供寶雞法士特45熱軋圓鋼缺陷控制淺析

楊　舒

(本鋼板材股份有限公司)

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供寶雞法士特45熱軋圓鋼缺陷控制淺析

楊舒

(本鋼板材股份有限公司)

簡(jiǎn)述了本鋼特鋼廠供寶雞法士特45熱軋圓鋼生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的質(zhì)量問題；分析了定尺長(zhǎng)度控制超差問題產(chǎn)生的原因；針對(duì)定尺長(zhǎng)度超差問題，對(duì)不同鋸切溫度與熱膨脹系數(shù)做試驗(yàn)對(duì)比，并提出了現(xiàn)有生產(chǎn)條件下對(duì)該品種定尺長(zhǎng)度的有效控制方法。

45鋼鋸切溫度熱膨脹系數(shù)徑向尺寸軋后硬度

0　引言

供寶雞法士特45#熱軋圓鋼是本鋼特鋼廠傳統(tǒng)重點(diǎn)產(chǎn)品。該產(chǎn)品在使用時(shí)對(duì)徑向尺寸、定尺長(zhǎng)度、軋后硬度均有較高的要求，但在實(shí)際生產(chǎn)過程中該產(chǎn)品經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)圓鋼徑向尺寸超差、定尺長(zhǎng)度超差及軋后硬度不合等質(zhì)量問題。筆者就此對(duì)供寶雞法士特45#熱軋圓鋼在大生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制難點(diǎn)進(jìn)行了分析，并提出改進(jìn)措施，最終取得了良好效果。

本鋼特鋼廠棒材產(chǎn)線生產(chǎn)模式分為大棒連軋線及小棒連軋線，大棒產(chǎn)線為：800初軋可逆式開坯機(jī)開坯+12架大棒POMINI短應(yīng)力線軋機(jī)連軋產(chǎn)材，緩冷保溫≥24 h出坑+后續(xù)精整工序成材發(fā)貨；小棒連軋線為：800初軋可逆式開坯機(jī)開坯+24架大棒POMINI短應(yīng)力線軋機(jī)連軋產(chǎn)材，空冷+后續(xù)精整工序成材發(fā)貨。

1　常見缺陷問題

1.1定尺長(zhǎng)度超差

供寶雞法士特45熱軋圓鋼本鋼BX960-2015企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，鋼材允許的長(zhǎng)度偏差為+40 mm，比GB/T702-2008中規(guī)定的鋼材允許長(zhǎng)度偏差+50 mm嚴(yán)格。連續(xù)生產(chǎn)過程中，大棒連軋機(jī)組小規(guī)格材(Φ85～Φ95)由于規(guī)格小溫降快，經(jīng)常出現(xiàn)徑向尺寸超差、定尺長(zhǎng)度超長(zhǎng)問題。

1.2徑向尺寸超差

供寶雞法士特45熱軋圓鋼目前執(zhí)行BX807-2013、BX960-2015兩個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。BX807-2013中規(guī)定普通訂貨圓鋼直徑允許偏差應(yīng)符合GB/T702中1組規(guī)定，楔橫軋用Φ90～Φ130圓鋼直徑允許偏差為-0.5 mm～+1.3 mm；BX960-2015中規(guī)定同一支鋼材直徑必須均勻，直徑Φ80～Φ130鋼材直徑波動(dòng)≤1.0 mm；直徑≤Φ80 鋼材直徑波動(dòng)≤0.6 mm。綜合兩個(gè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，該產(chǎn)品產(chǎn)徑向尺寸控制嚴(yán)格，特別是尺寸一致性要求更嚴(yán)。

在實(shí)際生產(chǎn)中，由于受鋼坯加熱溫度變化、軋槽損耗、工藝參數(shù)波動(dòng)等素影響，容易出現(xiàn)徑向尺寸超差。

1.3軋后硬度不合

本鋼BX807-2013企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定直徑 1/2 處硬度和表面硬度均不大于HBW229；本鋼BX960-2015企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定距表面10 mm 處硬度不大于230 HBW。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于入保溫坑溫度不足，經(jīng)常出現(xiàn)軋后硬度過高(240 HBW左右)問題。

