低壓縮比厚規(guī)格鋼板軋制工藝開(kāi)發(fā)探究

易旺

【摘 要】在控制加熱溫度的基礎(chǔ)上，對(duì)道次大壓下量軋制工藝進(jìn)行應(yīng)用，并在此基礎(chǔ)上利用軋后強(qiáng)水冷工藝優(yōu)化正火工藝，可以為鋼板內(nèi)部質(zhì)量及性能的提升提供保障，本文主要對(duì)低圧縮比厚規(guī)格鋼板軋制工藝的內(nèi)容，低圧縮比厚規(guī)格鋼板軋制工藝下的鋼板組織特點(diǎn)與軋制工藝的實(shí)施效果進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】厚規(guī)格鋼板；低圧縮比；內(nèi)部質(zhì)量

厚規(guī)格鋼板在建筑工程、機(jī)械制造、容器制造及鍋爐制造等領(lǐng)域具有著較為良好的應(yīng)用前景。它可以被看作是事關(guān)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要原材料。復(fù)合制坯鋼板軋制工藝是風(fēng)電用厚鋼板軋制領(lǐng)域較為常用的施工工藝。這種生產(chǎn)工藝存在著成材率低、加工成本高和生產(chǎn)周期長(zhǎng)的特點(diǎn)。在這一技術(shù)投入使用以后，鋼板內(nèi)部質(zhì)量下降、探傷合格率的下降，成為了鋼板生產(chǎn)領(lǐng)域的突出問(wèn)題。出于提升鋼板質(zhì)量的需要，鋼板生產(chǎn)企業(yè)需要對(duì)鋼板軋制工序進(jìn)行優(yōu)化。低圧縮比厚規(guī)格鋼板軋制工藝建立在道次大壓下量軋制工藝與強(qiáng)水冷工藝的基礎(chǔ)之上，這一生產(chǎn)工藝可以在實(shí)現(xiàn)坯料內(nèi)部缺陷的焊合的基礎(chǔ)上，為鋼板的力學(xué)性能要求提供保障。

1.低壓縮比厚規(guī)格鋼板軋制工藝的開(kāi)發(fā)的主要內(nèi)容

1.1加熱工藝的開(kāi)發(fā)

以某企業(yè)的鋼板軋制工藝為例，該企業(yè)所生產(chǎn)的鋼板為厚度在100-120mm之間的厚風(fēng)電用鋼板。根據(jù)厚風(fēng)電用鋼板的實(shí)際應(yīng)用情況，Mn和Pb等合金元素是風(fēng)電鋼化學(xué)成分設(shè)計(jì)中添加的主要元素[1]。這些元素在充分溶解于奧氏體以后，會(huì)在鋼板生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮出阻止奧氏體晶粒生長(zhǎng)與提升結(jié)晶溫度的作用。在低圧縮比厚規(guī)格鋼板軋制工藝應(yīng)用于鋼板生產(chǎn)以后，鋼板生產(chǎn)過(guò)程需要為合金元素的充分溶解與板坯的均勻加熱提供保障。根據(jù)企業(yè)鋼板生產(chǎn)設(shè)備的實(shí)際情況，低圧縮比厚規(guī)格鋼板生產(chǎn)過(guò)程中的爐內(nèi)溫度需要控制在1150-1200℃之間，與之相關(guān)的加熱系數(shù)可以控制為10-11min/cm。

1.2軋制工藝的開(kāi)發(fā)

低圧縮比后規(guī)格鋼板軋制工藝可以為鑄坯內(nèi)部缺陷的焊合提供保障。它可以在遵循低圧縮比生產(chǎn)的原則的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)鑄坯內(nèi)部缺陷的焊合，也可以讓鋼板軋制過(guò)程中產(chǎn)生的變形在最大的道次壓下深入至鋼板內(nèi)部。在這一生產(chǎn)工藝應(yīng)用于鋼板軋制生產(chǎn)以后，壓下量成為了鋼板變形區(qū)形狀系數(shù)大小的主要影響因素。一般情況下，以下公式為鋼板變形程度的主要計(jì)算公式：

