定曲线半径、轴重、磨耗后廓形等是造成唐包线钢轨滚动接触疲劳的主要影响因素。

文章主要介绍了包钢轨梁厂为满足市场需求,研制开发公路桥梁伸缩缝用异型钢(π型钢)。为提高公路桥梁伸缩缝装置的安全性,自主设计了牌号BG355BRE稀土钢,以提高钢材强韧性指标。针对π型钢断面复杂,轧制过程中变形不均匀严重的情况,设计了专用的孔型系统。在生产过程中,通过对孔型的优化设计和合理分配各道次压下量,有效解决了不对称断面轧制弯曲问题。成品各项力学性能均满足技术协议要求,外形尺寸及表面质量满足用户使用要求,实现了批量供货。

为满足碳当量及低温韧性的要求,根据Nb元素在钢中的作用,设计了钢结构用低温Q355C热轧H型钢的化学成分并制定合理的工艺路线,依据工业生产数据分析了试验钢的力学性能。试验结果表明,通过添加Nb元素,试验钢的屈服强度在355~465 MPa,抗拉强度稳定在525~620 MPa,断后伸长率稳定在22%以上,0 ℃低温冲击功稳定在60~160 J,最终获得以铁素体和珠光体为主的钢结构用低温Q355C热轧H型钢,产品各项性能均满足标准要求。

文章针对包钢轨梁厂1号线H型钢万能孔型轧制过程,系统阐述了万能孔型轧制H型钢时产生的产品缺陷,着重于H型钢钢质缺陷与轧制缺陷两方面展开论述分析。钢质缺陷包括产品的夹杂、结疤及裂纹,轧制缺陷包括产品的尺寸超差、刮伤、弯曲等,根据不同的缺陷类型提出处理方法及优化措施。通过采取合理控制压下量、优化导卫、控制轧制速度等措施及控制过程的优化,减少了因H型钢质量不合格造成的废品数量,提高了H型钢的一次合格率与成材率,增加了经济效益。

工业纯铁属于低碳钢,具有质地柔软、韧性大、延展性好等特点。以工业纯铁为原料轧制电极扁钢时易出现裂纹、弯曲以及外形缺陷。通过改进加热制度、优化孔型、改进轧制方式等措施,使电极扁钢尺寸精度及裂纹等产品缺陷得到有效控制,实现了工业纯铁产品稳定生产。

用户在拉拔使用SWRH82B硬线盘条的过程中,出现拉拔断裂现象。对SWRH82B硬线盘条的化学成分、气体含量、母材热酸低倍以及拉拔断裂试样进行了检验,并用金相显微镜和扫描电镜对拉拔断裂试样进行微观分析。分析结果表明,由于存在网状铁素体异常组织,及芯部有铁素体条带组织,在拉拔过程中,异常网状铁素体组织和铁素体条带组织共同作用,导致SWRH82B在拉拔过程中出现抽芯断。

BGER60Ti-1焊丝钢在生产焊丝过程中出现拉拔断裂,通过对断裂试样进行金相组织分析,发现淡黄色硬质块相是造成焊丝拉拔断裂的直接原因。根据该组织的形成机理得出,淡黄色硬质块相为贝氏体与马氏体的混合组织。文章从轧后控冷角度进行研究,提出延长盘条出保温罩时间、增加保温罩的保温能力等措施,改进后的基体组织未出现硬质块相,解决了BGER60Ti-1焊丝钢断丝问题。

文章介绍了长材厂1^#线蓄热式加热炉工作原理和技术参数,分析了蓄热式加热炉与普通加热炉热收入和热支出的特点,计算得出热平衡表及热效率,分析了影响各项热收入和热支出的因素。提出了提高钢坯热装热送温度及热装率、降低坯料的出炉温度、使用最优的空燃比、合理设置换向周期、强化炉内换热效果、提高蓄热体的换热效率、严格控制蓄热式加热炉的炉压等措施,对蓄热式加热炉的节能降耗工作具有指导意义。

辉光放电光谱法可同时完成镀锌板基体化学成分分析和镀层厚度、镀层重量的检测。通过对不同电极尺寸、吹扫条件、测定压力及测定功率下的结果进行比对分析,选择出了最佳测定条件,确定了各分析元素的测定下限;通过分析方法间比对,精密度、准确度试验,建立了测定镀锌板基体成分、镀层厚度、镀层重量的分析方法。

文章立足现有设备状态,利用软件对定径机和其对应热工具定径机架的尺寸参数进行优化设计,计算出定径机架的极限加工尺寸,采用数模仿真技术对极限尺寸内涵盖的轧制规格进行孔型设计和轧制参数优化理论分析。通过对比相同规格轧制张力减径机的相关参数设计,综合分析设备主机状态及生产效率,得出了定径机替代张力减径机轧制的极限规格,为推进定径机替代张力减径机轧制,提供可靠的理论支持。