于云霞

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)銀山型鋼板帶廠，山東萊蕪 271126）

生產(chǎn)技術(shù)

40Mn熱軋窄帶鋼的開(kāi)發(fā)

于云霞

（萊蕪鋼鐵集團(tuán)銀山型鋼板帶廠，山東萊蕪 271126）

針對(duì)鋼坯易開(kāi)裂、加熱過(guò)程易脫碳等問(wèn)題，對(duì)鐵水進(jìn)行脫硫預(yù)處理，適當(dāng)降低單爐裝入量，采用全程保護(hù)澆注，高溫快燒等工藝，保證鋼坯質(zhì)量和軋后性能，開(kāi)發(fā)的40Mn熱軋窄帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，成材率98.26%，合格率99.91%。鋼帶交貨狀態(tài)硬度（HSB 10/3 000）187～195，平均脫碳層深度0.042 mm，帶鋼外形尺寸精度高，表面質(zhì)量好，產(chǎn)品滿足標(biāo)準(zhǔn)及用戶使用要求。

熱軋窄帶鋼；40Mn；硬度；脫碳層

1 前言

前些年，受市場(chǎng)拉動(dòng)和窄帶鋼軋機(jī)投資低、成本低等因素的影響，我國(guó)的窄帶鋼軋機(jī)建設(shè)增長(zhǎng)迅猛。目前全國(guó)共有窄帶鋼軋機(jī)近百套，產(chǎn)能3 800萬(wàn)t，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。為提高萊鋼620 mm熱帶的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)迫切需要由普鋼為主向優(yōu)鋼轉(zhuǎn)變。40Mn是優(yōu)鋼中用量較大的鋼種，抗疲勞性能好，有極好的彈性、塑性和硬度，主要用于沖壓機(jī)械零件、金屬制品和制造結(jié)構(gòu)件等，也可以冷軋后制作成鏈片、鋸條、刀具等。40Mn熱軋產(chǎn)品在硬度、尺寸、金相組織、表面質(zhì)量、脫碳層等方面要求嚴(yán)格：要有良好的強(qiáng)韌性、合理的硬度范圍、良好的表面質(zhì)量等。為滿足終端用戶的不同需求，針對(duì)鋼水的化學(xué)成分、連鑄澆注工藝及軋制過(guò)程的溫度制度、軋制制度、冷卻制度、卷取制度等進(jìn)行了分析，制定了合理可行的冶煉、精煉、連鑄、軋制制度，從而保證40Mn熱軋窄帶鋼產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)和用戶使用要求。

2 產(chǎn)品主要技術(shù)要求

2.1 成分及性能

40 Mn熱軋窄帶鋼的熔煉成分要求滿足GB/T 699—1999標(biāo)準(zhǔn)要求，見(jiàn)表1。

表140 Mn熱軋窄帶鋼成分要求（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%

產(chǎn)品性能執(zhí)行技術(shù)協(xié)議和GB/T 8749—2008標(biāo)準(zhǔn)。厚度≤3.0 mm，脫碳層深度不大于帶鋼厚度的0.08 mm；厚度＞3.0 mm，深度不大于帶鋼厚度的2.5%。鋼材交貨狀態(tài)硬度HBS 10/3 000≤229。鋼帶的厚度及允許偏差執(zhí)行企業(yè)內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)：鋼帶厚度2.5～4.5 mm，±0.15 mm；鋼帶寬度200～400 mm，-1.0～+2.0 mm；3點(diǎn)差≤0.10 mm。

2.2 表面質(zhì)量

鋼帶表面應(yīng)光潔，不得有裂紋、折疊、撕裂和壓入氧化鐵皮；鋼帶不得有鋼坯帶來(lái)的疏松、縮孔、氣泡、分層、氧化鐵皮、裂紋和外來(lái)夾雜物；鋼帶允許有深度或高度不大于厚度允許偏差之半的凹坑、凸面、劃痕、麻面以及深度≯0.08 mm的紅斑。

3 生產(chǎn)過(guò)程控制

在620 mm熱帶生產(chǎn)線進(jìn)行40Mn熱軋窄鋼帶的生產(chǎn)，其工藝路線如下：

鐵水脫硫預(yù)處理→轉(zhuǎn)爐→LF精煉→1連鑄機(jī)→合格連鑄坯準(zhǔn)備→加熱→RE0→高壓水除鱗→R0→RE1→中壓水除鱗→粗軋機(jī)組（R1、R2、RE2、R3、R4）→FE1→高壓水除鱗→精軋機(jī)組（F1～F7）→扭轉(zhuǎn)導(dǎo)槽→卷取→取樣、測(cè)量→包轉(zhuǎn)→計(jì)量→檢驗(yàn)入庫(kù)→發(fā)貨。

3.1 煉鋼過(guò)程控制

鐵水脫硫嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程，混鐵爐鐵水硫控制在0.030%以下，礦石攝入量控制在500 kg/爐以內(nèi)，調(diào)度室根據(jù)爐前實(shí)際熱量情況對(duì)裝入量進(jìn)行調(diào)整。轉(zhuǎn)爐全程化好渣，終渣堿度控制在2.8～3.2范圍內(nèi)。在生產(chǎn)過(guò)程中嚴(yán)格控制鋼水純凈度，出鋼溫度保證精煉進(jìn)站溫度合格，控制在1 580～1 595℃，到精煉位后根據(jù)溫度、渣況進(jìn)行造渣、脫氧，取樣前調(diào)大氬氣，攪拌保證成分的均勻性。精煉渣要求渣況呈泡沫黃渣或白渣，成分微調(diào)合格后，溫度提至高于出鋼溫度10～15℃后，采用喂硅鈣線進(jìn)行鈣化處理，精煉出站溫度控制在1 565～1 580℃；采用全程保護(hù)澆注。