根據(jù)上述公式顯示，l/h指代的內(nèi)容為鋼板的變形程度；R主要用于指代軋輥半徑。H和h分別指代入口厚度與出口厚度。Δh所指的內(nèi)容為道次壓下量；l用于表述變形區(qū)的長(zhǎng)度；h指代的內(nèi)容為鋼板入口厚度與出口厚度的平均值。根據(jù)鋼板生產(chǎn)企業(yè)的實(shí)際情況，出于保證道次大壓下量軋制的需要，企業(yè)在鋼板生產(chǎn)領(lǐng)域可以采用高溫不控溫的軋制策略。以厚度為100-120mm的風(fēng)電鋼板生產(chǎn)過(guò)程為例，相變點(diǎn)、CCT曲線和鋼板生產(chǎn)設(shè)備的軋制能力是企業(yè)所不可忽視的內(nèi)容。精軋機(jī)的單機(jī)生產(chǎn)，是一種較為理想的軋制方式，如在精軋機(jī)單機(jī)生產(chǎn)模式下，鋼板成品的開(kāi)軋溫度可以控制在1050-1150℃之間。鋼板生產(chǎn)過(guò)程中的最大壓下量可以設(shè)置為40mm，最大壓下率可以控制為40%。

1.3水冷工藝的開(kāi)發(fā)

低壓縮比后規(guī)格鋼板軋制工藝可以為鑄坯內(nèi)部缺陷的焊合提供幫助。但是上述軋制工藝也會(huì)給鋼板的強(qiáng)、塑性指標(biāo)及鋼板的晶粒度帶來(lái)不利的影響。水冷工藝在低圧縮比厚規(guī)格鋼板生產(chǎn)過(guò)程中的應(yīng)用，有助于鋼板強(qiáng)、塑性指標(biāo)的優(yōu)化。為了對(duì)鋼板晶粒進(jìn)行進(jìn)一步的細(xì)化，鋼板生產(chǎn)過(guò)程中的開(kāi)冷溫度可以控制為940℃，冷速可以控制為6℃；終冷溫度為650℃。

1.4正火工藝的優(yōu)化

連鑄坯是厚規(guī)格鋼板生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的原材料。根據(jù)連鑄坯生產(chǎn)過(guò)程的特點(diǎn)，鋼水的凝固方向?yàn)橛赏鈧?cè)向中心的方向，板坯中心偏析與中心夾雜物是溶質(zhì)元素向中心富集的過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)的一種現(xiàn)象。中心偏析、中心夾雜物與中心部裂紋也是厚規(guī)格鋼板生產(chǎn)過(guò)程中常見(jiàn)的缺陷。正火工藝的開(kāi)發(fā)，有助于上述缺陷的解決。它可以在改善連鑄坯的組織均勻性的基礎(chǔ)上，提升鋼板的塑性指標(biāo)。根據(jù)低圧縮比厚規(guī)格鋼板的生產(chǎn)情況，在爐時(shí)間的延長(zhǎng)，是鋼板生產(chǎn)企業(yè)優(yōu)化正火工藝的主要內(nèi)容，為延長(zhǎng)在爐時(shí)間，鋼板生產(chǎn)企業(yè)多采用降低正火溫度的方式。通過(guò)對(duì)厚規(guī)格鋼板的生產(chǎn)情況進(jìn)行分析，理想化的正火溫度在800-880℃之間，鋼板的理想在爐時(shí)間為1.6-2.0min/mm。

2.低壓縮比厚規(guī)格鋼板軋制工藝的鋼板組織特點(diǎn)

在低圧縮比厚規(guī)格鋼板軋制工藝應(yīng)用于鋼板施工以后，全厚度金相組織分析是分析鋼板軋制工藝應(yīng)用效果的重要工具。以某企業(yè)利用這一軋制工藝生產(chǎn)的鋼板為例，這一批鋼板的厚度方向與鐵素體與珠光體組織有關(guān)，近表面處的組織相對(duì)較細(xì)，鋼板芯部存在輕微的偏析現(xiàn)象。此類鋼板也具有著整體組織均勻的特點(diǎn)，鋼板的品粒度等級(jí)為8級(jí)，整體質(zhì)量較為良好，可以有效滿足使用需求。