2　典型問題分析

2.1定尺長(zhǎng)度超差

該品種鋼材定尺長(zhǎng)度為6 m定尺，長(zhǎng)度偏差+40 mm。出現(xiàn)定尺長(zhǎng)度超差問題的規(guī)格全部為Φ85～Φ95圓，即大棒小規(guī)格(大棒產(chǎn)線最小規(guī)格為Φ85圓)，實(shí)際產(chǎn)材長(zhǎng)度為6.03 m～6.06 m，超差比例>30%。由于大棒小規(guī)格鋼材產(chǎn)材長(zhǎng)度長(zhǎng)降溫快，且在由于大棒輥道長(zhǎng)度不足，產(chǎn)材需要進(jìn)行分段，即利用飛剪將一整支鋼材從中間斷開，第一支與第二支并列排布，最后用托車送至鋸切輥道。熱鋸切割時(shí)鋼材溫度跨度大，而定尺鋸只能有唯一定尺長(zhǎng)度，故造成低溫切鋼長(zhǎng)度超差。

2.1.1試驗(yàn)分析

選取Φ85～Φ95圓4 m～6.2 m范圍定尺合同鋼材，分別進(jìn)行3次試驗(yàn)。

2.1.1.1第一次

軋制序號(hào)：L50170301；規(guī)格：Φ90；鋼種：45；熱定尺長(zhǎng)度6.1 m。

方案目的：測(cè)量VR28輥道兩支鋼材長(zhǎng)度差，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表1。

2.1.1.2第二次

軋制序號(hào)：L50157601；規(guī)格：Φ95；鋼種42CrMoA；熱定尺長(zhǎng)度6.1 m。

方案：按切鋼順序編號(hào)，前后兩支鋼材區(qū)別編號(hào)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

2.1.1.3第三次

軋制序號(hào)：L50176001；規(guī)格：Φ90；鋼種40Cr；熱定尺長(zhǎng)度6.1 m。

方案：按切鋼順序編號(hào)，前后兩支鋼材區(qū)別編號(hào)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3。

表1　第一次實(shí)測(cè)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)

注：未測(cè)量切鋼溫度，未在同一支鋼材前后編號(hào)。

表2　第二次實(shí)測(cè)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)

注：切鋼溫度測(cè)量位置為VR30輥道入口，即切后溫度。主尺長(zhǎng)度較好，末節(jié)長(zhǎng)度長(zhǎng)于頭節(jié)。

表3　第三次實(shí)測(cè)長(zhǎng)度數(shù)據(jù)

注：此次試驗(yàn)時(shí),擋板-3#鋸切鋼長(zhǎng)度最長(zhǎng)，3#-2#鋸切鋼長(zhǎng)度最短，3#鋸跑尺現(xiàn)象明顯。

從表1、表2和表3可以看出，同一坯料生產(chǎn)的鋼材頭、尾隨溫度的降低而最終產(chǎn)生軋材長(zhǎng)度變化，變化范圍約20 mm；分段后同一鋼材前后兩支之間溫差100 ℃時(shí)，長(zhǎng)度相差10 mm左右；3次試驗(yàn)熱定尺長(zhǎng)度均為6.1 m，第二次試驗(yàn)中主尺寸(不包含異常波動(dòng))6.2 m～6.3 m，效果最好。

由于鋼材在相變溫度附近時(shí)體積變化最為明顯，切鋼溫度在A1線727 ℃附近時(shí)體積收縮最大，最終產(chǎn)材長(zhǎng)度波動(dòng)也越大，故造成長(zhǎng)度超差。

2.2徑向尺寸超差

由于特鋼廠徑向尺寸控制采用正公差軋制，孔型、卡尺設(shè)計(jì)，尺寸上下線、橢圓度控制要求均嚴(yán)于用戶協(xié)議要求。產(chǎn)生徑向尺寸超差的主要影響因素為：1) 兩臺(tái)加熱爐坯料間溫度差過大，在軋制過程中容易產(chǎn)生尺寸波動(dòng)；2) 連軋小棒線采用取料量尺位置，取料位置偏向于尾部，由于尾部鋼材尺寸無法反應(yīng)整支鋼材堆拉關(guān)系，測(cè)量有失實(shí)風(fēng)險(xiǎn)。

