邯鋼CSP線供冷軋用SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶性能免檢探究

供稿| 田維政，王雷國(guó)，張學(xué)江/ TIAN Wei-zheng，WANG Lei-guo，ZHANG Xue-jiang

邯鋼CSP線供冷軋用SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶性能免檢探究

The Inquisition of CSP Line Exempts from Inspection for the Cold Rolling with the SPHC/CQ Level hot Rolling Steel Belt Performance of Handan Iron and Steel

供稿| 田維政，王雷國(guó)，張學(xué)江/ TIAN Wei-zheng，WANG Lei-guo，ZHANG Xue-jiang

內(nèi) 容 導(dǎo) 讀

邯鋼薄板坯連鑄連軋（CSP）生產(chǎn)線于1999年12月投產(chǎn)，該生產(chǎn)線是一條具有國(guó)際先進(jìn)水平的現(xiàn)代化帶鋼生產(chǎn)線，其關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)從德國(guó)西馬克引進(jìn)，具有工藝流程短、節(jié)約能源、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)，主要生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)低碳鋼、管線鋼、汽車結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼和花紋板等系列產(chǎn)品。同時(shí)，為充分發(fā)揮該生產(chǎn)線的優(yōu)勢(shì)，在2005年邯鋼冷軋項(xiàng)目建成投產(chǎn)后，邯鋼在CSP線成功自主研發(fā)了生產(chǎn)SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶的新型工藝路線，為冷軋?zhí)峁┏叽缇雀?、表面質(zhì)量?jī)?yōu)、性能穩(wěn)定的優(yōu)質(zhì)原料。邯鋼冷軋工序主要工藝為酸洗-冷連軋、全氫罩式爐退火和精整等過(guò)程，其產(chǎn)品附加值高、性能穩(wěn)定，廣泛用于建材、家電、輕工、機(jī)電和汽車等行業(yè)。

生產(chǎn)流程

目前，邯鋼CSP線供冷軋用SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶，主要經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)爐初煉和LF精煉及CSP連鑄和六機(jī)架連續(xù)軋制、表面質(zhì)量檢驗(yàn)等過(guò)程，并在表面質(zhì)量檢驗(yàn)過(guò)程中按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對(duì)鋼帶按批取樣，進(jìn)行力學(xué)性能檢驗(yàn)，合格后方可放行至冷軋工序。在冷軋工序經(jīng)酸洗、軋制、退火、平整等工藝后，再按批取樣檢驗(yàn)力學(xué)性能，合格后銷售冷軋商品卷。見圖1。

探究分析

SPHC/CQ級(jí)鋼水成分分析

邯鋼通過(guò)多次生產(chǎn)實(shí)踐，在煉鋼工序成功采用嚴(yán)格控制C、Si、自由N和適度降低Mn含量及適度粗化晶粒等措施，實(shí)現(xiàn)了對(duì)SPHC/CQ級(jí)冷軋供料鋼水的成分控制，并制定了專門的工藝控制規(guī)程和成分內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。供冷軋用SPHC/CQ級(jí)鋼水的成分平均命中率2008年為98.16%，2009年為98.89%，2010年為99.11%。同時(shí)，鋼水成分的過(guò)程控制能力指數(shù)Cpk值，表明過(guò)程能力充分，見表1。

圖1 生產(chǎn)物流簡(jiǎn)要流程圖

SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶性能分析

邯鋼SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶要求控制的性能主要包括屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率等性能，對(duì)其性能控制的主要目的是為冷軋工序提供具有良好冷加工性能的優(yōu)質(zhì)原料。

邯鋼自2005年成功研發(fā)供冷軋用SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶至今，已生產(chǎn)SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶520余萬(wàn) t，其中 2006～2007 年兩年性能合格率均在98.5%以上，自2008年以來(lái)，CSP線生產(chǎn)SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶性能控制水平大幅提高，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008年～2010年CSP生產(chǎn)SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶性能合格率均為100%。

屈服強(qiáng)度

屈服強(qiáng)度通常是衡量鋼材塑性的決定性指標(biāo)，同樣，SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶屈服強(qiáng)度的高低對(duì)其冷加工成型性能也產(chǎn)生較大影響。邯鋼現(xiàn)行Q/HGn0115內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶屈服強(qiáng)度應(yīng)≤370 MPa，抗拉強(qiáng)度及延伸率無(wú)要求。為此，對(duì)2008年～2010年CSP生產(chǎn)SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶不同厚度的屈服強(qiáng)度進(jìn)行過(guò)程特性值分析可見，SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶屈服強(qiáng)度平均值在295～312 MPa，波動(dòng)極差僅為17 MPa，性能控制穩(wěn)定。同時(shí)，不同厚度鋼帶的屈服強(qiáng)度過(guò)程能力指數(shù)Cpk值為1.33～1.61，過(guò)程能力充分，技術(shù)管理能力較高。

