1 780 mm線1.1 mm耐蝕鋼開(kāi)發(fā)及優(yōu)化研究

邢俊芳， 李靜媛，高建國(guó)

（1.北京科技大學(xué)， 北京 100000；2.河鋼股份有限公司承德分公司， 河北 承德 067001）

隨著鋼鐵產(chǎn)能的釋放，鋼鐵利潤(rùn)處于下行狀態(tài)，擴(kuò)展產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高企業(yè)利潤(rùn)和競(jìng)爭(zhēng)力是企業(yè)自求生存的唯一出路。面對(duì)鋼鐵企業(yè)當(dāng)前形勢(shì)，根據(jù)國(guó)家的“十三五”規(guī)劃，針對(duì)鋼鐵行業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高品質(zhì)耐蝕鋼材料國(guó)產(chǎn)化和規(guī)模應(yīng)用符合鋼鐵主業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展、綠色發(fā)展戰(zhàn)略。主要用于電廠煙囪、空氣預(yù)熱器、脫硫裝置以及煙草行業(yè)烤房等耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼板作為一個(gè)高附加值鋼種成為了開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。

1 1780 mm生產(chǎn)線主要設(shè)備

1780 mm生產(chǎn)線主要設(shè)備：3座加熱爐、1架四輥可逆粗軋機(jī)、熱卷箱、飛剪、7架四輥精軋機(jī)、層流冷卻、2臺(tái)卷取機(jī)、步進(jìn)梁加熱爐、平整機(jī)等。

2 耐蝕鋼09CrCuSb的成分設(shè)計(jì)和性能要求

2.1 耐蝕綱成分設(shè)計(jì)

利用釩鈦的資源優(yōu)勢(shì)，采用鈦微合金強(qiáng)化，實(shí)現(xiàn)微合金化的高耐蝕鋼09CrCuSB成分設(shè)計(jì)，詳見(jiàn)表1。

表1 耐蝕鋼09CrCuSb

2.2 耐蝕鋼性能要求

耐蝕鋼性能要求見(jiàn)表2。

表2 耐蝕鋼性能要求

3 超極限薄規(guī)格09CrCuSb的工藝改進(jìn)

3.1 加熱制度

由于1.1 mm薄規(guī)格超出1 780 mm產(chǎn)品設(shè)計(jì)大綱極限，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備沖壓很大，故對(duì)于加熱溫度要求很高，同時(shí)09CrCuSb合金成分高，需要合理的加熱制度，保證合金元素充分固溶，實(shí)現(xiàn)板坯溫度均勻合理，一般要求加熱溫度在1 250℃以上。由于本鋼種含有銅元素，易裂紋，避免在爐時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，要求高溫快燒，在爐時(shí)間控制在不大于190 min。

3.2 精軋策略優(yōu)化

由于1780mm線設(shè)計(jì)大綱成品厚度1.2～19mm，在對(duì)于1.1 mm成品厚度耐蝕鋼09CrCuSb進(jìn)行模軋時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)算失敗，報(bào)error calculation=3 100 161，如下頁(yè)圖1，圖2所示，開(kāi)始以為是二級(jí)程序?qū)τ诔善泛穸冗M(jìn)行了限制，但經(jīng)過(guò)分析日志發(fā)現(xiàn)，計(jì)算失敗的原因?yàn)闄C(jī)架軋制力超極限，其中F3計(jì)算軋制力達(dá)到了5 002 t，超出了設(shè)計(jì)極限軋制力不大于4500 t。

根據(jù)在軋制極限薄規(guī)格負(fù)載容易超極限出現(xiàn)報(bào)錯(cuò)的問(wèn)題，需要合理的負(fù)荷分配，使各機(jī)架負(fù)荷相對(duì)均勻，充分發(fā)揮設(shè)備潛力；優(yōu)化負(fù)荷分配，充分利用軋件變形熱，減少機(jī)架溫降，降低精軋穿帶速度，提高軋制穩(wěn)定性。為此優(yōu)化后的各機(jī)架負(fù)荷見(jiàn)下頁(yè)表 3，圖 3。

圖1 模軋時(shí)發(fā)現(xiàn)計(jì)算報(bào)錯(cuò)

圖2 日志報(bào)錯(cuò)

表3 負(fù)荷計(jì)劃

3.3 軋線穩(wěn)定性的保證

在薄規(guī)格軋制時(shí)帶鋼穿帶速度與軋制速度較高，穿帶不穩(wěn)造成廢鋼，甩尾造成刮撕的事故出現(xiàn)機(jī)率較大，尤其是1.1 mm薄規(guī)格這種超設(shè)計(jì)極限的產(chǎn)品09CrCuSb對(duì)于軋機(jī)的穩(wěn)定性要求很高。只有提高1 780 mm線軋機(jī)整體剛度，降低兩側(cè)剛度差值，才能保證軋制穩(wěn)定性，才能滿足批量生產(chǎn)極限薄規(guī)格的設(shè)備條件。

