張曉東
(山東鋼鐵集團(tuán)有限公司萊蕪分公司板帶廠,山東萊蕪271104)
萊鋼冷軋罩式退火爐、平整拉矯生產(chǎn)線自2009年投產(chǎn)至今,主要生產(chǎn)一般沖壓用鋼SPCC退火卷。但用戶反映我廠生產(chǎn)的SPCC鋼板偏硬,沖壓成型性能不穩(wěn)定,所以我廠SPCC退火卷質(zhì)量有待進(jìn)一步提高。
萊鋼冷軋生產(chǎn)線目前有紊流式推拉酸洗線1條,1 500 mm可逆單機(jī)架2臺(tái),罩式退火爐24臺(tái)、重卷縱切線1條、單機(jī)架平整機(jī)組1臺(tái)和拉矯機(jī)組1條,設(shè)計(jì)年產(chǎn)能40萬(wàn)噸。冷軋生產(chǎn)線的具體工藝流程如圖1所示。
圖1 萊鋼1 500 mm冷軋線工藝流程圖
萊鋼生產(chǎn)的SPCC冷軋板采用熱軋SPHC為原料,其化學(xué)成分為(%):C=0.04~0.06,Si=0.01~0.03,Mn=0.14~0.22,P=0.006~0.015,S=0.005~0.008,N=0.004,Al=0.02~0.05。冷軋退火卷的生產(chǎn)規(guī)格為(0.25~2.5)mm×(900~1 380)mm。
冷軋工藝主要是保證合理的壓下率從而得到好的晶粒組織和織構(gòu),保證高r值和n值。研究不同冷軋壓下率對(duì)SPCC沖壓性能的影響規(guī)律,找出最有利于沖壓性能{111}織構(gòu)形成的冷軋壓下率。通過(guò)試驗(yàn),不同退火溫度下各試樣的平均晶粒尺寸與冷軋壓下率的關(guān)系如圖2所示。
圖2 在不同退火溫度下不同壓下率的晶粒尺寸圖
由試驗(yàn)得出:在同一退火溫度下,晶粒尺寸在76%的壓下率附近最??;當(dāng)壓下率低于64%時(shí),即使退火溫度達(dá)到800℃,晶粒仍為拉長(zhǎng)形;晶粒尺寸隨著壓下率的增大而減小,隨著溫度的提高而增大。另外,壓下率與退火鋼基體強(qiáng)度有較強(qiáng)的正對(duì)應(yīng)關(guān)系,增大壓下率是提高強(qiáng)度的有效方法之一。
分析不同退火工藝制度對(duì)SPCC沖壓性能的影響,主要是退火溫度、保溫時(shí)間和升溫速度。根據(jù)萊鋼罩式退火爐的情況,設(shè)定不同的退火溫度、升溫速度和保溫時(shí)間,分析金相組織和織構(gòu)的影響規(guī)律。
退火溫度作為影響低碳鋁鎮(zhèn)靜鋼罩式退火板最終性能的關(guān)鍵因素之一,主要能夠控制再結(jié)晶過(guò)程中鐵素體晶粒的大小。對(duì)不同厚度規(guī)格的SPCC鋼卷進(jìn)行不同溫度下的延伸率性能退火試驗(yàn),根據(jù)數(shù)據(jù)做如圖3所示關(guān)系圖。
圖3 延伸率與溫度的準(zhǔn)關(guān)系圖
從圖中可以看出,隨著溫度的升高,延伸率先升高后降低,在700~720℃退火溫度區(qū)間達(dá)到一個(gè)峰值。不同規(guī)格試樣達(dá)到峰值的溫度不同,0.35 mm和0.6 mm兩種規(guī)格在700℃達(dá)到峰值,1.3 mm和1.77 mm厚度規(guī)格要到720℃之后才達(dá)到峰值。
根據(jù)屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度數(shù)據(jù)可得出屈強(qiáng)比的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示,根據(jù)表中數(shù)據(jù)做如圖4所示關(guān)系圖。由圖可以看出,隨著溫度的升高,屈強(qiáng)比呈現(xiàn)降低趨勢(shì),在750℃之后晶粒繼續(xù)長(zhǎng)大,屈強(qiáng)比減小尤為明顯,這與強(qiáng)度變化情況一致。
平整激光測(cè)速儀受平整機(jī)架內(nèi)油霧等影響存在誤差,編碼器受S輥打滑與安裝精度影響產(chǎn)生誤差,將引起平整生產(chǎn)過(guò)程中延伸率不穩(wěn)定,影響最終產(chǎn)品性能穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)延伸率控制模式進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整,同時(shí)定期擦拭平整激光測(cè)速儀鏡片,對(duì)編碼器進(jìn)行定期校準(zhǔn),控制平整延伸率波動(dòng)不得超過(guò)±0.02%。改善前后平整延伸率控制精度如圖5所示。拉矯延伸率偏差會(huì)引起成品帶鋼性能波動(dòng),造成成品卷延伸率指標(biāo)偏差。通過(guò)優(yōu)化拉矯機(jī)重疊量的設(shè)定,減小機(jī)前機(jī)后的張力波動(dòng),定期校驗(yàn)張力輥編碼器,減小波動(dòng),控制拉矯延伸率波動(dòng)小于±0.01%。
表1 不同厚度的帶鋼在不同退火溫度下的屈強(qiáng)比
圖4 屈強(qiáng)比與溫度的準(zhǔn)關(guān)系圖
圖5 改善前后拉矯延伸率控制精度對(duì)比圖
實(shí)施工藝改進(jìn)后,SPCC退火卷的屈強(qiáng)強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率等成型性能指標(biāo)有了明顯提高,產(chǎn)品品質(zhì)控制穩(wěn)定性大大改善,客戶質(zhì)量異議大幅減少。
我們制定了適合萊鋼冷軋生產(chǎn)線的生產(chǎn)工藝方案,形成了完善、穩(wěn)定、高效的生產(chǎn)工藝,提高并穩(wěn)定了冷軋退火卷的最終力學(xué)成型性能,使萊鋼冷軋退火卷的沖壓狀態(tài)滿足了客戶要求,達(dá)到了同行業(yè)領(lǐng)先水平。