254SMO奧氏體不銹鋼熱軋生產工藝研究

徐曉榮

（江蘇德龍鎳業有限公司，江蘇 鹽城 224000）

254SMO奧氏體不銹鋼是由瑞典Avesta公司于1978年研究開發的，是一款典型的6Mo超級奧氏體不銹鋼。具有極高的耐點侵蝕和耐縫隙侵蝕機能。254SMO奧氏體不銹鋼是為用于諸如海水等，含有鹵化物的環境中而研制和開發的，廣泛應用在海水淡化、紙漿漂白、化學化工、煙氣脫硫等領域。但相對于一般的奧氏體不銹鋼，其熱塑性差、變形抗力大，在實際生產中難度較大。為了降低254SMO熱軋生產難度，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再進行熱軋。一般的不銹鋼為產能最大化，板坯厚度控制在200mm～220mm，降低板坯厚度時，需要2～3天進行連鑄結晶器更換，產能損失較大。

1 熱軋加熱控制

根據合金元素以及（C+N）對高溫變形抗力的影響，引入奧氏體不銹鋼高溫強度系數概念，強度系數=0.669+（%Cr+2.5*%Ni+13*%Mo+310*%(C+N)）/207[1]。根據公式可計算出，254SMO的高溫變形抗力為304鋼種的1.67倍。為了降低254SMO鋼種的實際熱軋生產的難度，可通過兩個途徑進行調整：提高加熱爐溫度，降低254SMO鋼種的高溫變形抗力；減小板坯的實際厚度，減小每道次壓下率。在熱軋實際生產高合金奧氏體鋼種時，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間，通過254SMO的熱拉升實驗結果如圖1所示，1200℃～1250℃斷面收縮率達到66%，為最佳的熱塑性溫度區間，同時此時的變形抗力最低，易于加工[2]。

同時，為了進一步降低高溫變形抗力，同時減少更換煉鋼結晶器時間，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量產生影響，故第一步熱軋可將1～2塊板坯安排在單個不銹鋼計劃最后面，利用精軋換輥時間進行軋制，減少浪費熱軋時間。第一步熱軋時由于整體壓下率只有30%左右，所以加熱爐溫度可按304鋼種溫度進行控制；第二步熱軋時，由于整體壓下率高、熱軋散熱導致變形抗力增加的問題，必須提高加熱爐溫度，按照板坯實際溫度1250℃控制，并且保證板坯中心溫度均一，在爐時間保證在230min以上。

圖1 254SMO的熱拉升實驗圖

2 熱軋粗軋控制

按照兩步法對板坯進行粗軋，最終中間坯厚度控制到26mm，如表1所示粗軋壓下進行控制，可有效降低粗軋壓延負荷的同時，減少大壓下率下造成的中間坯表面裂紋情況。第一步粗軋結束后，可將板坯放置在冷卻平臺進行空冷。

表1 采用兩步法對板坯進行粗軋控制情況

由于254SMO合金含量高，高溫變形抗力大，在粗軋作業過程中，所有除鱗水必須關閉，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。同時頭尾部溫降快，在粗軋過程中容易發生裂紋，在進入精軋前，飛剪剪切量應有所增加，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進行軋制。爐卷軋機作業時，卷爐溫度控制在1060℃～1080℃，保證精軋作業過程中，有足夠的熱量進行補充，防止溫降過快導致的高溫變形抗力加大。同時254SMO在900℃時σ相大量析出，所以FET應控制在950℃以上，這部分也需要卷爐設定較高的溫度。

4 熱軋卷取控制

對254SMO進行時效分析，在800℃～900℃時，σ相析出呈直線上升趨勢，見圖2[3]。

圖2 溫度在800℃~900℃時254SMO的時效分析

σ相析出過多，鋼帶脆性較大，對卷取作業及后工程作業造成比較大的影響。所以在層流冷卻控制方面尤為重要，一般作業時，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，后段層流冷卻根據實際情況進行調整，保證CT溫度控制在700℃左右，因為溫度較低時，由于254SMO高合金量決定的較大的抗拉及屈服強度，卷取作業十分困難。當卷取作業完成后，應立即打開卷取側噴淋，使鋼卷急速冷卻，避開高溫下的金屬間相的析出，一般側噴淋打開時間為2min～3min。

5 結論

①254SMO鋼種通過熱軋兩步法作業模式，可減少更換結晶器的時間，提高生產效率；②熱軋加熱爐控制時，第一步熱軋時按照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，第一步熱軋一般作業到140mm～145mm；第二步熱軋直接軋制成26mm中間坯，同時必須關閉除鱗水作業；④熱軋精軋控制時，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，層流冷卻必須嚴格控制，保證前端急速冷卻，CT控制在700℃左右。