軋制穩(wěn)定性與軋機(jī)間隙有很大關(guān)系，為查找軋機(jī)穩(wěn)定性變差的原因，建立了軋機(jī)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法，即監(jiān)控標(biāo)定清零時(shí)軋機(jī)兩側(cè)HGC缸輸出量差值、軋機(jī)剛度等指標(biāo)，要求兩側(cè)差值一般在0.5 mm范圍內(nèi)、軋機(jī)剛度不大于20 t/mm。當(dāng)兩側(cè)差值較大時(shí)，對(duì)軋機(jī)窗口進(jìn)行測(cè)量，發(fā)現(xiàn)由于軋機(jī)振動(dòng)，1 780 mm滑板磨損量大，窗口間隙嚴(yán)重超標(biāo)，通過(guò)對(duì)軋機(jī)間隙進(jìn)行維護(hù)，軋機(jī)穩(wěn)定性逐漸提高，精軋機(jī)F1-F7七架軋機(jī)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)百分比明顯提高，事故率明顯減少，從而為薄規(guī)格軋制創(chuàng)造了設(shè)備條件。

圖3 軋機(jī)水平情況

3.4 循環(huán)竄輥步距優(yōu)化

在熱軋生產(chǎn)時(shí)為保證軋輥的均勻磨損在軋制規(guī)程安排中一般按照由寬到窄的“coffin”規(guī)程進(jìn)行軋制，但由于訂單的局限性，一個(gè)精軋工作輥輥役在寬度方向上只有幾塊燙輥材和厚度方向的過(guò)渡材，其余均為同寬軋制。在輥役初期不是很明顯，帶鋼局部高點(diǎn)在10～15 μm之間時(shí)，隨著軋制塊數(shù)的增加，高點(diǎn)現(xiàn)象逐步加劇，帶鋼局部高點(diǎn)最高可達(dá)60 μm以上[1]。

1780 mm線精軋F(tuán)1-F4工作輥采用CVC軋輥時(shí)，主要控制帶鋼的凸度，F(xiàn)5-F7工作輥采用凹輥主要控制帶鋼的平直度。為了避免薄規(guī)格的局部高點(diǎn)問(wèn)題，F(xiàn)5-F7采用同步長(zhǎng)+變極限的循環(huán)竄輥方式，有效解決了鋼卷局部高點(diǎn)問(wèn)題。

為了提高軋制極限薄規(guī)格的軋制穩(wěn)定性，同時(shí)避免1.1 mm的09CrCuSb產(chǎn)生局部高點(diǎn)，保證用戶的板形質(zhì)量，特對(duì)于循環(huán)竄輥步距進(jìn)行分級(jí)，對(duì)于成品厚度大于1.5 mm和成品厚度小于1.5 mm時(shí)采用不同的步距，這樣既保證了在過(guò)渡材和前期軋制中的軋輥均勻磨損，又保證了軋制穩(wěn)定性。

3.5 耐酸鋼邊部缺陷攻關(guān)

含Cu鋼熱加工時(shí)易產(chǎn)生表面裂紋和邊部缺陷[2]，如圖4、圖5所示而Sn、Sb元素的加入又加劇了這種現(xiàn)象。經(jīng)分析主要是Cu、Sn、Sb元素在晶間偏聚引起的銅脆現(xiàn)象造成耐酸鋼邊裂的主要原因。通過(guò)Ni來(lái)消除邊裂缺陷，同時(shí)采用高溫快燒和保證爐膛呈還原性氣氛也可減輕邊裂缺陷。

圖4 耐蝕鋼09CrCuSb的邊部缺陷

圖5 耐蝕鋼09CrCuSb的邊部缺陷

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)超極限薄規(guī)格軋制時(shí)的生產(chǎn)難點(diǎn)進(jìn)行的分析研究，解決了軋制力超極限日志報(bào)錯(cuò)問(wèn)題、循環(huán)竄輥步距大影響軋制穩(wěn)定性問(wèn)題、邊裂問(wèn)題，結(jié)合合理的控軋控冷軋鋼工藝，穩(wěn)定的軋機(jī)水平情況，同時(shí)采用高溫快燒和保證爐膛呈還原性氣氛減輕邊裂缺陷，滿足了用戶在電廠煙囪、空氣預(yù)熱器、脫硫裝置以及煙草行業(yè)烤房等耐硫酸露點(diǎn)腐蝕鋼板的要求。