白麗楊，夏小勇，孫照陽，戴思源

(1.馬鋼股份有限公司 安徽馬鞍山 243000；2.圣戈班管道股份有限公司 安徽馬鞍山 243000)

熱軋帶鋼生產(chǎn)過程中，中間坯邊部散熱較快，邊部溫降要明顯大于中部，中間坯在進(jìn)入精軋機(jī)前中間坯邊部典型溫差為100 ℃左右，此值取決于軋制、冷卻條件以及粗軋軋制時(shí)間[1]、[2]。國(guó)內(nèi)一些鋼廠在生產(chǎn)低碳軟鋼部分牌號(hào)產(chǎn)品時(shí)出現(xiàn)了翹皮、邊裂等缺陷，造成下游生產(chǎn)切邊量的增加，進(jìn)而降低了產(chǎn)品的成材率及毛邊軋制比例。

邊部加熱器(以下簡(jiǎn)稱EH)是一種中間坯邊部加熱裝置，用于對(duì)邊部溫度補(bǔ)償，可以防止因板坯邊部溫度低、塑性差而導(dǎo)致的后續(xù)軋制過程中邊部缺陷的產(chǎn)生，降低帶鋼邊部與軋輥的過度磨損，防止混晶組織及粗晶粒結(jié)構(gòu)的產(chǎn)生，提高綜合成材率[3]。目前使用邊部加熱器的廠家較少，國(guó)內(nèi)對(duì)于EH對(duì)產(chǎn)品性能影響的研究也較少。陳少杰等論述了邊部加熱對(duì)熱軋帶鋼板形的影響，劉洋等探究了邊部加熱器在熱軋硅鋼生產(chǎn)中的應(yīng)用與優(yōu)化，崔建利等介紹了某廠邊部加熱器的改造前后的問題并加以改造，劉獻(xiàn)東等論述了熱軋帶鋼寬向硬度波動(dòng)的原因及改善措施[3]-[6]。對(duì)于邊部加熱與組織性能的研究，國(guó)內(nèi)目前少有公開發(fā)表的文獻(xiàn)可查，因此這是一個(gè)值得研究的課題。

1 試驗(yàn)方案

選取低碳軟鋼A01、A02各兩卷做試驗(yàn)，每個(gè)鋼種選取煉鋼同一爐次的兩塊鑄坯，在熱軋同一生產(chǎn)批次中生產(chǎn)同規(guī)格的試驗(yàn)卷，一卷投用EH，一卷不投EH。

1.1 溫度測(cè)量

通過熱成像儀分別對(duì)投用與未投用EH卷進(jìn)行熱成像，并通過對(duì)熱成像圖片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后進(jìn)行溫度對(duì)比。

1.2 力學(xué)性能及組織檢測(cè)

在板寬方向，距操作側(cè)與傳動(dòng)側(cè)邊部10 mm、20 mm、30 mm、40 mm、50 mm、1/4板寬處以及中部設(shè)為取樣及檢驗(yàn)點(diǎn)，進(jìn)行金相、硬度等測(cè)量分析，對(duì)比未投用與投用EH后帶鋼組織及力學(xué)性能的變化。取樣及檢驗(yàn)位置如圖1所示，將試樣按圖示位置進(jìn)行編碼，從左至右為D1-D13。

圖1 取樣位置及方法

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 溫度測(cè)量分析

四個(gè)試驗(yàn)卷溫度控制情況優(yōu)良，實(shí)際終軋溫度與卷取溫度整卷100%命中，可以看出EH對(duì)軋制方向的溫度控制沒有明顯影響。

鋼種A01、A02通過熱成像儀進(jìn)行了溫度測(cè)量，熱成像圖如圖2所示。

圖2 試驗(yàn)卷熱成像圖

圖3是通過相關(guān)軟件對(duì)熱成像儀的圖片處理后，得到溫度曲線，將投用EH和未投用EH所得的溫度曲線做對(duì)比。曲線左側(cè)對(duì)應(yīng)的是傳動(dòng)側(cè)，右側(cè)對(duì)應(yīng)的是操作側(cè)，從圖(a)(b)中可以看出A01與A02投用EH后中間坯的邊部溫度快速上升到最高點(diǎn)，約為1070 ℃，而未投用EH的中間坯上升速度稍緩慢。

表1給出的是試驗(yàn)卷的邊部溫降值ΔT和溫降區(qū)域的寬度值ΔL，通過這兩個(gè)參數(shù)也可以反應(yīng)出EH投用前后的中間坯寬度方向溫度情況的差別。

