提高藥芯焊絲專用冷軋帶鋼應(yīng)用性能研究與應(yīng)用

陳豪衛(wèi)

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司，山東萊蕪271104）

提高藥芯焊絲專用冷軋帶鋼應(yīng)用性能研究與應(yīng)用

陳豪衛(wèi)

（山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司，山東萊蕪271104）

分析了生產(chǎn)藥芯焊絲對(duì)冷軋帶鋼性能的特殊要求，根據(jù)萊鋼冷軋生產(chǎn)線技術(shù)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了藥芯焊絲專用冷軋帶鋼，制定了低成本生產(chǎn)工藝，獲得了不同深沖性能的鋼帶，并分析了生產(chǎn)工藝對(duì)產(chǎn)品性能的影響因素。

藥芯焊絲冷軋帶鋼深沖性能

隨著藥芯焊絲行業(yè)的發(fā)展，對(duì)用于生產(chǎn)藥芯焊絲的專用冷軋帶鋼的成分及性能要求越來(lái)越高。由于藥芯焊絲的生產(chǎn)過(guò)程需要對(duì)冷軋鋼帶進(jìn)行拉拔和沖壓，因而要求藥芯焊絲專用冷軋帶鋼具有良好的延伸與深沖性能。

藥芯焊絲專用冷軋帶鋼還要求化學(xué)成分均勻、厚度偏差小、厚度均勻；并且藥芯焊絲專用冷軋帶鋼還需要采用爐外精煉，真空脫氧、脫氣等工藝，減少夾雜物和氣體的含量，以適合于制造藥芯焊絲。

1 成分設(shè)計(jì)

根據(jù)藥芯焊絲對(duì)冷軋帶鋼的特殊要求，首先在成分設(shè)計(jì)上去接近藥芯焊絲專用冷軋帶鋼所要求的延伸與深沖性能。通過(guò)前期試驗(yàn)證明[1]，降低C含量，有利于提高鋼的延伸率；提高M(jìn)n含量有利于提高鋼的強(qiáng)度，尤其是屈服強(qiáng)度；降低S含量，去除鋼中夾雜物，有利于提高鋼的潔凈度，進(jìn)而改善鋼的深沖性能，并提高延伸率。同時(shí)，根據(jù)客戶對(duì)藥芯焊絲專用冷軋帶鋼的成分要求，為了使藥芯焊絲專用冷軋帶鋼能夠具有良好的延伸與深沖性能，在低碳、低硫、低磷，低氫原則的指導(dǎo)下，成分設(shè)計(jì)見(jiàn)表1：

表1 藥芯焊絲專用冷軋帶鋼的化學(xué)成分%

生產(chǎn)的藥芯焊絲專用冷軋帶鋼成分應(yīng)該盡量滿足表1中的范圍，并且P、S的含量要盡量低。

2 工藝設(shè)計(jì)

2.1 工藝路線

藥芯焊絲專用冷軋帶鋼的生產(chǎn)工藝，需要綜合考慮煉鋼、熱軋、冷軋及退火工藝。煉鋼工序需要重點(diǎn)控制C、P、S的含量，并且要保證成分均勻，氣體和夾雜物含量低，連鑄工序要采用低碳保護(hù)渣或超低碳保渣防止增碳的發(fā)生；熱軋工序需要控制好板型，注意壓下量及最終產(chǎn)品厚度，同時(shí)綜合考慮成本因素，熱軋最終產(chǎn)品不宜過(guò)厚但也不宜過(guò)薄，過(guò)厚會(huì)增加冷軋的成本，過(guò)薄又會(huì)導(dǎo)致板型出現(xiàn)偏差，降低藥芯焊絲專用冷軋帶鋼的性能，甚至出現(xiàn)廢品。

綜合考慮成本因素，并結(jié)合萊鋼生產(chǎn)線的實(shí)際情況，將工藝路線設(shè)計(jì)為：鐵水預(yù)處理→120 t轉(zhuǎn)爐→RH-LF精煉→板坯連鑄機(jī)→熱軋→卷取→開(kāi)卷→酸洗→冷軋成材→罩式退火→平整→拉矯。

2.2 工藝優(yōu)化原理及措施

為了更好滿足藥芯焊絲專用冷軋帶鋼深沖性能和延伸性能的要求，滿足生產(chǎn)藥芯焊絲的應(yīng)用需要，在生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

有研究證明[2]，隨退火溫度的升高，試驗(yàn)鋼的｛111｝織構(gòu)有增強(qiáng)的趨勢(shì)。另有實(shí)驗(yàn)表明[3]：當(dāng)再結(jié)晶時(shí)，若夾雜物AlN沿晶界均勻彌散的析出，則它們將阻礙晶粒沿厚度方向長(zhǎng)大，有利于形成{111)織構(gòu)，同時(shí)由于鋼中自由N濃度的降低，位錯(cuò)的釘扎作用也越小，這就使屈服極限下降，有利于帶材的沖壓。據(jù)此，通過(guò)工藝優(yōu)化，采取低溫卷取的方式，避免M（CN）、限制滲碳體在卷取時(shí)大量析出，促進(jìn)晶粒沿厚度方向長(zhǎng)大利于冷軋，同時(shí)為退火提供條件；采取高溫罩式退火，并快速加熱至保溫溫度，保溫后緩慢冷卻的方式，使M（CN）在結(jié)晶前少量析出，冷卻過(guò)程中大量析出。而M（CN）沿晶界均勻彌散的析出，它們將阻礙晶粒沿厚度方向長(zhǎng)大,有利于形成{111}織構(gòu)，提高冷軋帶鋼的深沖性能。具體優(yōu)化措施如下：

