防靜電地板用SPCE冷軋鋼帶開發(fā)

亓振寶，杜守中，胡自明，侯元新，何敏

（山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東濟(jì)南 271100）

1 前 言

防靜電地板用冷軋鋼帶在開發(fā)過程中易出現(xiàn)粘結(jié)等缺陷，客戶在使用過程中也出現(xiàn)了沖壓開裂的問題。因此，山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司（簡稱泰鋼）冷軋部根據(jù)客戶產(chǎn)品質(zhì)量要求，通過優(yōu)化冷軋生產(chǎn)工藝，成功開發(fā)出了防靜電地板用SPCE 冷軋鋼帶。

2 產(chǎn)品開發(fā)及工藝優(yōu)化

2.1 產(chǎn)品技術(shù)要求

產(chǎn)品屈服強(qiáng)度130～210 MPa，抗拉強(qiáng)度≥270 MPa，伸長率≥40%，深沖無開裂；板形平直，不平度≤2 mm；厚度偏差-0.02～0 mm；鋼帶表面無肉眼可見黑斑、氧化、劃傷、擦傷、輥印、粘結(jié)、劃痕、硌印、鐵銹等缺陷。

2.2 生產(chǎn)工藝流程

SPCE 冷軋鋼帶生產(chǎn)工藝流程：酸洗→軋制→縱切卸張→退火→拉矯→包裝入庫。對生產(chǎn)工藝流程優(yōu)化后，由于退火后直接進(jìn)行拉矯，不僅省去了平整工序，縮短了工藝流程，降低了產(chǎn)品的加工成本，而且解決了因平整產(chǎn)生的鋼帶硬化問題，提高了產(chǎn)品的深沖性能。

2.3 酸洗表面質(zhì)量控制

SPHE熱軋鋼帶在酸洗過程中出現(xiàn)了帶水發(fā)黃缺陷，帶水發(fā)黃缺陷的產(chǎn)生不僅污染軋機(jī)的乳化液，而且影響冷軋鋼帶的板面清潔度。經(jīng)分析，造成酸洗鋼帶發(fā)黃缺陷的主要原因是熱風(fēng)干燥器烘干和鋼帶邊部吹掃效果差。

針對熱風(fēng)干燥器烘干效果差的問題，設(shè)計制作了分體式酸洗鋼帶熱風(fēng)干燥裝置。該裝置與目前使用的酸洗鋼帶干燥裝置相比，由于增加了儲風(fēng)分配箱，并通過儲風(fēng)分配箱將干燥風(fēng)分配給多根下吹風(fēng)管對酸洗鋼帶的下表面進(jìn)行干燥，同時，用上吹風(fēng)管對酸洗鋼帶的上表面進(jìn)行干燥，使酸洗鋼帶能夠均勻、快速干燥，可有效吹干酸洗鋼帶上、下表面殘留的水分，解決了現(xiàn)有技術(shù)中因酸洗鋼帶上、下表面帶水導(dǎo)致的發(fā)黃和銹蝕難題，提高了酸洗鋼帶表面質(zhì)量。

為了提高酸洗鋼帶邊部吹掃效果，設(shè)計制作了防止鋼帶堆鋼的吹掃裝置。該裝置與目前鋼帶吹邊裝置相比，上吹風(fēng)管可升降，提高了吹掃效果，降低了壓縮空氣的消耗，有效防止了發(fā)生鋼帶堆鋼的現(xiàn)象，既保證了鋼帶表面的水分快速吹干，省時省力，又提高了生產(chǎn)效率。

2.4 軋制工藝改進(jìn)

提高產(chǎn)品的厚度精度。防靜電地板用SPCE冷軋鋼帶屬于極薄產(chǎn)品，對產(chǎn)品的厚度精度要求很高。為了保證防靜電地板用SPCE冷軋鋼帶的厚度精度，對1 700 mm六輥HC冷軋機(jī)的AGC工藝控制系統(tǒng)進(jìn)行了升級改造。1 700 mm 六輥HC 軋機(jī)AGC工藝控制系統(tǒng)由工控機(jī)控制升級為S7-400西門子PLC和FM458模塊控制，實現(xiàn)了對鋼帶厚度的高精度控制。

提高產(chǎn)品表面及板形質(zhì)量。為了提高產(chǎn)品的表面及板形質(zhì)量，上下工作輥的輥徑差控制在了0.05 mm，軋輥的表面達(dá)到了光潔無裂紋、壓痕、斑點、刮傷軟點、刀花、顫紋等缺陷，輥身硬度達(dá)到了93HSD 以上。并對1 700 mm 六輥HC 軋機(jī)的工藝潤滑進(jìn)行了如下優(yōu)化：（1）對軋機(jī)的機(jī)前氣刀吹掃裝置進(jìn)行了改造，將內(nèi)側(cè)氣刀噴射梁由原來的900 mm調(diào)整到1 500 mm。（2）對氣刀噴射梁的噴嘴排列結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化，噴射梁上噴嘴的間距由實施前的20 mm調(diào)整為兩邊部400 mm長度上按10 mm排列，中部700 mm 長度上按15 mm 排列，噴嘴的長度由50 mm調(diào)整為100 mm，提高了氣刀的吹掃效果。（3）將乳化液主管上的氣動蝶閥改為氣動球閥，減少了乳化液在板面的殘留。

