SPCC退火卷成型性能的研究與提升

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）

0 引言

萊鋼冷軋罩式退火爐、平整拉矯生產線自2009年投產至今，主要生產一般沖壓用鋼SPCC退火卷。但用戶反映我廠生產的SPCC鋼板偏硬，沖壓成型性能不穩定，所以我廠SPCC退火卷質量有待進一步提高。

1 新技術應用的工藝設備條件

萊鋼冷軋生產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，設計年產能40萬噸。冷軋生產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

2 具體工藝技術方案

2.1 SPCC化學成分影響機理分析

萊鋼生產的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。冷軋退火卷的生產規格為（0.25～2.5）mm×（900～1 380）mm。

2.2 軋機壓下率對延伸率的影響分析

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，保證高r值和n值。研究不同冷軋壓下率對SPCC沖壓性能的影響規律，找出最有利于沖壓性能{111}織構形成的冷軋壓下率。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%的壓下率附近最小；當壓下率低于64%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。

2.3 退火工藝曲線優化

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的影響規律。

退火溫度作為影響低碳鋁鎮靜鋼罩式退火板最終性能的關鍵因素之一，主要能夠控制再結晶過程中鐵素體晶粒的大小。對不同厚度規格的SPCC鋼卷進行不同溫度下的延伸率性能退火試驗，根據數據做如圖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℃退火溫度區間達到一個峰值。不同規格試樣達到峰值的溫度不同，0.35 mm和0.6 mm兩種規格在700℃達到峰值，1.3 mm和1.77 mm厚度規格要到720℃之后才達到峰值。

根據屈服強度和抗拉強度數據可得出屈強比的試驗數據如表1所示，根據表中數據做如圖4所示關系圖。由圖可以看出，隨著溫度的升高，屈強比呈現降低趨勢，在750℃之后晶粒繼續長大，屈強比減小尤為明顯，這與強度變化情況一致。

2.4 平整與拉矯工藝制度優化

平整激光測速儀受平整機架內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生誤差，將引起平整生產過程中延伸率不穩定，影響最終產品性能穩定性。通過對延伸率控制模式進行優化調整，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

3 應用效果

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，產品品質控制穩定性大大改善，客戶質量異議大幅減少。

4 結語

我們制定了適合萊鋼冷軋生產線的生產工藝方案，形成了完善、穩定、高效的生產工藝，提高并穩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滿足了客戶要求，達到了同行業領先水平。