1）萊鋼板材一般熱軋卷取溫度為680℃，但為了獲得更好的力學(xué)性能，并考慮到萊鋼熱軋生產(chǎn)線卷取設(shè)備的實(shí)際情況，將卷取溫度降低為600～620℃。

2）提高罩式退火溫度為700～710℃，并采用快速加熱，緩慢冷卻的方式，使M（CN）再結(jié)晶前少量析出，冷卻過(guò)程中大量析出，以獲得{111}有利織構(gòu)，同時(shí)促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大又能釘扎晶界，延伸率提高。這樣，有利于用戶對(duì)鋼帶進(jìn)行拉拔，減少用戶應(yīng)用過(guò)程中的斷絲現(xiàn)象，提高用戶生產(chǎn)率。

3）考慮到成本及板型因素，軋制0.8mm厚的藥芯焊絲專用冷軋鋼帶，控制熱軋坯的最終厚度為3.5 mm；軋制0.5mm厚的藥芯焊絲專用冷軋帶鋼，控制熱軋坯的最終厚度為3.0mm。如此設(shè)計(jì)，是為了控制板型，并保證冷軋能獲得一定的壓下率。

3 結(jié)果分析

分別取工藝優(yōu)化前后的帶鋼取樣試驗(yàn)，優(yōu)化前的試樣記為1號(hào)樣，優(yōu)化后的試樣記為2號(hào)樣。帶鋼規(guī)格均為0.8mm×1 250mm，它們的成分保持不變。

3.1 力學(xué)性能分析

通過(guò)對(duì)1號(hào)樣和2號(hào)樣做0°，45°，90°方向的拉伸試驗(yàn)，得到它們各自在不同方向上力學(xué)性能。在成分基本一致的情況下，1號(hào)樣采用的680℃的卷取溫度，退火采用700℃保溫10 h后帶罩快速冷卻的退火溫度；2號(hào)樣采用的是610℃的卷取溫度，快速加熱至710℃保溫10 h后帶罩緩慢冷卻的退火溫度。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，2號(hào)樣的伸長(zhǎng)率和硬化加工指數(shù)n值均大于1號(hào)樣。這在一定程度上證明了，采用低溫卷取和高溫退火，可以獲得更好的力學(xué)性能，改善冷軋帶鋼的伸長(zhǎng)率。

3.2 深沖性能分析

塑性應(yīng)變比反映的是材料在某個(gè)方向上的值，對(duì)材料在板平面內(nèi)的整體描述則常常用平均塑性應(yīng)變比rm來(lái)表示，它是材料在與軋制方向成0°，45°和90°三個(gè)方向所取試樣測(cè)得的r值的加權(quán)平均值[4]。通過(guò)試驗(yàn)測(cè)得的1號(hào)樣和2號(hào)樣在各個(gè)方向的r值，并計(jì)算得到rm2=1.64，rm1=1.32。

rm2>rm1，說(shuō)明2號(hào)樣的深沖性能優(yōu)于1號(hào)樣，同時(shí)也說(shuō)明熱軋低溫卷取有助于提高冷軋退火材的深沖性能。綜合來(lái)看，采用高溫罩式退火，并且通過(guò)快速加熱和緩慢冷卻的方式來(lái)控制M（CN）的析出時(shí)機(jī)，M（CN）在冷卻時(shí)大量析出，將阻礙晶料沿厚度方向長(zhǎng)在，有利于形成｛111｝織構(gòu)，進(jìn)而有利于提高冷軋帶鋼的深沖性能。

4 結(jié)語(yǔ)

在合理成分設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)控制M（CN）析出時(shí)機(jī)與條件，從而控制不同階段的晶粒大小，促進(jìn)｛111｝織構(gòu)形成；利用低成本的成分控制，發(fā)揮析出物的作用，提高了產(chǎn)品的綜合加工性能。通過(guò)低溫卷取與高溫退火，是提高了藥芯焊絲專用冷軋帶鋼的延伸與深沖性能的一種可行方式。

[1]許榮昌，陳豪衛(wèi)，孫會(huì)朝，等.LGHS藥芯焊絲專用冷軋帶鋼[J].萊鋼科技，2010（4）：39-42.

[2]宋緒丁，符寒光.提高鉻合金鑄鐵韌性研究的進(jìn)展[J].鋼鐵，1996（7）：75-79．

[3]趙志業(yè).金屬塑性變形與軋制理論[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1980：88-93.

[4]毛衛(wèi)民，張新明.晶體材料織構(gòu)定量分析[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1993：210.

（編輯：苗運(yùn)平）

Research and App lication of Im proving the Properties of Cold-rolled Steel Strip for Flux-cored W ire

CHEN Haowei
（Laiwu Branch Com pany of Shandong Iron&Steel Co.,Ltd.,Laiwu Shandong 271104）

The special requirements on properties of cold-rolled steel strip for the production of flux-cored wire is analyzed.According to the technical characteristics of Laiwu Steel cold rolling production line,cold-rolled steel strip for flux-cored wire is design,production process with low cost is formulated,steel strip of different deep drawing performance is gained,and the influencing factors of production technology on product performance also analyzed.

flux-cored wire,cold-rolled steel strip,deep drawing property

TG333.7+2

A

1672-1152（2017）02-0023-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.02.09

2016-12-28

陳豪衛(wèi)（1986—），男，河南洛陽(yáng)人，大學(xué)本科，畢業(yè)于西安建筑科技大學(xué)冶金工程專業(yè)，工程師，主要從事鋼鐵生產(chǎn)新工藝、新產(chǎn)品的研究與開(kāi)發(fā)工作。