陳小波 陳建華 朱永寬 管興偉 金鵬

(1.新余鋼鐵集團(tuán)有限公司;2.西安建筑科技大學(xué))

SPA－H耐候鋼軋制工藝研究

陳小波1，2陳建華1朱永寬1管興偉1，2金鵬1

(1.新余鋼鐵集團(tuán)有限公司;2.西安建筑科技大學(xué))

介紹了新鋼熱軋SPA－H耐候鋼的軋制工藝研究情況。通過調(diào)整精軋終軋溫度及卷取溫度，使鋼材的性能滿足了生產(chǎn)要求。

SPA－H耐候鋼 終軋溫度 卷取溫度

0 前言

耐候鋼(即耐大氣腐蝕鋼)是介于普通鋼和不銹鋼之間的價廉物美的低合金鋼系列，在融入現(xiàn)代冶金新機(jī)制、新技術(shù)和新工藝后得以可持續(xù)發(fā)展和創(chuàng)新，屬世界超級鋼技術(shù)前沿水平的系列鋼種之一。耐候鋼由普碳鋼添加少量銅、鎳等耐腐蝕元素而成，具有優(yōu)質(zhì)鋼的強(qiáng)韌、塑延、成形、焊割、磨蝕、高溫、疲勞等特性;耐候性為普碳鋼的2～8倍，涂裝性為普碳鋼的1.5～10倍，能減薄使用、裸露使用或簡化涂裝使用。該鋼種具有耐銹，使構(gòu)件抗蝕延壽、減薄降耗、省工節(jié)能的特性，使構(gòu)件制造者、使用者受益。例如，耐候鋼橋梁可節(jié)約的涂裝費(fèi)就可達(dá)建設(shè)投資的10%以上。耐候鋼具有重大經(jīng)濟(jì)意義和戰(zhàn)略意義，符合當(dāng)今高效、長壽、節(jié)能、環(huán)保等“綠色”觀念和國家發(fā)展政策導(dǎo)向［1］。

1 軋制工藝設(shè)計與試驗(yàn)方案

1.1 軋制工藝參數(shù)的選擇

1.1.1 加熱制度的選擇

加熱是熱連軋的重要工藝環(huán)節(jié)。板坯加熱時，原始奧氏體晶粒大小、各元素的固溶程度都直接影響熱連軋過程中的再結(jié)晶狀態(tài)，變形后的奧氏體晶粒尺寸等，這些都影響熱軋鋼板的綜合力學(xué)性能。對于低碳鋼，加熱溫度通常為1200℃ ～1300℃［2］。提高加熱溫度雖然可以減輕軋機(jī)負(fù)荷，但是消耗燃料多，增加燒損，并可能導(dǎo)致粘鋼，甚至過熱、過燒，所以不希望進(jìn)一步提高加熱溫度。相反加熱溫度太低，奧氏體晶粒長大緩慢，要求很長的均熱時間，降低加熱爐的生產(chǎn)能力，并可能導(dǎo)致軋機(jī)超負(fù)荷。由于SPA－H鋼中含Cu，為防止加熱時鑄坯表面產(chǎn)生“銅脆”缺陷，應(yīng)控制了爐內(nèi)的氣氛以及升溫速度，縮短鋼坯高溫在爐時間，減少Cu在晶界及鑄坯表面的富集。所以本鋼種加熱溫度確定為1200℃～1250℃。

1.1.2 粗軋終軋溫度的選擇

為了得到均勻的鐵素體組織，制定合理的進(jìn)精軋溫度可有效的保證組織的均勻，防止產(chǎn)生混晶組織，同時也可保證軋制的穩(wěn)定性。由于該鋼種低溫下變形抗力較大，進(jìn)精軋溫度控制在:1040℃ ～1070℃。

1)終軋溫度的選擇。為了得到細(xì)小而均勻的鐵素體晶粒，終軋溫度應(yīng)高于Ar3(835℃)以上，因?yàn)槿舻陀诖藴囟?，將產(chǎn)生先析鐵素體，并將在后面的軋制道次中，出現(xiàn)拉長的最終組織，影響產(chǎn)品的塑性和韌性指標(biāo)。

2)卷取溫度和冷卻制度的選擇?？刂评鋮s是熱軋帶鋼的一個重要工藝環(huán)節(jié)，卷取溫度對帶鋼組織和性能的影響是極為明顯的。卷取溫度應(yīng)低于665℃以下［2］，這樣才可以得到均勻、等軸的細(xì)晶粒組織和彌散度較高的碳化物相。

