Q235B熱軋圓鋼的生產(chǎn)實(shí)踐

王小東，史永剛，許 棟，王仲凱

（1.陜鋼集團(tuán)產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究院有限公司，陜西 漢中 723000；2.陜鋼集團(tuán)漢中鋼鐵有限責(zé)任公司，陜西 勉縣 724200）

為適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)碳素結(jié)構(gòu)鋼熱軋圓鋼的需求，采用165 mm斷面方坯開發(fā)了Φ28～Φ32 mm規(guī)格的Q235B高精度熱軋圓鋼產(chǎn)品，滿足了用戶需求，為圓鋼的生產(chǎn)操作及更高品質(zhì)圓鋼的研發(fā)積累了經(jīng)驗(yàn)。

1 工藝流程

鐵水→900 t混鐵爐→120 t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐→吹氬站→八機(jī)八流165 mm方坯連鑄機(jī)→上料臺(tái)架→雙蓄熱式步進(jìn)梁式加熱爐→高壓水除磷→粗軋→1號(hào)飛剪→中軋→預(yù)水冷→2號(hào)飛剪→精軋→水冷→3號(hào)飛剪→冷床→紅鋼檢查→定尺剪→表面質(zhì)量及尺寸檢查→三段鏈?zhǔn)占蚶ΑQ重、掛牌→入庫(kù)。

2 成分及性能要求

2.1 化學(xué)成分要求

對(duì)圓鋼產(chǎn)品的化學(xué)成分要求如表1所示。

表1 化學(xué)成分要求 %

2.2 性能要求

根據(jù)用戶對(duì)產(chǎn)品性能的特殊要求，結(jié)合其產(chǎn)品特點(diǎn)及用途，在滿足國(guó)標(biāo)要求前提下，對(duì)鋼材性能指標(biāo)區(qū)間進(jìn)行了明確規(guī)定，具體如表2所示。

表2 性能要求

2.3 鋼材質(zhì)量要求

圓鋼的橫截面酸浸低倍試片上不應(yīng)有目視可見的縮孔、氣泡、裂紋、夾雜、翻皮和白點(diǎn)；鋼材的彎曲度應(yīng)不影響圓鋼的正常使用，且每米彎曲度不大于4 mm，總彎曲度不得大于鋼筋總長(zhǎng)度的0.4%；鋼材端部剪切平直無毛邊，不得有影響使用的變形、彎頭，不得有明顯的馬蹄形、三角頭；鋼材表面不得出現(xiàn)耳子、裂紋、結(jié)疤、翹皮等缺陷；按3倍公稱直徑的彎芯直徑彎曲180°后，鋼筋受彎曲部位表面不得產(chǎn)生裂紋。

3 軋鋼工藝

3.1 溫度控制

軋鋼時(shí)加熱溫度控制如表3所示。

表3 加熱溫度要求 ℃

軋制溫度控制如表4所示。

表4 軋制溫度要求 ℃

3.2 軋鋼孔型選擇

3.2.1 粗軋孔型優(yōu)化

該線原設(shè)計(jì)的鋼坯規(guī)格是150 mm方坯，經(jīng)過技術(shù)改進(jìn)，現(xiàn)采用165 mm方坯組織生產(chǎn)。為了最大限度地保證粗軋區(qū)的生產(chǎn)穩(wěn)定順行，滿足后續(xù)軋制道次料型需求，并確保鋼坯經(jīng)6道次軋制后可產(chǎn)出Φ68 mm圓形中間斷面料型，于是對(duì)粗軋孔型系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，發(fā)明設(shè)計(jì)了“平—方—橢圓—立橢—橢圓—圓”的孔型系統(tǒng)，通過合理分配道次壓下量，確保各道次順利咬入，對(duì)設(shè)備負(fù)荷進(jìn)行校核[1]，形成了圓鋼軋制規(guī)程表。經(jīng)試用，該孔型系統(tǒng)運(yùn)行良好，為實(shí)現(xiàn)圓鋼產(chǎn)品尺寸精度的達(dá)標(biāo)提供了保障。

3.2.2 成品孔型設(shè)計(jì)

成品孔型的設(shè)計(jì)對(duì)于產(chǎn)品尺寸精度、孔型使用壽命及軋機(jī)的生產(chǎn)能力都有很大影響。為保證軋件冷卻至常溫后可獲得正確的幾何圓形斷面，必須使成品孔的水平軸線尺寸大于垂直軸線[2]，因此必須準(zhǔn)確計(jì)算孔型尺寸。Φ28 mm、Φ32 mm規(guī)格的Q235B圓鋼K1孔型如圖1、圖2所示，若用于生產(chǎn)尺寸負(fù)偏差的圓鋼，孔型尺寸還需進(jìn)行優(yōu)化。

