薄規(guī)格卷尺用50鋼冷軋鋼帶生產(chǎn)實(shí)踐

翟乃波，侯元新，汪麗麗，趙麗明

（山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東 萊蕪271100）

1 前言

鋼卷尺是日常生活和工作中廣泛使用的測(cè)量工具，擁有龐大的消費(fèi)群體。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)鋼卷尺年消費(fèi)量為6.5億把，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)卷尺用鋼帶的年需求量在10萬(wàn)t左右。50鋼屬于中碳高強(qiáng)度碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有高強(qiáng)度和高硬度，常用于制造動(dòng)負(fù)載、沖擊載荷及要求耐磨性能好的機(jī)械零件，如鍛造齒輪、拉桿、彈簧墊圈、卷尺等。50鋼在冷軋過(guò)程中易出現(xiàn)邊裂、斷帶、軋不到目標(biāo)厚度、成材率低等問(wèn)題。泰鋼根據(jù)客戶產(chǎn)品質(zhì)量要求，通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)工藝，成功開(kāi)發(fā)出了0.3～0.34 mm薄規(guī)格卷尺用50鋼冷軋鋼帶。

2 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及工藝優(yōu)化

2.1 產(chǎn)品技術(shù)要求

產(chǎn)品厚度偏差-0.02～0 mm，寬度偏差0～+3 mm；表面均勻一致，不允許有明顯黑斑、黃斑、氧化色、銹蝕、折印、劃傷等影響使用的表面缺陷。板面平整，無(wú)中浪、邊浪、肋浪等缺陷；抗拉強(qiáng)度≥470 MPa，斷后伸長(zhǎng)率≥13%。

2.2 生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化

在薄規(guī)格50鋼冷軋鋼帶開(kāi)發(fā)過(guò)程中，在冷軋工序共設(shè)計(jì)了以下3個(gè)生產(chǎn)工藝流程。

1）流程1：酸洗→軋制→退火→平整→精整→切邊→軋制→退火→平整→精整。

2）流程2：酸洗切邊→軋制→退火→軋制→精整卸張→退火→平整→精整。

3）流程3：酸洗→退火→軋制→退火→軋制→精整卸張→退火→平整→精整。

采用第1個(gè)流程生產(chǎn)，鋼卷軋制后因邊裂缺陷產(chǎn)生大量的小件及計(jì)劃外產(chǎn)品，成材率僅為83.2%。采用第2個(gè)流程生產(chǎn)，酸洗切邊后的鋼卷軋制后同樣因邊裂缺陷產(chǎn)生大量的小件及計(jì)劃外產(chǎn)品，成材率僅為82.2%。采用第3個(gè)流程生產(chǎn)，由于酸洗鋼卷在軋制前進(jìn)行了退火，解決了鋼卷軋制邊裂缺陷，未產(chǎn)生小件及計(jì)劃外產(chǎn)品。

2.3 煉鋼工藝設(shè)計(jì)

化學(xué)成分中碳、錳、鉻等元素按判定標(biāo)準(zhǔn)的中下限進(jìn)行控制，化學(xué)成分控制準(zhǔn)確、穩(wěn)定。50鋼化學(xué)成分控制見(jiàn)表1。

表1 50鋼化學(xué)成分 %

LF爐精煉時(shí)間為30～40 min，軟吹氬時(shí)間為10～15 min；中包溫度1 505～1 525℃；為保證鑄坯冷卻及鑄坯質(zhì)量，二冷水比水量控制為0.55 L/kg，澆注過(guò)程采用1.05 m/min恒拉速。

2.4 熱軋工藝設(shè)計(jì)

板坯下線后熱裝熱送，若生產(chǎn)條件不滿足時(shí)立即放入保溫坑進(jìn)行保溫，板坯入加熱爐溫度不得低于400℃。熱軋時(shí)均熱段溫度控制在（1 300±20）℃；精軋終軋溫度控制在870±20℃，卷取溫度控制在（690±20）℃?？刂栖堉坪箐摼磉叢坷鋮s速度，防止邊部急冷組織是消除邊部裂口缺陷的關(guān)鍵，因此鋼卷下線后必須緩冷，生產(chǎn)前確認(rèn)鋼卷堆放位置，確保緩冷效果，緩冷48 h以后方可轉(zhuǎn)序冷軋。

2.5 酸洗表面質(zhì)量控制

由于50鋼熱軋鋼帶表面的氧化鐵皮較難酸洗，因此在酸洗50鋼熱軋鋼帶時(shí)，酸洗工藝參數(shù)在原來(lái)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了調(diào)整，酸洗鹽酸的濃度、溫度按規(guī)定值上限進(jìn)行控制，并且在酸洗機(jī)組的4#酸槽中添加了1%～3%的緩蝕抑霧劑，酸洗機(jī)組的速度控制在30～40 m/min，對(duì)酸洗表面質(zhì)量達(dá)不到要求的鋼卷進(jìn)行二次酸洗，保證了酸洗鋼帶的表面質(zhì)量。

2.6 軋制工藝設(shè)計(jì)