新鋼1580 mm熱連軋機(jī)的精軋機(jī)組軋后冷卻裝置是145 m長的層流冷卻系統(tǒng)，由計算機(jī)根據(jù)卷取溫度的要求進(jìn)行自動控制，可采用前段冷卻、后段冷卻等多種方式。為保證SPA－H鋼較低的屈強(qiáng)比指標(biāo)，應(yīng)盡量延長終軋與開始冷卻之間的間隔，所以，層流冷卻采用后段冷卻方式，冷卻策略采用稀疏冷卻。

1.2 試驗(yàn)方案設(shè)計

試驗(yàn)用SPA－H鋼的化學(xué)成分如表1，坯料厚度尺寸230 mm。根據(jù)該鋼種成分特點(diǎn)及現(xiàn)場生產(chǎn)情況，軋制工藝溫度采用:加熱溫度1220℃，粗軋開軋溫度1180℃ ，終軋溫度1050℃:精軋開軋溫度1020℃，冷卻方式采用后段冷卻。采用不同的精軋終軋溫度、卷取溫度，軋制工藝參數(shù)設(shè)計如表2所示。在新鋼1580 mm熱連廠試軋。

表1 SPA－H試驗(yàn)鋼化學(xué)成分 %

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 力學(xué)性能

對實(shí)驗(yàn)鋼進(jìn)行力學(xué)性能檢測，其結(jié)果見表2。

表2 SPA－H鋼工業(yè)試驗(yàn)條件及力學(xué)性能

由表2可以看出，采用四種軋制工藝均可滿足力學(xué)性能要求。從總體上看，屈服強(qiáng)度富裕量較大，比國標(biāo)≧75 MPa，抗拉強(qiáng)度富裕量較小，比國標(biāo)≧25 MPa。其中C鋼種力學(xué)富裕量最大，延伸也較好。

2.2 金相組織及夾雜物

對4塊SPA－H鋼取樣進(jìn)行金相組織檢驗(yàn)及夾雜物評定，金相檢測結(jié)果見表3。檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn):晶粒度采用 YB27，帶狀采用 GB/T13299，夾雜物采用GBl0561，晶粒度為11級;硫化物為0.5級、氧化物為05～0.5級、帶狀為0.5～1.5級。SPA －H 鋼的金相組織為鐵素體+珠光體，其體積百分?jǐn)?shù)分別為85% ～90%和10% ～15%，金相照片如圖1、圖2所示。

表3 金相檢測結(jié)果

圖1 心部鐵素體帶組織

圖2 C鋼金相組織

由圖1、圖2可知 A、B、D鋼心部出現(xiàn)鐵素帶，C鋼心部未出現(xiàn)鐵素體;由表3可以看出，A、B、D鋼冷卻速度較慢，而C鋼冷卻較快，所以加快冷卻速度可有效降低心部鐵素體帶的形成，有利于力學(xué)性能的提高。

3 結(jié)論

根據(jù)以上分析結(jié)果，最終確定軋制工藝采用:加熱溫度1220℃，粗軋開軋溫度1180℃，終軋溫度1050℃:精軋開軋溫度1020℃，冷卻方式采用后段冷卻，精軋終軋溫度860℃，卷取溫度550℃。使用該工藝生產(chǎn)，力學(xué)性能富裕量較好，組織均勻，完全滿足生產(chǎn)要求。經(jīng)過近1年得生產(chǎn)實(shí)踐，采用該軋制工藝，性能命中率100%。

［1］ 徐明等.集裝箱用SPA－H耐大氣腐蝕鋼的開發(fā)研制［J］.遼寧科技學(xué)院學(xué)報，2005，7(1):12 －15

［2］ 張懷富等.SPA－H熱軋帶鋼生產(chǎn)工藝［J］.山西冶金，2001，83(3):23－25.

RESEARCH ON THE ROLLING PROCESS OF SPA－H STEEL

Chen Xiaobo1，2Chen Jianhua1Zhu Yongkuan1Guan Xingwei1，2Jin Peng1

(1.Xinyu Iron and Steel Group Co.，Ltd;2.Xi＇an University of Architecture and Technology)

It introduced the research on rolling process of SPA －H steel in Xingang hot rolling line.The steel properties can meet the production requirement through adjusting the finish rolling temperature and coiling temperature.

SPA－H steel finish rolling temperature coiling temperature

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2011—9—14