汽車大梁鋼AG700L開平翹頭原因探討

楊立慶，饒靜，鄧杭州

（安陽鋼鐵股份有限公司第二煉軋廠，河南 安陽455004）

安鋼1780熱連軋機(jī)組是一條常規(guī)熱連軋產(chǎn)線，經(jīng)過多年的技術(shù)研發(fā)與改進(jìn)，逐漸形成了以汽車大梁鋼為主的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，其中AG700L汽車大梁鋼在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)有較高的占有率。

2017年10月，用戶開平過程中連續(xù)反映AG700L開平翹頭問題?，F(xiàn)場(chǎng)跟蹤開平情況：開平后，鋼板頭部沿板長(zhǎng)縱向方向整體向上翹曲，即通常所說的L翹，嚴(yán)重時(shí)翹曲高度可達(dá)150mm以上（見圖1）。在對(duì)開平機(jī)做相應(yīng)調(diào)整后，下一張開平時(shí)會(huì)出現(xiàn)下扣現(xiàn)象，翹曲部分沿鋼板橫向相對(duì)平直，無龜背、波浪等缺陷，翹曲的位置相對(duì)鋼卷長(zhǎng)度方向上的位置不固定，或在原卷的頭部，或在中間。每一卷出現(xiàn)頻次也不相同，或一張或兩張，多時(shí)可達(dá)6張，翹頭嚴(yán)重時(shí)甚至造成用戶無法正常使用。

1 原因推測(cè)

1.1 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查

針對(duì)用戶反饋的問題進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，部分?jǐn)?shù)據(jù)見表1。調(diào)查發(fā)現(xiàn)開平后翹頭的鋼卷基本都存在以下兩個(gè)問題：一是翹頭前后位置的板材存在顯著的厚度差，最大可達(dá)到0.1mm以上；二是異常卷都是1＃加熱爐的加熱坯，由此推測(cè)可能是由于板坯的溫度波動(dòng)造成了帶鋼縱向厚差。

圖1 AG700L開平后翹頭現(xiàn)象

表1 鋼卷異常信息

調(diào)查異常卷7B41906100精軋入口溫度FT0曲線（見圖2）發(fā)現(xiàn)：中間坯溫度沿長(zhǎng)度方向上呈現(xiàn)6個(gè)間距基本相等的溫度陡降區(qū)（如圖2實(shí)線圈識(shí)），4個(gè)間距基本相等的溫度緩降區(qū)（如圖2虛線圈識(shí)），這種周期性等距分布的溫度變化規(guī)律與加熱爐水梁的布置形式完全吻合，見圖3。加熱爐高溫段共有10根水梁，其中6根固定梁，4根步進(jìn)梁，每根梁等距分布，間距1070mm，由此推斷6個(gè)溫度陡降區(qū)對(duì)應(yīng)的是加熱爐的6根固定梁的位置。同時(shí)，中間坯頭部4m處的溫度陡降幅度最大，此時(shí)中間坯厚度43mm，成品目標(biāo)厚度6mm，推算此溫度陡降區(qū)在成品卷的位置應(yīng)該是距頭部28m左右。而開平時(shí)該卷翹頭的位置在距頭部約30m處，兩者基本吻合。應(yīng)當(dāng)指出，此溫度是精軋進(jìn)鋼前的FT0溫度，是板坯出爐后一定程度均勻化的結(jié)果，實(shí)際的爐內(nèi)溫差應(yīng)大于圖2所示溫差。

圖2 鋼卷7B41906100精軋F(tuán)T0溫度曲線

1.2 現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證

針對(duì)以上調(diào)查結(jié)果，跟蹤驗(yàn)證現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。利用1＃加熱爐大修時(shí)間，對(duì)爐內(nèi)水梁狀況進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)高溫段固定水梁確實(shí)存在多處耐材剝落現(xiàn)象，部分水梁甚至直接裸露在外，見圖4。

根據(jù)以上數(shù)據(jù)分析及現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證結(jié)果推斷：1＃加熱爐固定水梁耐材剝落造成板坯水梁黑印，由此造成板坯加熱不均引起帶鋼縱向厚差，同時(shí)引起帶鋼性能的波動(dòng)，從而產(chǎn)生開平翹頭。

發(fā)現(xiàn)加熱爐水梁耐材剝落問題之后，對(duì)爐底所有水梁全部重新修復(fù)和鋪設(shè)耐材，大修后，板坯水梁黑印缺陷明顯改善，同時(shí)針對(duì)AG700L嚴(yán)格執(zhí)行工藝參數(shù)規(guī)范，保證足夠的加熱溫度和在爐時(shí)間，使板坯溫度盡量均勻化，后續(xù)生產(chǎn)中，AG700L未再出現(xiàn)開平翹頭問題。

圖3 加熱爐水梁布置圖

圖4 加熱爐水梁耐材剝落照片

2 原因分析

2.1 加熱溫度對(duì)帶鋼性能的影響

AG700L采用C－Mn－Nb－Ti微合金化成分體系，合金強(qiáng)化的主要機(jī)理是固溶強(qiáng)化和析出強(qiáng)化。實(shí)際生產(chǎn)中高溫段加熱溫度控制在1240～1300℃，目標(biāo)溫度1270℃。對(duì)不同加熱溫度實(shí)驗(yàn)的性能分析表明［1，2］：加熱溫度在1209～1272℃范圍內(nèi)，屈服強(qiáng)度明顯增加，可提高90～100MPa，是強(qiáng)度提升最顯著的階段。在目標(biāo)溫度1270℃時(shí)，屈服強(qiáng)度達(dá)到694 MPa，在控制溫度的下限1240℃時(shí)，屈服強(qiáng)度只有650MPa，兩者相差44MPa。而爐底水梁黑印造成的板坯溫度陡降區(qū)恰好在強(qiáng)度顯著波動(dòng)區(qū)域，由此可以產(chǎn)生強(qiáng)度的顯著變化（見圖5）。

圖5 加熱溫度與屈服強(qiáng)度變化的關(guān)系

2.2 帶鋼性能對(duì)開平板平直度的影響

開平機(jī)在進(jìn)行矯平時(shí)不僅要克服帶鋼的原始曲率，同時(shí)也要對(duì)帶鋼實(shí)施一定程度的反彎以克服板帶的撓度曲率，即開平機(jī)壓力等于板帶原始曲率與壓下?lián)隙惹手停?］。在來料規(guī)格確定的情況下，帶鋼的強(qiáng)度成為影響矯平曲率的主要因素，如果來料強(qiáng)度突然降低，帶鋼彎曲就會(huì)相應(yīng)增加，開平板會(huì)出現(xiàn)翹頭的現(xiàn)象。如果此時(shí)為保證開平板的平直度，將開平機(jī)進(jìn)行調(diào)整，抬起輥縫，則在后續(xù)開平中強(qiáng)度恢復(fù)到正常水平時(shí)，彎曲減小，開平板出現(xiàn)下扣現(xiàn)象。

3 結(jié)論

（1）加熱爐爐底水梁耐材剝落造成板坯加熱不均是引起AG700L開平翹頭的主要原因。

（2）加熱爐爐底水梁黑印造成的板坯溫度陡降，導(dǎo)致帶鋼強(qiáng)度的顯著波動(dòng)，在開平過程中引起反彎率的變化，從而產(chǎn)生翹頭。