0.3～0.34 mm卷尺用50鋼冷軋鋼帶屬于薄規(guī)格產(chǎn)品，對(duì)產(chǎn)品的尺寸精度及表面要求很高。為了減少50鋼在軋制過(guò)程中出現(xiàn)的邊裂、斷帶幾率，使產(chǎn)品軋到目標(biāo)厚度，對(duì)軋制總壓下率進(jìn)行了設(shè)計(jì)，由軋制常規(guī)產(chǎn)品的1軋程軋制設(shè)計(jì)為兩軋程軋制。為了降低軋制壓力，減少軋制道次，采用具有高皂化值的301軋制油進(jìn)行軋制，乳化液的濃度由0.8%～1.5%提高到2.0%以上。采用小輥徑工作輥進(jìn)行軋制，工作輥的硬度（HRB）達(dá)到93以上，工作輥的輥徑差控制在≤0.1 mm。

為了提高工藝潤(rùn)滑效果，減少乳化液濃度波動(dòng)，自制乳化液機(jī)械攪拌裝置代替壓縮空氣攪拌。首先對(duì)950軋機(jī)的乳化液箱體高度進(jìn)行了測(cè)量，根據(jù)乳化液箱體的體積，確定了與箱體液位相適應(yīng)的攪拌器長(zhǎng)度，計(jì)算出了合理的攪拌器的轉(zhuǎn)速及電機(jī)功率。通過(guò)增加減速機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的穩(wěn)定，采用皮帶動(dòng)力傳輸和懸浮式安裝的方法來(lái)提高乳化液攪拌效果及使用壽命。對(duì)攪拌器葉片的高度、長(zhǎng)度及角度進(jìn)行了多次調(diào)試，明確了乳化液機(jī)械攪拌裝置的準(zhǔn)確尺寸及安裝位置。通過(guò)在950軋機(jī)安裝乳化液機(jī)械攪拌裝置，保證了產(chǎn)品的表面質(zhì)量及板形質(zhì)量。

2.7 退火工藝設(shè)計(jì)

退火裝爐時(shí)，選用參數(shù)穩(wěn)定的爐臺(tái)、加熱罩生產(chǎn)。并對(duì)薄板專用對(duì)流盤(pán)進(jìn)行檢查并打磨。一軋程鋼帶退火時(shí)，在420℃設(shè)置2 h的保溫平臺(tái)。溫度＜420℃時(shí)全速升溫；溫度＞420℃后升溫速率按照35℃/h控制。升至700℃時(shí)保溫，保溫時(shí)間12 h，保溫結(jié)束后悶罩2 h。二軋程鋼帶退火時(shí)，升溫控制與一軋程鋼帶退火相同。升至630℃時(shí)保溫，保溫時(shí)間15 h，保溫結(jié)束后悶罩2 h，過(guò)程中溫度波動(dòng)控制在5℃范圍之內(nèi)。退火工藝參數(shù)見(jiàn)表2。

表2 退火工藝參數(shù)

2.8 精整松卷張力控制

為防止薄規(guī)格卷尺用50鋼冷軋鋼帶在退火時(shí)出現(xiàn)粘結(jié)缺陷，在二次退火前轉(zhuǎn)精整機(jī)組松卷卸張。卸張時(shí)開(kāi)卷張力控制在9 kN以下。精整所用的套筒不能寬于鋼卷寬度，同時(shí)保證卷取整齊。

2.9 平整工藝

950平整生產(chǎn)50鋼冷軋鋼帶時(shí)采用粗糙度為1.5～1.8 um的毛化工作輥，生產(chǎn)時(shí)根據(jù)來(lái)料厚度調(diào)整平整壓力，保證成品厚度偏差控制在-0.02～0 mm。對(duì)卷尺用50鋼冷軋鋼帶，平整軋制力控制在1 700 kN時(shí)，保證了產(chǎn)品的物理性能和厚度精度。具體平整工藝參數(shù)見(jiàn)表3。

表3 平整工藝參數(shù) kN

3 產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量分析

產(chǎn)品物理性能檢驗(yàn)表明，產(chǎn)品抗拉強(qiáng)度≥470 MPa，斷后伸長(zhǎng)率≥13%；組織為均勻的鐵素體+碳化物組織；產(chǎn)品厚度偏差控制在-0.02～0 mm，寬度偏差控制在0～+3 mm；表面均勻一致，無(wú)明顯的黑斑、黃斑、氧化色、銹蝕、折印、劃傷等缺陷；板面平整，無(wú)中浪、邊浪、肋浪等缺陷。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)煉鋼、熱軋、酸洗、軋制、退火、平整等工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，解決了鋼卷軋制邊裂缺陷，提高了產(chǎn)品的成材率，泰鋼成功開(kāi)發(fā)出了薄規(guī)格卷尺用50鋼冷軋鋼帶。產(chǎn)品經(jīng)客戶使用反饋，滿足了客戶質(zhì)量要求，廣泛應(yīng)用于各種卷尺的制作，具有廣闊的市場(chǎng)前景。