圖1 Φ28 mm圓鋼K1孔型尺寸（mm）

圖2 Φ32 mm圓鋼K1孔型尺寸（mm）

4 生產(chǎn)情況

4.1 成分控制情況

圓鋼生產(chǎn)中各成分控制情況如表5所示。

表5 成分控制情況 %

4.2 性能情況

產(chǎn)品生產(chǎn)中鋼材性能情況如表6所示。

表6 鋼材性能情況

5 存在的問題及解決辦法

5.1 加熱溫度問題

生產(chǎn)初期加熱溫度設(shè)定較低，加熱段、均熱段均設(shè)定在1 060℃左右，但在實(shí)際生產(chǎn)中此溫度無法滿足連續(xù)軋制要求，出現(xiàn)了鋼坯加熱溫度不均勻、設(shè)備負(fù)荷大、軋件尺寸不穩(wěn)定、成品尺寸波動(dòng)大等問題。

針對(duì)這些問題，在對(duì)鋼材基體及表面金相組織構(gòu)成、表面脫碳層等進(jìn)行研究后，決定逐步將加熱段、均熱段溫度升高到（1 130±20）℃，經(jīng)過連續(xù)、批量生產(chǎn)驗(yàn)證，新設(shè)定的溫度段所產(chǎn)鋼材性能良好，表面無脫碳層，設(shè)備負(fù)荷適中，產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，滿足連續(xù)生產(chǎn)要求。

5.2 鋼材表面質(zhì)量控制

5.2.1 鋼材表面凹坑

特征：鋼材表面存在形狀不規(guī)則的凹陷，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響鋼材內(nèi)徑，缺陷一般是連續(xù)出現(xiàn)，具體形貌如圖3所示。

圖3 鋼材表面凹坑

產(chǎn)生原因：若凹坑邊緣輪廓清晰，一般為K1軋槽或進(jìn)口導(dǎo)衛(wèi)導(dǎo)輪出現(xiàn)粘鋼，或軋槽、導(dǎo)輪上留有焊疤等凸塊缺陷造成。

5.2.2 鋼材表面擦傷

特征：鋼材表面呈現(xiàn)形狀不規(guī)則的凹陷，嚴(yán)重時(shí)影響到鋼材內(nèi)徑，缺陷一般是連續(xù)出現(xiàn)，表面光亮，無氧化鐵皮附著,具體形貌如圖4所示。

圖4 鋼材表面擦傷

產(chǎn)生原因：冷床齊頭輥道、輸出輥道間存在摩擦，打包機(jī)成型器夾緊力過大等。

5.2.3 鋼材表面劃傷

特征：沿軋制方向上縱向的細(xì)長(zhǎng)凹下缺陷，其形狀、深淺、寬窄隨劃傷產(chǎn)生的原因不同而不同，具體形貌如173頁(yè)圖5所示。

產(chǎn)生原因：由于鋼材的氧化鐵皮、金屬顆?；蚱渌愇镌趯?dǎo)衛(wèi)、跑槽、導(dǎo)管裝置內(nèi)積聚，與高溫高速通過的軋件接觸而導(dǎo)致刮傷，或由于導(dǎo)衛(wèi)、跑槽、導(dǎo)管磨損嚴(yán)重所致。此外，導(dǎo)衛(wèi)、導(dǎo)管安裝不當(dāng)也會(huì)引起該缺陷。

圖5 鋼材表面劃傷

5.2.4 鋼材表面折疊

特征：鋼材表面表現(xiàn)為一條彎曲或平行的細(xì)線，沿軋制方向存在近似縱裂缺陷，有一定的傾斜角，且一般呈直線狀或兩條平行線的形態(tài)出現(xiàn)，也有鋸齒狀形態(tài)，內(nèi)附氧化鐵皮。

產(chǎn)生原因：料型設(shè)置不當(dāng)，發(fā)生過充滿現(xiàn)象，或?qū)l(wèi)安裝偏斜，出現(xiàn)耳子，在繼續(xù)軋制時(shí)壓入軋件內(nèi)部，產(chǎn)生折疊；錯(cuò)輥時(shí)產(chǎn)生的錯(cuò)邊耳子，經(jīng)下道軋制也會(huì)形成折疊；軋制過程中產(chǎn)生的飛邊、毛刺等，在繼續(xù)軋制時(shí)壓入軋件內(nèi)部，產(chǎn)生折疊；清理原料表面缺陷時(shí)，若深寬比不合適也會(huì)出現(xiàn)折疊缺陷。

6 結(jié)語

通過生產(chǎn)技術(shù)人員的精心準(zhǔn)備與調(diào)試，Φ28～32 mm規(guī)格的碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235B圓鋼首次生產(chǎn)便獲得成功，鋼材表面質(zhì)量良好，不圓度控制在0.3 mm以內(nèi)，各項(xiàng)性能均合格，且在下游使用過程中，鋼材體現(xiàn)出其良好的質(zhì)量水平，獲得了用戶的高度認(rèn)可。