抗拉強(qiáng)度和延伸率

抗拉強(qiáng)度和延伸率對(duì)SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶冷加工成型的影響，雖不比屈服強(qiáng)度的波動(dòng)關(guān)鍵，但若通過(guò)對(duì)其控制獲得高抗拉強(qiáng)度、延伸率和低屈服點(diǎn)的性能，則有利于增強(qiáng)熱軋鋼帶的冷加工成型性。邯鋼主要以優(yōu)質(zhì)的鋼水和專料專控的軋制工藝為充分保證，實(shí)現(xiàn)對(duì)SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶抗拉強(qiáng)度和延伸率的穩(wěn)定控制。為分析SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶抗拉強(qiáng)度和延伸率控制情況，選用SPC評(píng)價(jià)過(guò)程控制的單值-移動(dòng)極差圖，對(duì)2008年～2010年抗拉強(qiáng)度和延伸率控制情況進(jìn)行分析，依據(jù)SPC控制圖分區(qū)定義及8條判定準(zhǔn)則判斷，顯示其抗拉強(qiáng)度和延伸率的落點(diǎn)符合控制要求，表明其過(guò)程控制穩(wěn)定。

SPCC/CQ級(jí)冷軋鋼帶性能分析

以SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶為原料生產(chǎn)的SPCC/CQ冷軋鋼帶，在經(jīng)過(guò)了冷軋工序的酸洗-軋制、全氫罩式退火和平整等工藝后，將改變?cè)行阅芏哂辛薈Q級(jí)冷軋鋼帶的組織和性能。邯鋼現(xiàn)行Q/HG009冷軋標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，SPCC/CQ級(jí)冷軋鋼帶延伸率應(yīng)≥28%，屈服和抗拉強(qiáng)度不做要求。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2008年～2010年SPCC/CQ級(jí)冷軋鋼帶性能合格率均為100%。為此，以2010年冷軋工序生產(chǎn)的SPCC/CQ級(jí)冷軋鋼帶為代表，隨機(jī)抽取4078批不同厚度SPCC/CQ級(jí)冷軋鋼帶的性能數(shù)據(jù)，對(duì)其延伸率、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度控制情況進(jìn)行直方圖分布分析表明，在現(xiàn)有邯鋼冷軋工藝控制條件下，以CSP線SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶為原料生產(chǎn)的SPCC/CQ級(jí)冷軋鋼帶性能穩(wěn)定且正態(tài)分布顯著，過(guò)程能力指數(shù)CPk值均在大于1.67的Ⅰ級(jí)范圍，質(zhì)量保證能力不僅穩(wěn)定還有所過(guò)剩。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，邯鋼CSP線生產(chǎn)的SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶性能穩(wěn)定可靠，而且對(duì)供冷軋用熱軋鋼帶來(lái)說(shuō)，熱軋和冷軋過(guò)程可看為一個(gè)整體工序，熱軋狀態(tài)檢測(cè)的力學(xué)性能僅供冷軋工藝控制參考，冷軋鋼帶的性能才是用戶最終的使用性能。并且自2008年以來(lái)的連續(xù)3年SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶性能合格率均為100%。因此，在現(xiàn)有的CSP工藝條件下，可對(duì)供冷軋用SPHC/CQ熱軋鋼帶的力學(xué)性能進(jìn)行免檢或定期抽檢，致以減少試樣切損及取樣對(duì)生產(chǎn)節(jié)奏的影響，也節(jié)省取樣、送樣和相關(guān)試驗(yàn)等環(huán)節(jié)的人力與物力。

[1] 楊冠洲. CSP連鑄機(jī)扇形段輥?zhàn)邮褂脡勖奶岣?邯鋼科技，2008（7）：7

[2] 馬逢時(shí). 六西格瑪管理統(tǒng)計(jì)指南. 北京：人民大學(xué)出版社,2010

[3] 崔忠圻. 金屬學(xué)與熱處理.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006

通過(guò)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)工具，對(duì)邯鋼CSP線生產(chǎn)供冷軋用SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶的成分、性能等各項(xiàng)質(zhì)量特性進(jìn)行研究分析，充分展現(xiàn)SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶為冷軋?zhí)峁﹥?yōu)質(zhì)原料的質(zhì)量保證能力，同時(shí)分析了以其為原料生產(chǎn)的SPCC/CQ級(jí)冷軋鋼帶的性能可靠性，從而得出供冷軋用SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶可免檢力學(xué)性能的研究結(jié)論，以節(jié)約資源和降低成本。

河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司質(zhì)量檢驗(yàn)部，河北 邯鄲 056015

表1 SPHC/CQ級(jí)熱軋鋼帶鋼水成分特性Cpk值統(tǒng)計(jì)表

注：以上年份統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)頻數(shù)均為1000爐以上

年份 SPHC/CQ熔煉成分企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）C≤0.07% Si≤0.05% Mn≤0.30% P≤0.025% S≤0.01% Als≥150×10-62008 3.21 2.81 5.22 3.31 2.12 1.51 2009 3.56 2.87 5.35 3.39 2.89 2.19 2010 4.19 3.10 6.22 3.73 3.72 2.28

田維政（1981—），男，工程師，2002年畢業(yè)于重慶科技學(xué)院金屬壓力加工專業(yè)，現(xiàn)工作于河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司質(zhì)量檢驗(yàn)部，E-mail：hangangzhiliang@163.com