張曉東
(山東鋼鐵集團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可逆單機架2臺,罩式退火爐24臺、重卷縱切線1條、單機架平整機組1臺和拉矯機組1條,設計年產(chǎn)能40萬噸。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。通過試驗,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
由試驗得出:在同一退火溫度下,晶粒尺寸在76%的壓下率附近最?。划攭合侣实陀?4%時,即使退火溫度達到800℃,晶粒仍為拉長形;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度有較強的正對應關系,增大壓下率是提高強度的有效方法之一。
分析不同退火工藝制度對SPCC沖壓性能的影響,主要是退火溫度、保溫時間和升溫速度。根據(jù)萊鋼罩式退火爐的情況,設定不同的退火溫度、升溫速度和保溫時間,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鍵因素之一,主要能夠控制再結(jié)晶過程中鐵素體晶粒的大小。對不同厚度規(guī)格的SPCC鋼卷進行不同溫度下的延伸率性能退火試驗,根據(jù)數(shù)據(jù)做如圖3所示關系圖。
圖3 延伸率與溫度的準關系圖
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)間達到一個峰值。不同規(guī)格試樣達到峰值的溫度不同,0.35 mm和0.6 mm兩種規(guī)格在700℃達到峰值,1.3 mm和1.77 mm厚度規(guī)格要到720℃之后才達到峰值。
根據(jù)屈服強度和抗拉強度數(shù)據(jù)可得出屈強比的試驗數(shù)據(jù)如表1所示,根據(jù)表中數(shù)據(jù)做如圖4所示關系圖。由圖可以看出,隨著溫度的升高,屈強比呈現(xiàn)降低趨勢,在750℃之后晶粒繼續(xù)長大,屈強比減小尤為明顯,這與強度變化情況一致。
平整激光測速儀受平整機架內(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)過程中延伸率不穩(wěn)定,影響最終產(chǎn)品性能穩(wěn)定性。通過對延伸率控制模式進行優(yōu)化調(diào)整,同時定期擦拭平整激光測速儀鏡片,對編碼器進行定期校準,控制平整延伸率波動不得超過±0.02%。改善前后平整延伸率控制精度如圖5所示。拉矯延伸率偏差會引起成品帶鋼性能波動,造成成品卷延伸率指標偏差。通過優(yōu)化拉矯機重疊量的設定,減小機前機后的張力波動,定期校驗張力輥編碼器,減小波動,控制拉矯延伸率波動小于±0.01%。
表1 不同厚度的帶鋼在不同退火溫度下的屈強比
圖4 屈強比與溫度的準關系圖
圖5 改善前后拉矯延伸率控制精度對比圖
實施工藝改進后,SPCC退火卷的屈強強度、抗拉強度、延伸率等成型性能指標有了明顯提高,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,達到了同行業(yè)領先水平。