2.3軋后硬度不合

為達(dá)到用戶協(xié)議中要求的軋后硬度，工藝設(shè)計(jì)時(shí)制定了大棒材≥600 ℃入保溫坑的溫度制度。在生產(chǎn)中由于產(chǎn)線設(shè)計(jì)時(shí)熱鋸切割效率及冷床工作效率低于軋機(jī)生產(chǎn)效率，經(jīng)常會(huì)造成棒材在冷床停留時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致入坑溫度不足，最終造成軋后硬度過高問題。

3　控制措施

3.1控制小規(guī)格熱料定尺長(zhǎng)度

1) 控制切鋼溫度目標(biāo)大于760 ℃，確保熱料剪切鋼溫度高于相變溫度；

2) 為減少工人頻繁進(jìn)行調(diào)尺操作，加快生產(chǎn)進(jìn)度，長(zhǎng)度熱定尺仍控制6.1 m；

3) 控制軋制節(jié)奏，減少鋼材在編組臺(tái)架等待時(shí)間，保證切割溫度；

4) 保證鋸機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，杜絕跑尺現(xiàn)象；

5)鋼材撞擊定尺擋板時(shí)必須保證輕觸，防止因猛烈撞擊造成的鋼材回彈或擋板后縮。

3.2徑向尺寸控制

1)嚴(yán)格執(zhí)行正公差軋制；

2)小棒連軋線產(chǎn)材量尺頭、中、尾各取1段進(jìn)行量取；

3)執(zhí)行V1入口溫度SPC控制制度，隨時(shí)監(jiān)控溫度變化。

3.3軋后硬度控制

1)排產(chǎn)時(shí)保證該鋼種生產(chǎn)順序靠前，以保證冷床清空；

2)生產(chǎn)時(shí)大棒連軋產(chǎn)線降低生產(chǎn)節(jié)奏，保證編組臺(tái)架不允許擺放超過2板待切割鋼材；

3)大棒冷床單區(qū)擺鋼，以保證最快速度入保溫坑。

4　結(jié)論

在現(xiàn)有生產(chǎn)條件下，對(duì)于供寶雞法士特45熱軋圓鋼的質(zhì)量控制主要在于切割溫度及緩冷溫度的控制，高溫切鋼與高溫入保溫坑對(duì)于保證產(chǎn)材長(zhǎng)度及軋后硬度有著重要的影響；徑向尺寸精度控制的關(guān)鍵在于保證正公差軋制與溫度均勻。從目前積累的經(jīng)驗(yàn)來看，低軋制節(jié)奏保證較高的溫度制度對(duì)于該鋼種的控制有明顯的效果，然而由于對(duì)控制生產(chǎn)節(jié)奏的生產(chǎn)效率下降的問題則是下一步繼續(xù)探討的問題。

[1]鄒家祥主編. 軋鋼機(jī)械.第三版[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004：280-281.

[2]徐春等. 型鋼孔型設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008：18-20.

[3]趙志業(yè). 金屬塑性變形與軋制理論.第二版[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1999：70-79.

[4]孟延軍主編. 軋鋼基礎(chǔ)知識(shí)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005：170-178

ADJUSTING ANALYSIS ON CONTROLLING THE DEFECTS OF 45 HOT-ROLLED BAR FOR BAOJI FASHITE

Yang Shu

(Plate Co Ltd， Benxi Iron and Steel Group)

The common defects on rolling 45 hot-rolled bar for Baoji Fashite is sketched. The causes of major defect is analyzed. Test comparison of different cutting temperature and thermal expansion coefficient is carried out, and an effective control method for the fixed length of the steel is put forward under the current production conditions.

45 steelcutting temperaturecoefficient of thermal expansionradial dimensionshardness

聯(lián)系人：楊舒，工程師，遼寧.本溪(117000)，本鋼板材股份有限公司特殊鋼廠;2016—4—12