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摘要：本文主要研究高強(qiáng)鋼板調(diào)質(zhì)熱處理工藝的優(yōu)化。在保證高強(qiáng)鋼板出爐后性能的前提下，主要通過縮短在爐時間，提高調(diào)質(zhì)線效率，節(jié)約能源。實驗結(jié)果表明，厚度≤20mm的高強(qiáng)鋼板，在試驗期間，性能滿足高強(qiáng)鋼板內(nèi)控要求。新工藝平衡淬火爐與回火爐節(jié)奏，縮短淬火爐在爐時間，提高調(diào)質(zhì)線效率，降低煤耗，節(jié)約成本噸鋼約6元。

關(guān)鍵詞：高強(qiáng)鋼；調(diào)質(zhì)；在爐時間；工藝優(yōu)化

隨著全球能源的緊缺，節(jié)能降耗是鋼鐵企業(yè)日程項目之一。本文在保證調(diào)質(zhì)后鋼板的性能前提下，主要研究高強(qiáng)鋼板在淬火爐中加熱與保溫時間的控制，來調(diào)節(jié)淬火爐與回火爐的進(jìn)鋼速度。通過提高淬火爐與回火爐有效作業(yè)率，縮短在爐時間，提高產(chǎn)量，節(jié)能降耗。

一、試驗材料

本實驗為高強(qiáng)690系列鋼板，本次實驗使用一塊訂貨厚度16mm的大板A共4塊子板做試驗。鋼板性能全部合格后，小批量試生產(chǎn)，性能合格率達(dá)99%后批量生產(chǎn)。

二、試驗方案分析及結(jié)果對比

(一)試驗方案分析本實驗主要針對≤20mm厚高強(qiáng)薄板進(jìn)行工藝改進(jìn)。例如：對厚為16mm的鋼板，經(jīng)計算淬火時間為48min，回火時間為36.8min。淬火時間長于回火時間，連續(xù)生產(chǎn)薄板時導(dǎo)致淬火爐出鋼板速度跟不上回火爐進(jìn)鋼板速度，影響了生產(chǎn)效率。為了提高生產(chǎn)效率，降低淬火爐能耗，通過縮短高強(qiáng)薄板淬火爐在爐時間試驗，優(yōu)化高強(qiáng)鋼板調(diào)質(zhì)工藝，并驗證出爐后鋼板的性能，確定新工藝。

(二)試驗結(jié)果對比高強(qiáng)板合同要求屈服強(qiáng)度≥700MPa，抗拉強(qiáng)度780-940MPa，延伸率≥16%，沖擊單個≥33J，平均≥47J。試驗鋼板性能皆滿足合同要求，且與原工藝對比鋼板相比，性能變化不大。

三、高強(qiáng)鋼板淬火工藝優(yōu)化

(一)新工藝批量生產(chǎn)到2017年2月底，鋼已經(jīng)進(jìn)爐124塊子板，27塊代表板，性能全部合格。1、小批量試驗高強(qiáng)690鋼板性能結(jié)果為防止出現(xiàn)大批量性能不合現(xiàn)象，按照新工藝小批量試驗三批，性能如表1所示：由上表可得出，小批量試驗高強(qiáng)板屈服強(qiáng)度富余量150MPa左右，抗拉強(qiáng)度下限富余量100MPa左右，上限富余量60MPa左右，性能穩(wěn)定，皆滿足合同要求。2、批量試驗高強(qiáng)690鋼板性能結(jié)果鑒于再次試驗性能無異常，再次批量按照新工藝進(jìn)爐，性能情況如下圖1所示：(1)此批次采用的兩個內(nèi)部鋼種AAA和AAB的拉伸性能都滿足要求，比較穩(wěn)定，并且強(qiáng)度性能均位于中線偏上，有進(jìn)一步優(yōu)化空間。(2)雖然內(nèi)部鋼種為AAA的高強(qiáng)鋼板沖擊功較內(nèi)部鋼種為AAB沖擊功低，但是仍然都在100J以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足沖擊功單個≥33J、平均≥47J的標(biāo)準(zhǔn)要求?？傊?，優(yōu)化調(diào)質(zhì)淬火在爐時間后，高強(qiáng)鋼板的各項性能都滿足工藝與生產(chǎn)要求。

