鞍鋼鲅魚圈熱軋1580機組焊瓶鋼軋制工藝優(yōu)化

韓姝紅 ，賀亮 ，王存 ，王杰 ，劉旺臣

（1.鞍鋼教育培訓中心，遼寧 鞍山 114032；2.鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司，遼寧 營口115007）

鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司（以下簡稱鞍鋼鲅魚圈）熱軋部1580生產線2008年建成投產，產品廣泛應用于建筑、機械、汽車、家電、石油、鐵路、集裝箱、造船等行業(yè)。焊瓶鋼HP295是1580線為適應市場需求開發(fā)的高附加值產品，該產品主要用于制造液化石油氣氣瓶、乙炔氣瓶等［1］，市場前景廣闊，但用戶對焊瓶鋼的沖壓性能、力學性能和焊接性能要求較高［2-3］。用戶反饋1580生產線生產的焊瓶鋼，在后續(xù)加工時會出現(xiàn)制耳現(xiàn)象。為保證下游用戶的產品質量，對焊瓶鋼軋制工藝進行改進很有必要性。通過對HP295鋼板進行取樣分析，找出產生制耳現(xiàn)象的原因，通過調整粗軋工藝制度及軋后冷卻制度，消除了制耳現(xiàn)象，本文對此加以論述。

1 制耳現(xiàn)象產生的原因及分析

鞍鋼鲅魚圈熱軋部生產的HP295焊瓶鋼工藝路線為：鐵水預處理→轉爐冶煉→LF爐外精煉→板坯連鑄→加熱→1580軋制→層流冷卻→卷取→噴印標記→檢驗→入庫。其化學成分見表1。

板坯出爐溫度為（1 230±30）℃，粗軋出口目標溫度為（1 050±30）℃，精軋出口溫度為（870±10）℃，卷取溫度為（650±20）℃，用戶反饋有幾個批次的板卷后續(xù)加工中出現(xiàn)制耳現(xiàn)象，制耳缺陷見圖1。

表1 HP295焊瓶鋼化學成分（質量分數(shù)） %

圖1 HP295制耳現(xiàn)象

針對出現(xiàn)的制耳現(xiàn)象，對不同批次的鋼板進行取樣化驗。取樣選擇在線與離線兩種條件，在線不完全冷卻，離線是完全冷卻，目的是做不同狀態(tài)下內部組織的比對。在線取樣的鋼卷因取樣時頭部已經和卷取機建立張力，只能在尾部取樣。為方便區(qū)分和復查，試樣的編號與卷號對應。試樣編號明細見表2。

表2 HP295試樣編號明細

送檢材質為HP295熱軋鋼板樣8塊，采用Leica MEF-4M型光學顯微鏡對其晶粒度各顯微組織進行對比檢驗分析，試樣檢驗結果見表3。

圖2為31#試樣基體顯微組織形貌。31#鋼中含有的大量多邊形鐵素體和片狀珠光體，其間夾著少量貝氏體，與此類似的還有32#、41#和42#鋼試樣。

圖3為212#試樣基體顯微組織形貌，鋼中含有大量多邊形鐵素體和貝氏體，其間夾著少量珠光體。與此組織形貌類似的還有701#、702#和712#鋼試樣。

表3 試樣檢驗結果

圖2 31#試樣基體顯微組織形貌

圖3 212#試樣基體顯微組織形貌

鋼板中的少量貝氏體會使鋼板內部微觀組織強度不均勻，在沖壓過程中出現(xiàn)各項異性，導致鋼板各方向上平面應變塑形比r值不同，從而出現(xiàn)制耳現(xiàn)象［4］。此外，由于溫度不在合理范圍內，內部組織存在不同程度混晶現(xiàn)象，鋼板同樣產生了各向異性，導致了制耳的發(fā)生。因此，優(yōu)化粗軋工序工藝制度，可以減小混晶，嚴格控制精軋工藝及軋制后層流冷卻［5］，可以保證鋼板軋后冷卻速度低于形成貝氏體的冷速，從而得到正常的鐵素體珠光體組織，保證內部組織均勻性。

2 粗軋軋制工藝

1580熱連軋生產線工藝流程見圖4。

圖4 1580熱連軋生產線工藝流程

1580生產線來料板坯厚度通常為210 mm，粗軋采用3+3軋制工藝，即R1、R2軋機的軋制道次各為三道次軋制，粗軋共軋制6道次，壓下率分別為 23%、20%、19%、16%、15%、11%，由二級數(shù)據(jù)模型進行工藝控制。而焊瓶鋼來料板坯厚度為170 mm，粗軋出口厚度一般控制在40～50 mm，由于定寬壓力機側壓速度相對較慢，因此粗軋軋制時間較長，在板坯較薄時，溫降一般在180～210℃。按工藝要求，粗軋出口溫度為（1 050±30）℃推算，加熱爐出鋼溫度應為1 230～1 260℃。然而，焊瓶鋼生產工藝要求加熱爐出鋼溫度僅為（1 200±20）℃，提高板坯出鋼溫度不僅不符合工藝要求，而且還會增加煤氣消耗和生產成本。因此3+3軋制工藝不能滿足特殊鋼種及規(guī)格的生產要求。

受SP定寬壓力機的設計能力限制，側壓速度相對較慢，在板坯較薄時，為保證粗軋出口溫度和精軋入口溫度，就要提高板坯出爐溫度或提高軋制節(jié)奏。

3 軋制工藝優(yōu)化

根據(jù)以上分析及生產經驗，工藝優(yōu)化如下：

（1）減少粗軋道次。粗軋采用1+3軋制工藝，即R1軋機只軋1道次，壓下率為28%～35%；R2軋機軋3道次，第1道次壓下率為25%～32%，R2軋機第2道次壓下率為22%～26%，R2軋機第3道次壓下率為15%～18%，且各道次的壓下量控制在50 mm以內。因R1軋機只軋一道次，大大減少了軋件的溫降，采用此工藝后，粗軋出口溫度能夠控制在（1 050±30）℃。

（2）改變鋼板軋后冷卻模式。將原來的軋后前段冷卻改成中后段慢冷，使鋼板冷卻速度低于產生貝氏體的冷卻速度。

按此工藝制度生產幾個批次的HP295鋼板，在用戶焊瓶沖壓制造中未見制耳現(xiàn)象產生，用戶反應良好。工藝改進前后產品對比見圖5。

圖5 工藝改進前后產品對照圖示

4 結語

通過對鋼板不同狀態(tài)下取樣的分析，得出焊瓶生產中出現(xiàn)制耳缺陷的主要原因是鋼中的混晶以及少量貝氏體產生的各向異性。根據(jù)分析結果調整工藝為：減少粗軋軋制道次，冷卻模式采用中后段慢冷。采用新的工藝生產后，解決了HP295鋼的制耳問題。改進后的HP295鋼再未出現(xiàn)制耳現(xiàn)象，保證了下游用戶的產品質量。