高精度超寬50鋼冷軋鋼帶的開發

侯元新，杜守中，劉文憲，張文華，張 亮

（山東泰山鋼鐵集團有限公司，山東 萊蕪 271100）

1 前言

50鋼屬于中碳高強度碳素結構鋼，具有高強度和高硬度，常用于制造動負載、沖擊載荷及要求耐磨性能好的機械零件，如鍛造齒輪、拉桿、彈簧墊圈、卷尺等。50 鋼在調質處理狀態下，具有良好的強度、機械加工性能、優良的熱處理適應性。泰鋼根據客戶產品質量要求，通過優化生產工藝參數，成功開發出了規格為0.36 mm×1 250 mm高精度超寬50鋼冷軋鋼帶。

2 產品開發及工藝優化

2.1 產品技術要求

厚度偏差-0.005～0 mm；產品板面平整，無浪形；表面均勻一致，無孔洞、折邊、黑斑、黃斑、氧化色、銹蝕、輥印、折印、劃傷等加工缺陷。

產品生產工藝流程：熱軋鋼帶→1580酸洗機組酸洗→1700 六輥HC 軋機第一次軋制→全氫罩式退火爐退火→1700六輥HC軋機第二次軋制→1700精整機組質檢、分卷→包裝入庫。

2.2 冷軋原料質量控制

50鋼冷軋鋼帶化學成分控制見表1。

表1 50鋼冷軋鋼帶化學成分（質量分數）%

對熱軋鋼帶的金相組織進行了檢驗，結果見圖1。從圖1 中可以看出，熱軋鋼帶的晶粒度為12.0級，組織狀態為F+P，金相組織符合要求。

圖1 50鋼熱軋鋼帶金相組織（500×）

2.3 酸洗工藝優化

酸洗時，在1 580 mm推拉式鹽酸酸洗機組的6#酸槽中添加1%～3%的緩蝕抑霧劑，以提高50鋼酸洗鋼帶板面的光潔度；在1#酸罐循環系統新增1 組石墨加熱器，并與1#石墨加熱器進行串聯，達到3組石墨加熱器同時對1#酸罐中的鹽酸進行加熱，保證了酸洗鹽酸的溫度。

為提高酸洗鋼帶邊部水分吹掃效果，在酸洗機組設計安裝酸洗鋼帶吹掃用壓縮空氣加熱干燥裝置。即利用Φ620 mm的焊管制作熱風吹邊裝置的內膽，在內膽內橫向均勻地平行焊接多根Φ25 mm 焊管作為蒸汽流通通道，將內膽的兩端用鋼板封堵，在內膽的上鋼板中心位置上焊接1 根Φ65 mm 的鍍鋅管用于引出壓縮空氣。利用Φ690 mm的焊管制作熱風吹掃裝置的外膽，將外膽的下端面用鋼板封堵，把內膽裝入外膽里，外膽的上端面用鋼板封堵后，在其上面開孔并焊接1 根Φ65 mm 的鋼管向外膽中通入蒸汽對壓縮空氣進行加熱。在外膽的下端連接3根鋼管，分別向內膽中通入壓縮空氣、壓縮空氣排水及蒸汽疏水，并在壓縮空氣排水管上安裝1 個閥門，在蒸汽疏水管道上安裝1 個疏水閥。將吹掃用壓縮空氣加熱裝置分別與蒸汽、壓縮空氣主管道及鋼帶吹掃裝置相連，實現了對吹掃用壓縮空氣進行加熱的目的，解決了鋼帶板面水分吹不干的問題，提高了酸洗鋼帶表面質量。

2.4 軋制工藝優化

2.4.1 軋制工藝參數優化

為減少50 鋼在軋制過程中出現的邊裂、斷帶現象，使產品軋到目標厚度，對軋制總壓下率進行了優化，由一軋程軋制優化為兩軋程軋制。第一軋程總壓下率控制在50%（軋制實例見表2），第二軋程總壓下率控制在76%（軋制實例見表3）。乳化液濃度提高到2.5%～3.0%，軋機工作輥的直徑控制在390～395 mm。

表2 3.0 mm的原料軋制為1.5 mm產品軋制參數

表3 1.5 mm的半成品軋制為0.36 mm產品軋制參數

2.4.2 提高產品的厚度精度

為了達到高精度超寬50 鋼冷軋鋼帶的厚度精度，對1 700 mm六輥HC冷軋機的AGC工藝控制系統進行了升級改造。1 700 mm 六輥HC 軋機AGC工藝控制系統由工控機控制升級為S7-400西門子PLC和FM458模塊控制，實現了對鋼帶厚度的高精度控制，產品的厚度精度達到了-0.005～0 mm。

2.4.3 提高產品的表面及板形質量

為了提高產品的表面及板形質量，上下工作輥的輥徑差控制在0.05 mm，軋輥的表面光潔無裂紋、壓痕、斑點、刮傷軟點、刀花、顫紋等缺陷，輥身硬度達到HSD 93 以上。對1 700 mm 六輥HC 軋機的工藝潤滑系統進行優化：（1）對軋機的機前氣刀吹掃裝置進行改造，將內側氣刀噴射梁由900 mm 調整到1 500 mm。（2）對氣刀噴射梁的噴嘴排列結構進行優化。噴射梁上噴嘴的間距由20 mm 調整為兩邊部400 mm 長度上按10 mm 排列，中部700 mm 長度上按15 mm 排列，噴嘴的長度由50 mm 調整為100 mm，提高了氣刀的吹掃效果。（3）將乳化液主管上的氣動蝶閥改為氣動球閥，減少了乳化液在板面的殘留。

2.5 退火工藝優化

鋼卷在全氫光亮罩式退火爐退火時，在450 ℃設置2 h排煙平臺，在排煙平臺溫度之前全速升溫，溫度大于排煙平臺溫度后升溫速率按照35～50 ℃/h 進行控制，升至730 ℃時保溫，保溫14 h，通過全氫光亮罩式退火爐的加熱罩的外置式燒嘴的燃燒，使加熱罩內的溫度分布均勻，從而保證50 鋼冷軋鋼帶物理性能的均勻性。

3 結語

通過優化酸洗工藝，提高了酸洗鋼帶的表面質量；調整冷軋總壓下率，消除了鋼帶軋制邊裂的問題，使產品軋到了目標厚度；對軋機的AGC 工藝控制系統進行了升級改造，提高了產品的厚度精度；對軋機的工藝潤滑系統進行了優化，提高了產品的表面及板形質量；對退火工藝參數進行優化，保證了產品的物理性能。成功開發出高精度超寬50鋼冷軋鋼帶，經檢測，鋼帶厚度偏差在-0.005～0 mm，產品板面平整，無浪形；表面均勻一致，無孔洞、折邊、黑斑、黃斑、氧化色、銹蝕、輥印、折印、劃傷等加工缺陷。經客戶使用，達到了高精度超寬50 鋼冷軋鋼帶的質量要求。