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        254SMO奧氏體不銹鋼熱軋生產(chǎn)工藝研究

        2019-11-27 07:52:14徐曉榮
        中國金屬通報(bào) 2019年10期
        關(guān)鍵詞:鋼種抗力板坯

        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,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。

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