3.2 軋制過(guò)程控制

控制要點(diǎn)：通過(guò)制定合理的加熱工藝，減輕或消除由于連鑄坯成分偏析造成的帶狀組織，并通過(guò)適當(dāng)?shù)木徖涔に?，得到晶粒?xì)小，高強(qiáng)度、高韌性且良好的冷彎性能的材料；為防止脫碳，采用“高溫快燒”技術(shù)，加熱爐內(nèi)的氣氛按微正壓、還原性氣氛控制，加熱鋼坯應(yīng)均勻，避免軋制低溫鋼、黑印鋼，長(zhǎng)度方向溫差≤35℃，生產(chǎn)順行時(shí)均勻出鋼節(jié)奏。通過(guò)與普碳鋼比較，對(duì)40Mn的加熱工藝重新修訂（見(jiàn)表2）。對(duì)異常情況制定停軋降溫制度（見(jiàn)表3）。

表2 40Mn鋼坯加熱工藝

表3 40Mn鋼坯停軋降溫制度

選取合適的中間坯厚度以及精軋各機(jī)架的壓下率，從而得到晶粒細(xì)小、性能優(yōu)良的材料。試制過(guò)程中，中間坯厚度為18～22 mm。根據(jù)成品規(guī)格不同，軋制節(jié)奏控制在65 s，確保終軋溫度在（940± 20）℃范圍內(nèi)，卷取溫度在（650±20）℃范圍內(nèi)。具體軋制工藝參數(shù)如下：帶鋼厚度2.5～4.5 mm，F(xiàn)7軋制速度10.6～6.5 m/s，終軋溫度920～960℃，卷取溫度630～670℃。

3.3 冷卻制度

由于鋼種材質(zhì)較硬，第1次試制時(shí)，精軋F(tuán)1～F4出口導(dǎo)衛(wèi)使用擋水裝置，F(xiàn)5～F7導(dǎo)衛(wèi)沒(méi)有進(jìn)行改造，出現(xiàn)頭部溫降過(guò)大造成打滑堆鋼事故。為此，將F5～F7機(jī)架的出口導(dǎo)衛(wèi)也進(jìn)行適應(yīng)性改造，增加擋水設(shè)施，將軋輥冷卻水與鋼帶表面隔離，減少頭部溫降過(guò)大，后續(xù)軋制基本正常。同時(shí)，為了保證鋼帶性能穩(wěn)定，軋制過(guò)程中避免冷卻水直接落到鋼帶表面，關(guān)閉了卷取機(jī)的冷卻水，防止冷卻水噴濺到帶鋼表面影響軋后性能。卷取過(guò)程采取快速卷取的方式，減少鋼帶在冷卻鏈上的停留時(shí)間，提高卷取溫度，盡量減少鋼帶頭尾溫差。由于試制前期部分軋機(jī)出口導(dǎo)衛(wèi)缺少擋水，軋輥冷卻水量控制較小，造成軋輥冷卻效果不好。后期導(dǎo)衛(wèi)增加擋水后對(duì)水量進(jìn)行調(diào)整，改造前后水量調(diào)整情況見(jiàn)表4。

表4 改造前后水量調(diào)整情況

4 產(chǎn)品實(shí)物質(zhì)量

40 Mn熱軋窄帶鋼自試制到實(shí)現(xiàn)大批量集中生產(chǎn)以來(lái)，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，用戶滿意度較高。2013年 1—4月共生產(chǎn)合格40Mn鋼帶約32 000 t，成材率98.26%，合格率99.91%，產(chǎn)品尺寸精度、表面質(zhì)量、脫碳層厚度、使用性能完全滿足用戶的需求。

4.1 硬度

40 Mn鋼帶各輪次試制合格產(chǎn)品交貨狀態(tài)硬度（HSB 10/3 000）及標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 8749）要求見(jiàn)表5。

表5 試制的40Mn鋼帶硬度（HSB 10/3 000）

第1次試制時(shí)由于缺少生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)控制不穩(wěn)定，產(chǎn)品硬度偏高。隨著工藝的完善，生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)連續(xù)性，硬度有所降低，且不同爐次的產(chǎn)品硬度趨于穩(wěn)定。

4.2 脫碳層

統(tǒng)計(jì)98批次40Mn鋼帶脫碳層深度檢測(cè)結(jié)果，平均脫碳層深度為0.042 mm，生產(chǎn)的40Mn鋼帶脫碳層厚度均滿足GB/T 8749—2008標(biāo)準(zhǔn)要求。鋼帶兩邊與中間部位脫碳層分布見(jiàn)表6。

表6 脫碳層深度統(tǒng)計(jì)

4.3 外形尺寸

40 Mn鋼帶尺寸及偏差要求如表7、表8所示，尺寸偏差執(zhí)行GB/T 8749—2008相關(guān)要求。

從表中看出，幾次試制鋼帶的厚度和寬度尺寸控制精度都比較高，鋼帶寬度方向及軋制方向上厚度均勻，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.4 表面質(zhì)量

40 Mn鋼軋制過(guò)程除鱗系統(tǒng)正常運(yùn)行，除鱗效果較好，對(duì)工藝通道打磨及時(shí)，軋后鋼帶表面光潔，未發(fā)現(xiàn)氧化鐵皮壓入及表面裂紋、劃傷等缺陷。

TG142.41

B

1004-4620（2015）02-0009-02

2014-11-12

于云霞，女，1975年生，1996年畢業(yè)于山東冶金工業(yè)學(xué)校軋鋼專業(yè)?，F(xiàn)為萊鋼銀山型鋼板帶廠帶鋼車間工程師，從事軋鋼工藝技術(shù)工作。