(二)金相組織圖工程上凡是承受沖擊并要求優(yōu)良綜合力學(xué)性能的工件等產(chǎn)品，一般都要進(jìn)行淬火加高溫回火處理。以得到具有優(yōu)良綜合力學(xué)性能的回火索氏體組織。本試驗高強(qiáng)鋼板的金相組織絕大部分為回火索氏體（如圖2所示）。滿足高強(qiáng)板的組織性能要求。

(三)高強(qiáng)鋼板工藝的優(yōu)化內(nèi)部鋼種為AAA的高強(qiáng)鋼板由原來6mm≤H≤12mm，細(xì)化為兩段，淬火時間未按板厚的倍數(shù)給出，均給了一個定值，根據(jù)實際情況可延時一定時間。內(nèi)部鋼種為AAB的高強(qiáng)鋼板由原來12mm＜H＜25mm，細(xì)化為兩段，20mm以下規(guī)格淬火時間未按板厚的倍數(shù)給出，固定在爐時間。20mm以上按板厚的倍數(shù)給出。均根據(jù)實際情況可延時一定時間。總體淬火爐在爐時間縮短5-15分鐘。

四、工藝優(yōu)化對能耗及成本的影響

本數(shù)據(jù)未考慮煤氣管網(wǎng)分?jǐn)偼庠谟绊懸蛩?，單純以熱處理區(qū)域當(dāng)班實際煤氣消耗、實際鋼板生產(chǎn)噸數(shù)及當(dāng)班能源網(wǎng)公布熱值為依據(jù)進(jìn)行計算。其計算方法如下：G=(A•B)/T（1）其中：A—煤氣消耗量/km³；B—煤氣熱值/GJ/km³；T—當(dāng)班產(chǎn)量/t；G—噸鋼煤耗GJ/t；選取2017年1月~6月20日前舊工藝生產(chǎn)高強(qiáng)鋼板與2017年7月至今使用優(yōu)化工藝批量生產(chǎn)厚度20mm以下高強(qiáng)鋼板噸鋼煤耗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。1）工藝優(yōu)化前高強(qiáng)鋼噸鋼煤耗最低值為1.819GJ/t；2017年7月開始使用優(yōu)化工藝后，噸鋼煤耗明顯降低，最高值為1.798GJ/t。2）中2017年12月2日白班由于熱值波動，造成淬火爐不好燒，采用舊工藝進(jìn)行燒鋼。優(yōu)化工藝與原工藝噸鋼煤耗差距。若煤氣以0.3元/m³結(jié)算，以2017年12月2日及它后面一組煤氣消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，[0.3元/m³×（12665-11023）m³]/80t=6元/t。優(yōu)化工藝噸鋼成本降低約6元/t。

五、結(jié)語

（1）高強(qiáng)鋼板縮短在爐時間，平衡連續(xù)生產(chǎn)薄板時因淬火時間長回火時間短而導(dǎo)致淬火爐出鋼板速度跟不上回火爐進(jìn)鋼板速度的問題，新工藝加快調(diào)質(zhì)線生產(chǎn)節(jié)奏，提高了爐子生產(chǎn)效率；（2）新工藝投入運行10個月以來，調(diào)質(zhì)高強(qiáng)鋼板未出現(xiàn)因淬火爐在爐時間短而產(chǎn)生的鋼板性能不合；（3）高強(qiáng)鋼板工藝優(yōu)化后噸鋼煤耗明顯降低，工藝優(yōu)化前后，噸鋼成本降低約6元/t。

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作者：張凡兵 宋美微 單位：華菱湘鋼寬厚板廠