圖3 試驗(yàn)卷投入EH前后溫度對(duì)比圖

卷號(hào)鋼種是否投用EH傳動(dòng)側(cè)操作側(cè)ΔT/℃ΔL/mmΔT/℃ΔL/mm1A01未投用14075148852A01投用9245102523A02投用9041100504A02未投用1387615084

從上表中可以看出當(dāng)投用EH后板坯寬度方向的邊部溫降值和溫降區(qū)域?qū)挾戎刀济黠@的下降了，ΔT從未投用時(shí)的140 ℃左右下降到90 ℃，ΔL從未投用時(shí)得80 mm下降到45 mm左右。

2.2 金相組織與力學(xué)性能分析

分別對(duì)A01、A02進(jìn)行了金相組織和晶粒度分析。

EH的投用對(duì)組織晶粒度有影響，A01、A02鋼種未投用EH，邊部的晶粒度分別在7.5-9.0級(jí)之間與9.0-10.5級(jí)之間，而中間位置在8.0級(jí)與12級(jí)；投用EH的帶鋼其邊部組織晶粒度為8.5級(jí)與10.0級(jí)左右，和中間位置相近。結(jié)合圖3，由于EH的投用，帶鋼邊部溫降及溫降寬度均減小，可使得邊部晶粒組織得到細(xì)化，晶粒度提升。

圖4為試驗(yàn)卷投入EH前后中部與邊部金相組織，EH的投用并未對(duì)兩個(gè)牌號(hào)的金相組織的造成變化，A01兩卷組織均為鐵素體，A02兩卷組織均為鐵素體+少量珠光體。

由圖4中1號(hào)、2號(hào)卷與3號(hào)、4號(hào)卷對(duì)比可見，帶鋼中部與邊部晶粒大小存在明顯差異，1號(hào)卷3號(hào)卷未投入EH生產(chǎn)，邊部出現(xiàn)粗晶及混晶現(xiàn)象；投入EH生產(chǎn)的2號(hào)卷、4號(hào)卷帶鋼中部與邊部晶粒大小存在差異較小，并且邊部晶粒較1號(hào)、3號(hào)邊部有明顯細(xì)化。4號(hào)卷未投入EH生產(chǎn)，邊部出現(xiàn)混晶現(xiàn)象，投入EH生產(chǎn)的3號(hào)卷混晶現(xiàn)象得到明顯改善。說明EH的投入可以細(xì)化邊部晶粒，改善粗晶或混晶現(xiàn)象，使晶粒大小跟均勻。

對(duì)A01、A02根據(jù)圖3方法取樣并進(jìn)行了硬度測(cè)試，結(jié)果如圖5所示。

從硬度測(cè)試的結(jié)果來看，EH的投用與否對(duì)于硬度影響較為明顯。圖5的(a)A01鋼種(b)A02鋼種未投入EH的硬度曲線兩側(cè)呈下降趨勢(shì)，投入EH的硬度曲線兩側(cè)呈平穩(wěn)趨勢(shì)。

結(jié)合圖4中1-4號(hào)帶鋼的金相樣分析，由于1號(hào)、4號(hào)帶鋼未投入EH生產(chǎn)，邊部出現(xiàn)混晶，部分晶粒粗大，造成硬度偏低，故(a)(b)中未投入的曲線兩側(cè)呈下降趨勢(shì)。2號(hào)、3號(hào)投入EH生產(chǎn)，邊部晶粒得到細(xì)化，硬度升高，故(a)(b)中投入的曲線邊部與中部處于平穩(wěn)趨勢(shì)。說明EH的投用，對(duì)帶鋼邊部硬度有明顯影響，邊部硬度升高，與中部性能差異減小。

圖4 試驗(yàn)卷中部與邊部金相組織

圖5 試驗(yàn)卷投入EH前后硬度數(shù)據(jù)對(duì)比

3 結(jié)論

邊部加熱器對(duì)提高中間坯邊部溫度、減小邊部溫降區(qū)域?qū)挾扔泻艽笞饔?，ΔT從未投用時(shí)的140 ℃左右下降到90 ℃，ΔL從未投用時(shí)的80 mm下降到45 mm左右。

邊部加熱器的使用對(duì)于帶鋼邊部硬度有較明顯的影響，邊部硬度明顯提高，與中部硬度差異變小。

投用邊部加熱器能夠一定程度改善邊部組織的混晶現(xiàn)象，防止邊部出現(xiàn)粗大晶粒，使帶鋼寬度方向組織更均勻。