3.低壓縮比厚規(guī)格鋼板軋制工藝的實(shí)施效果

低圧縮比后規(guī)格鋼板軋制工藝的實(shí)施效果與鋼板的生產(chǎn)過(guò)程之間具有較為密切的聯(lián)系。在厚規(guī)格鋼板生產(chǎn)工作開(kāi)始之前，相關(guān)人員需要對(duì)厚板坯進(jìn)行鍛造處理，以便在提升鋼板內(nèi)部質(zhì)量完善程度的同時(shí)，對(duì)鋼板板厚中心位置的力學(xué)特性進(jìn)行調(diào)整。在低圧縮比后規(guī)格鋼板軋制工藝應(yīng)用以后，鋼板生產(chǎn)企業(yè)可以研發(fā)一種兩向鍛壓工藝。這種鍛壓工藝要求鋼板生產(chǎn)企業(yè)在厚鋼板軋制之前，先在寬度方向?qū)Π迮鬟M(jìn)行壓縮處理，進(jìn)而在厚度方向?qū)Π迮鬟M(jìn)行壓縮。兩向鍛壓工藝的在厚規(guī)格鋼板軋制過(guò)程中的應(yīng)用，可以在降低壓縮比的基礎(chǔ)上，為厚規(guī)格鋼板的質(zhì)量提供保障。

以某鋼板生產(chǎn)企業(yè)為例，該企業(yè)在低圧縮比厚規(guī)格鋼板軋制工藝應(yīng)用于鋼板生產(chǎn)以后，對(duì)不同生產(chǎn)工藝的工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化。并在此前基礎(chǔ)上，確定了利用厚度為250mm的連鑄鋼坯生產(chǎn)厚度為100-120mm的風(fēng)電用鋼板的生產(chǎn)方案。在加熱工藝、軋制工藝和水冷工藝不斷優(yōu)化的生產(chǎn)環(huán)境下，鋼板的內(nèi)部質(zhì)量與力學(xué)性能較為理想，根據(jù)鋼板生產(chǎn)的實(shí)際情況，在各個(gè)生產(chǎn)工序的工藝參數(shù)優(yōu)化以后，鋼板成品的探傷合格率為99.02%，產(chǎn)品的性能初檢合格率為97.25%[2]。此種生產(chǎn)工藝在實(shí)際生產(chǎn)領(lǐng)域發(fā)揮出了降低企業(yè)生產(chǎn)成本，提升鋼板生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的作用。通過(guò)對(duì)低圧縮比后規(guī)格鋼板軋制工藝與復(fù)合制坯生產(chǎn)工藝進(jìn)行分析，前者可以發(fā)揮出降低噸鋼生產(chǎn)成本的作用，也可以在提升鋼材成材率的同時(shí)，發(fā)揮出縮短鋼材交付周期的作用。

4.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，厚規(guī)格鋼板的生產(chǎn)過(guò)程與連鑄坯料的尺寸、形變均勻性和壓縮比等因素之間具有較為密切的聯(lián)系。低圧縮比厚規(guī)格鋼板軋制工藝的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，有助于鋼板生產(chǎn)過(guò)程中的常見(jiàn)質(zhì)量問(wèn)題的改善，也可以在提升鋼材成材率的同時(shí)，發(fā)揮出縮短鋼材交付周期的作用。未來(lái)一段時(shí)期內(nèi)，海洋、交通運(yùn)輸、能源和重大裝備領(lǐng)域的發(fā)展問(wèn)題仍然是國(guó)家關(guān)注的內(nèi)容。在嚴(yán)格控制生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上，利用低圧縮比厚規(guī)格鋼板軋制工藝提升鋼板制品的內(nèi)部質(zhì)量，也可以為國(guó)家的經(jīng)濟(jì)建設(shè)提供一定的支持。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉燕霞，董中奇，尹素花，等.Q460D鋼板軋制工藝研究[J].鑄造技術(shù)，2018，39（05）：1053-1055.

[2]宋欣，諶鐵強(qiáng)，黃少帥，等.高強(qiáng)度特厚Q460鋼板的軋制工藝與力學(xué)性能[J].機(jī)械工程材料，2017，41（02）：67-71+76.