2.5 縱切松卷張力優(yōu)化

在退火前轉(zhuǎn)縱切機(jī)組進(jìn)行松卷卸張。松卷時張力按階梯張力進(jìn)行優(yōu)化，第一階段張力為25～28 kN，第二階段張力為20～25 kN，第三階段張力為16～20 kN，第四階段張力為12～16 kN，通過采取階梯張力松卷，解決了防靜電地板用SPCE 冷軋鋼帶在退火時出現(xiàn)的粘結(jié)缺陷。

2.6 退火工藝設(shè)計

退火升溫速率對性能的影響。較低的升溫速度可以保證罩式退火爐中鋼卷溫度的均勻性，在一定程度上可以提高產(chǎn)品的深沖性能。在退火升溫過程中，250～470 ℃期間升溫速率控制在110 ℃/h，之后溫度升溫速率控制在35～50 ℃/h，以保證產(chǎn)品良好的深沖性能。

保溫溫度對試樣硬度及金相組織的影響。（1）保溫溫度對試樣硬度的影響。根據(jù)不同加熱溫度下深沖鋼的顯微硬度值的變化規(guī)律，當(dāng)溫度高于560 ℃時，深沖鋼的硬度值開始明顯下降，此階段鋼板已發(fā)生回復(fù)和再結(jié)晶過程，在560～690 ℃，硬度值顯著下降，并隨著溫度的逐漸升高再結(jié)晶晶粒大量形核并長大。隨著溫度的繼續(xù)升高，硬度值下降緩慢，此時鋼板內(nèi)的冷加工組織已消除，晶粒已完全再結(jié)晶。（2）保溫溫度對金相組織的影響。當(dāng)溫度加熱到500 ℃時，鋼的組織仍為冷加工纖維狀原始組織，當(dāng)溫度升高到560 ℃時，原始組織中開始出現(xiàn)少量的再結(jié)晶晶粒，隨著溫度的升高，再結(jié)晶晶粒的形核速率加快并同時伴隨晶粒長大；當(dāng)溫度達(dá)到620 ℃時，鋼板組織內(nèi)已有大量的再結(jié)晶晶粒，但此時晶粒細(xì)小、晶粒度級別為10 級，并且不均勻：當(dāng)溫度達(dá)到680～690 ℃時，原始組織內(nèi)的晶粒已全部發(fā)生再結(jié)晶。

保溫時間對硬度及金相組織的影響。保溫時間對試樣硬度的影響，鋼卷在680～690 ℃的保溫再結(jié)晶退火過程中，隨著保溫時間的增加，鋼的顯微硬度值仍較低并且變化不大。這說明以低速連續(xù)升溫到680～690 ℃的過程中，鋼帶內(nèi)的晶粒已經(jīng)全部發(fā)生再結(jié)晶：當(dāng)保溫時間達(dá)到14 h 時，鋼板硬度值已降至最低值，此時保溫時間再延長，其硬度值基本不變，由此可見，在深沖鋼退火過程中，退火溫度是關(guān)鍵因素，當(dāng)鋼板內(nèi)晶粒充分再結(jié)晶后，保溫時間的影響很小。

保溫時間對金相組織的影響。連續(xù)升溫到680～690 ℃時，鋼板內(nèi)晶粒已全部發(fā)生再結(jié)晶，此時的晶粒比較細(xì)小。隨著保溫時間的延長，晶粒逐漸長大，保溫14 h，晶粒已充分長大，晶粒度級別在8～9級。

悶罩時間試驗。根據(jù)冷軋鋼帶粘結(jié)產(chǎn)生機(jī)理，確定控制冷卻速度，即增加一段帶罩冷卻時間，悶罩2 h換罩，從而控制冷卻速度，減少粘結(jié)缺陷。

通過以上分析可知，隨著保溫溫度的升高，鐵素體晶粒進(jìn)一步長大，當(dāng)保溫溫度升高到680～690 ℃退火后，已充分完成再結(jié)晶過程，晶粒內(nèi)部較完整，其大小和形狀變得均勻，隨著保溫時間的延長，延伸率也隨之增大，保溫時間達(dá)到14 h 時，力學(xué)性能達(dá)標(biāo)準(zhǔn)及客戶要求。

2.7 拉矯張力控制

退火后的鋼卷轉(zhuǎn)到1580 拉矯機(jī)組矯直板形。拉矯時張力控制8～10 kN，既保證了產(chǎn)品的板形質(zhì)量，又消除了拉矯紋缺陷。

3 結(jié) 語

產(chǎn)品物理性能檢驗表明，產(chǎn)品的屈服強(qiáng)度130～210 MPa，抗拉強(qiáng)度≥270 MPa，伸長率≥40%，深沖無開裂。板形平直，厚度偏差控制在-0.02～0 mm；鋼帶表面無肉眼可見黑斑、氧化、劃傷、擦傷、輥印、粘結(jié)、劃痕、硌印、鐵銹等缺陷，產(chǎn)品質(zhì)量滿足了客戶需求。2020 年1—4 月，共開發(fā)銷售防靜電地板用SPCE 冷軋鋼帶2 929.02 t，達(dá)到歷史最高水平，為公司效益的提升發(fā)揮了重要作用。