高精度超寬50鋼冷軋鋼帶的開(kāi)發(fā)

侯元新，杜守中，劉文憲，張文華，張 亮

（山東泰山鋼鐵集團(tuán)有限公司，山東 萊蕪 271100）

1 前言

50鋼屬于中碳高強(qiáng)度碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有高強(qiáng)度和高硬度，常用于制造動(dòng)負(fù)載、沖擊載荷及要求耐磨性能好的機(jī)械零件，如鍛造齒輪、拉桿、彈簧墊圈、卷尺等。50 鋼在調(diào)質(zhì)處理狀態(tài)下，具有良好的強(qiáng)度、機(jī)械加工性能、優(yōu)良的熱處理適應(yīng)性。泰鋼根據(jù)客戶(hù)產(chǎn)品質(zhì)量要求，通過(guò)優(yōu)化生產(chǎn)工藝參數(shù)，成功開(kāi)發(fā)出了規(guī)格為0.36 mm×1 250 mm高精度超寬50鋼冷軋鋼帶。

2 產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及工藝優(yōu)化

2.1 產(chǎn)品技術(shù)要求

厚度偏差-0.005～0 mm；產(chǎn)品板面平整，無(wú)浪形；表面均勻一致，無(wú)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(chǎn)品生產(chǎn)工藝流程：熱軋鋼帶→1580酸洗機(jī)組酸洗→1700 六輥HC 軋機(jī)第一次軋制→全氫罩式退火爐退火→1700六輥HC軋機(jī)第二次軋制→1700精整機(jī)組質(zhì)檢、分卷→包裝入庫(kù)。

2.2 冷軋?jiān)腺|(zhì)量控制

50鋼冷軋鋼帶化學(xué)成分控制見(jiàn)表1。

表1 50鋼冷軋鋼帶化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）%

對(duì)熱軋鋼帶的金相組織進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖1。從圖1 中可以看出，熱軋鋼帶的晶粒度為12.0級(jí)，組織狀態(tài)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(yōu)化

酸洗時(shí)，在1 580 mm推拉式鹽酸酸洗機(jī)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(huán)系統(tǒng)新增1 組石墨加熱器，并與1#石墨加熱器進(jìn)行串聯(lián)，達(dá)到3組石墨加熱器同時(shí)對(duì)1#酸罐中的鹽酸進(jìn)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(jī)組設(shè)計(jì)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(fēng)吹邊裝置的內(nèi)膽，在內(nèi)膽內(nèi)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(nèi)膽的兩端用鋼板封堵，在內(nèi)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(fēng)吹掃裝置的外膽，將外膽的下端面用鋼板封堵，把內(nèi)膽裝入外膽里，外膽的上端面用鋼板封堵后，在其上面開(kāi)孔并焊接1 根Φ65 mm 的鋼管向外膽中通入蒸汽對(duì)壓縮空氣進(jìn)行加熱。在外膽的下端連接3根鋼管，分別向內(nèi)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(gè)閥門(mén)，在蒸汽疏水管道上安裝1 個(gè)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(shí)現(xiàn)了對(duì)吹掃用壓縮空氣進(jìn)行加熱的目的，解決了鋼帶板面水分吹不干的問(wèn)題，提高了酸洗鋼帶表面質(zhì)量。

2.4 軋制工藝優(yōu)化

2.4.1 軋制工藝參數(shù)優(yōu)化

為減少50 鋼在軋制過(guò)程中出現(xiàn)的邊裂、斷帶現(xiàn)象，使產(chǎn)品軋到目標(biāo)厚度，對(duì)軋制總壓下率進(jìn)行了優(yōu)化，由一軋程軋制優(yōu)化為兩軋程軋制。第一軋程總壓下率控制在50%（軋制實(shí)例見(jiàn)表2），第二軋程總壓下率控制在76%（軋制實(shí)例見(jiàn)表3）。乳化液濃度提高到2.5%～3.0%，軋機(jī)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(chǎn)品軋制參數(shù)

表3 1.5 mm的半成品軋制為0.36 mm產(chǎn)品軋制參數(shù)

2.4.2 提高產(chǎn)品的厚度精度

為了達(dá)到高精度超寬50 鋼冷軋鋼帶的厚度精度，對(duì)1 700 mm六輥HC冷軋機(jī)的AGC工藝控制系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造。1 700 mm 六輥HC 軋機(jī)AGC工藝控制系統(tǒng)由工控機(jī)控制升級(jí)為S7-400西門(mén)子PLC和FM458模塊控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋼帶厚度的高精度控制，產(chǎn)品的厚度精度達(dá)到了-0.005～0 mm。

2.4.3 提高產(chǎn)品的表面及板形質(zhì)量

為了提高產(chǎn)品的表面及板形質(zhì)量，上下工作輥的輥徑差控制在0.05 mm，軋輥的表面光潔無(wú)裂紋、壓痕、斑點(diǎn)、刮傷軟點(diǎn)、刀花、顫紋等缺陷，輥身硬度達(dá)到HSD 93 以上。對(duì)1 700 mm 六輥HC 軋機(jī)的工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化：（1）對(duì)軋機(jī)的機(jī)前氣刀吹掃裝置進(jìn)行改造，將內(nèi)側(cè)氣刀噴射梁由900 mm 調(diào)整到1 500 mm。（2）對(duì)氣刀噴射梁的噴嘴排列結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。噴射梁上噴嘴的間距由20 mm 調(diào)整為兩邊部400 mm 長(zhǎng)度上按10 mm 排列，中部700 mm 長(zhǎng)度上按15 mm 排列，噴嘴的長(zhǎng)度由50 mm 調(diào)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(dòng)蝶閥改為氣動(dòng)球閥，減少了乳化液在板面的殘留。

2.5 退火工藝優(yōu)化

鋼卷在全氫光亮罩式退火爐退火時(shí)，在450 ℃設(shè)置2 h排煙平臺(tái)，在排煙平臺(tái)溫度之前全速升溫，溫度大于排煙平臺(tái)溫度后升溫速率按照35～50 ℃/h 進(jìn)行控制，升至730 ℃時(shí)保溫，保溫14 h，通過(guò)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(nèi)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(jié)語(yǔ)

通過(guò)優(yōu)化酸洗工藝，提高了酸洗鋼帶的表面質(zhì)量；調(diào)整冷軋總壓下率，消除了鋼帶軋制邊裂的問(wèn)題，使產(chǎn)品軋到了目標(biāo)厚度；對(duì)軋機(jī)的AGC 工藝控制系統(tǒng)進(jìn)行了升級(jí)改造，提高了產(chǎn)品的厚度精度；對(duì)軋機(jī)的工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，提高了產(chǎn)品的表面及板形質(zhì)量；對(duì)退火工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，保證了產(chǎn)品的物理性能。成功開(kāi)發(fā)出高精度超寬50鋼冷軋鋼帶，經(jīng)檢測(cè)，鋼帶厚度偏差在-0.005～0 mm，產(chǎn)品板面平整，無(wú)浪形；表面均勻一致，無(wú)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(jīng)客戶(hù)使用，達(dá)到了高精度超寬50 鋼冷軋鋼帶的質(zhì)量要求。