晶粒細化是同時提高鋼的強度和韌性的有效途徑，目前細化晶粒的方法主要有形變處理和化學添加２大類，形變處理方法在鋼鐵生產領域主要采用控制軋制與控制冷卻技術細化晶粒；化學添加法是通過向鋼中添加超細顆粒實現晶粒細化。
在低碳合金鋼中加入粒徑為0.5um的ZrC粒子，促進了再結晶細化奧氏體晶粒；
在Q235鋼中添加粒徑尺寸為40~~50nm的ZrO2納米粒子細化了晶粒；
在鋼中添加TiN、TiO和TiO等粒子，有夾雜物。
化學添加法在鋼鐵生產中應用不多，大多處于實驗室研究階段。
目前安陽鋼鐵集團有限公司生產同規(guī)格的Q345B、Q355NC卷板鋼時，與Q345B鋼相比Q355NC卷板鋼在煉鋼過程中需要添加V、Nb、Ti等微合金元素，且需要經過LF精煉，軋鋼過程中需要采取控軋等工藝措施，在同規(guī)格產品鋼種更替時對生產效率有較大的影響。
為優(yōu)化Q355NC卷板鋼生產工藝，提高生產效率，根據添加納米顆粒細化晶粒和非金屬夾雜物的相關研究，在不改變Q345B鋼原有效促進了針狀鐵素體形成，細化了晶粒；
在鋼中添加粒徑為120nm的AlO納米粉，煉鋼和軋鋼工藝的前提下，采用外部加入法在Q345B鋼包中添加納米TiN顆粒進行了Q355NC卷板提高了鋼的強度和常溫沖擊韌性，細化了非金屬鋼的生產工藝試驗，研究了不同納米TiN添加量：鋼包添加納米TiN顆粒優(yōu)化Q355NC卷板鋼生產工藝的試驗對Q345鋼力學性能和組織的影響。
試驗材料及設計：
TiN為金屬鍵化合物，具有典型的NaCl型結構，屬面心立方點陣，熔點為2950℃，具有高強度、高硬度、良好的導熱性以及化學穩(wěn)定性和抗氧化性等特點，可作為**相粒子加入鋼中，可以起到一定程度的異質核心和釘扎作用。
TiN納米粉體具有比表面積大、易團聚等特點，在煉鋼生產中采用噴粉的方法加入鋼水內部比較困難，需要將納米TiN顆粒與其他輔料混合進行預分散。
試驗采用某廠家生產的納米TiN顆粒預制塊(直徑10mm)，試驗用納米TiN粒徑為30~~60nm。 本次試驗鋼種為Q345B，計劃在不添加其他合金，不改變Q345B鋼軋鋼工藝的基礎上，通過添加納米TiN顆粒細化晶粒，達到提高其力學性能及沖擊韌性的目的。為研究鋼中納米TiN含量對試驗鋼性能的影響，將試驗爐次的納米TiN顆粒加入質量分數分別定為0.05%%、0.10%和0.15%。
生產過程:
1.1工藝路線:
針對安陽鋼鐵裝備及工藝現狀，制定了試驗工藝流程：鐵水預處理→混鐵爐→轉爐冶煉→吹氬→連鑄→加熱→粗軋→切頭→**軋制→冷卻→矯直→定尺鋸切。
1.2過程控制：
煉鋼生產過程中需控制鋼中S、P含量，入爐鐵水經預處理后，鐵水硫質量分數在0.020%以下，預處理后鐵水扒凈表面渣，兌入轉爐進行冶煉；轉爐采用單渣工藝冶煉，終渣堿度控制在R=2.8~~3.2，終點控制采用一次拉碳法，提高終點命中率，降低鋼中[O]含量；轉爐出鋼添加復合脫氧劑、硅錳合金進行脫氧合金化，試驗爐次在出鋼前將納米TiN顆粒預制塊添加到鋼包底部，利用鋼水沖擊促進納米TiN顆粒在鋼中彌散；鋼包全程底吹氬氣攪拌，底吹時間不小于10min，進一步促進納米TiN顆粒在鋼中彌散以及夾雜物上??；連鑄過程采用全保護澆鑄，控制鋼水過熱度；軋鋼采用Q345B鋼原有軋鋼工藝。
本次試驗共生產20爐，結果表明，本次試制全部爐次化學成分控制合理，鋼中有害元素P、S等含量較低，同時各種主要元素進行了精確控制，減少了成分波動對性能的影響。

高強度卷板 Q355NC 5.5 1500 C 20 噸 安陽 安鋼
高強度卷板 Q355NC 5.75 1250 C 20 噸 安陽 安鋼
高強度卷板 Q355NC 5.75 1500 C 20 噸 安陽 安鋼
高強度卷板 Q355NC 7.75 1500 C 20 噸 安陽 安鋼
高強度卷板 Q355NC 9.75 1500 C 20 噸 安陽 安鋼
高強度卷板 Q355NC 4.75 1500 C 20 噸 安陽 安鋼
高強度卷板 Q355NC 4.75 1250 C 20 噸 安陽 安鋼
高強度卷板 Q355NC 4.5 1500 C 20 噸 安陽 安鋼
高強度卷板 Q355NC 4.5 1250 C 20 噸 安陽 安鋼
高強度卷板 Q355NC 3.75 1250 C 20 噸 安陽 安鋼
高強度卷板 Q355NC 3.75 1500 C 20 噸 安陽 安鋼