254SMO奧氏體不銹鋼熱軋生產(chǎn)工藝研究

徐曉榮

（江蘇德龍鎳業(yè)有限公司，江蘇 鹽城 224000）

254SMO奧氏體不銹鋼是由瑞典Avesta公司于1978年研究開發(fā)的，是一款典型的6Mo超級(jí)奧氏體不銹鋼。具有極高的耐點(diǎn)侵蝕和耐縫隙侵蝕機(jī)能。254SMO奧氏體不銹鋼是為用于諸如海水等，含有鹵化物的環(huán)境中而研制和開發(fā)的，廣泛應(yīng)用在海水淡化、紙漿漂白、化學(xué)化工、煙氣脫硫等領(lǐng)域。但相對(duì)于一般的奧氏體不銹鋼，其熱塑性差、變形抗力大，在實(shí)際生產(chǎn)中難度較大。為了降低254SMO熱軋生產(chǎn)難度，大部分的不銹鋼公司都是通過降低板坯厚度，使板坯厚度控制到140mm～150mm再進(jìn)行熱軋。一般的不銹鋼為產(chǎn)能最大化，板坯厚度控制在200mm～220mm，降低板坯厚度時(shí)，需要2～3天進(jìn)行連鑄結(jié)晶器更換，產(chǎn)能損失較大。

1 熱軋加熱控制

根據(jù)合金元素以及（C+N）對(duì)高溫變形抗力的影響，引入奧氏體不銹鋼高溫強(qiáng)度系數(shù)概念，強(qiáng)度系數(shù)=0.669+（%Cr+2.5*%Ni+13*%Mo+310*%(C+N)）/207[1]。根據(jù)公式可計(jì)算出，254SMO的高溫變形抗力為304鋼種的1.67倍。為了降低254SMO鋼種的實(shí)際熱軋生產(chǎn)的難度，可通過兩個(gè)途徑進(jìn)行調(diào)整：提高加熱爐溫度，降低254SMO鋼種的高溫變形抗力；減小板坯的實(shí)際厚度，減小每道次壓下率。在熱軋實(shí)際生產(chǎn)高合金奧氏體鋼種時(shí)，一方面要考慮高溫變形抗力，一方面受熱塑性影響。高溫變形抗力一般隨溫度上升而降低，但奧氏體鋼的熱塑性隨溫度升高而有極大值的塑性區(qū)間，通過254SMO的熱拉升實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示，1200℃～1250℃斷面收縮率達(dá)到66%，為最佳的熱塑性溫度區(qū)間，同時(shí)此時(shí)的變形抗力最低，易于加工[2]。

同時(shí)，為了進(jìn)一步降低高溫變形抗力，同時(shí)減少更換煉鋼結(jié)晶器時(shí)間，通過2步法熱軋法：第一步由200或220mm的板坯直接軋制成140mm～145mm的薄板坯；第二步由140mm～145mm的薄板坯軋制成成品。由于2步法熱軋法需要2次加熱爐加熱，如第一步軋多塊板坯對(duì)熱軋產(chǎn)量產(chǎn)生影響，故第一步熱軋可將1～2塊板坯安排在單個(gè)不銹鋼計(jì)劃最后面，利用精軋換輥時(shí)間進(jìn)行軋制，減少浪費(fèi)熱軋時(shí)間。第一步熱軋時(shí)由于整體壓下率只有30%左右，所以加熱爐溫度可按304鋼種溫度進(jìn)行控制；第二步熱軋時(shí)，由于整體壓下率高、熱軋散熱導(dǎo)致變形抗力增加的問題，必須提高加熱爐溫度，按照板坯實(shí)際溫度1250℃控制，并且保證板坯中心溫度均一，在爐時(shí)間保證在230min以上。

圖1 254SMO的熱拉升實(shí)驗(yàn)圖

2 熱軋粗軋控制

按照兩步法對(duì)板坯進(jìn)行粗軋，最終中間坯厚度控制到26mm，如表1所示粗軋壓下進(jìn)行控制，可有效降低粗軋壓延負(fù)荷的同時(shí)，減少大壓下率下造成的中間坯表面裂紋情況。第一步粗軋結(jié)束后，可將板坯放置在冷卻平臺(tái)進(jìn)行空冷。

表1 采用兩步法對(duì)板坯進(jìn)行粗軋控制情況

由于254SMO合金含量高，高溫變形抗力大，在粗軋作業(yè)過程中，所有除鱗水必須關(guān)閉，防止除鱗水降低中間坯溫度(特別頭尾部溫度)，防止軋制力過大造成廢鋼。同時(shí)頭尾部溫降快，在粗軋過程中容易發(fā)生裂紋，在進(jìn)入精軋前，飛剪剪切量應(yīng)有所增加，對(duì)比一般304鋼種，增加50mm為佳。

3 熱軋精軋控制

中間坯進(jìn)入精軋的厚度為26mm，一般254SMO最小厚度為4.0mm，所以整體壓下率較小，但由于中間坯較薄，散熱較大，故精軋一般需要使用爐卷軋機(jī)進(jìn)行軋制。爐卷軋機(jī)作業(yè)時(shí)，卷爐溫度控制在1060℃～1080℃，保證精軋作業(yè)過程中，有足夠的熱量進(jìn)行補(bǔ)充，防止溫降過快導(dǎo)致的高溫變形抗力加大。同時(shí)254SMO在900℃時(shí)σ相大量析出，所以FET應(yīng)控制在950℃以上，這部分也需要卷爐設(shè)定較高的溫度。

4 熱軋卷取控制

對(duì)254SMO進(jìn)行時(shí)效分析，在800℃～900℃時(shí)，σ相析出呈直線上升趨勢(shì)，見圖2[3]。

圖2 溫度在800℃~900℃時(shí)254SMO的時(shí)效分析

σ相析出過多，鋼帶脆性較大，對(duì)卷取作業(yè)及后工程作業(yè)造成比較大的影響。所以在層流冷卻控制方面尤為重要，一般作業(yè)時(shí)，前3段層流冷卻必須全開，使鋼帶溫度驟降至750℃～780℃，減少σ相，后段層流冷卻根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，保證CT溫度控制在700℃左右，因?yàn)闇囟容^低時(shí)，由于254SMO高合金量決定的較大的抗拉及屈服強(qiáng)度，卷取作業(yè)十分困難。當(dāng)卷取作業(yè)完成后，應(yīng)立即打開卷取側(cè)噴淋，使鋼卷急速冷卻，避開高溫下的金屬間相的析出，一般側(cè)噴淋打開時(shí)間為2min～3min。

5 結(jié)論

①254SMO鋼種通過熱軋兩步法作業(yè)模式，可減少更換結(jié)晶器的時(shí)間，提高生產(chǎn)效率；②熱軋加熱爐控制時(shí)，第一步熱軋時(shí)按照304溫度控制；第二步熱軋溫度必須控制到1260℃～1270℃；③熱軋粗軋控制時(shí)，第一步熱軋一般作業(yè)到140mm～145mm；第二步熱軋直接軋制成26mm中間坯，同時(shí)必須關(guān)閉除鱗水作業(yè)；④熱軋精軋控制時(shí)，卷爐溫度控制在1060℃～1080℃，保證FET溫度控制在1000℃以上；⑤熱軋卷取時(shí)，層流冷卻必須嚴(yán)格控制，保證前端急速冷卻，CT控制在700℃左右。