防靜電地板用SPCE冷軋鋼帶開發(fā)

亓振寶，杜守中，胡自明，侯元新，何敏

（山東泰山鋼鐵集團有限公司，山東濟南 271100）

1 前 言

防靜電地板用冷軋鋼帶在開發(fā)過程中易出現(xiàn)粘結等缺陷，客戶在使用過程中也出現(xiàn)了沖壓開裂的問題。因此，山東泰山鋼鐵集團有限公司（簡稱泰鋼）冷軋部根據(jù)客戶產品質量要求，通過優(yōu)化冷軋生產工藝，成功開發(fā)出了防靜電地板用SPCE 冷軋鋼帶。

2 產品開發(fā)及工藝優(yōu)化

2.1 產品技術要求

產品屈服強度130～210 MPa，抗拉強度≥270 MPa，伸長率≥40%，深沖無開裂；板形平直，不平度≤2 mm；厚度偏差-0.02～0 mm；鋼帶表面無肉眼可見黑斑、氧化、劃傷、擦傷、輥印、粘結、劃痕、硌印、鐵銹等缺陷。

2.2 生產工藝流程

SPCE 冷軋鋼帶生產工藝流程：酸洗→軋制→縱切卸張→退火→拉矯→包裝入庫。對生產工藝流程優(yōu)化后，由于退火后直接進行拉矯，不僅省去了平整工序，縮短了工藝流程，降低了產品的加工成本，而且解決了因平整產生的鋼帶硬化問題，提高了產品的深沖性能。

2.3 酸洗表面質量控制

SPHE熱軋鋼帶在酸洗過程中出現(xiàn)了帶水發(fā)黃缺陷，帶水發(fā)黃缺陷的產生不僅污染軋機的乳化液，而且影響冷軋鋼帶的板面清潔度。經分析，造成酸洗鋼帶發(fā)黃缺陷的主要原因是熱風干燥器烘干和鋼帶邊部吹掃效果差。

針對熱風干燥器烘干效果差的問題，設計制作了分體式酸洗鋼帶熱風干燥裝置。該裝置與目前使用的酸洗鋼帶干燥裝置相比，由于增加了儲風分配箱，并通過儲風分配箱將干燥風分配給多根下吹風管對酸洗鋼帶的下表面進行干燥，同時，用上吹風管對酸洗鋼帶的上表面進行干燥，使酸洗鋼帶能夠均勻、快速干燥，可有效吹干酸洗鋼帶上、下表面殘留的水分，解決了現(xiàn)有技術中因酸洗鋼帶上、下表面帶水導致的發(fā)黃和銹蝕難題，提高了酸洗鋼帶表面質量。

為了提高酸洗鋼帶邊部吹掃效果，設計制作了防止鋼帶堆鋼的吹掃裝置。該裝置與目前鋼帶吹邊裝置相比，上吹風管可升降，提高了吹掃效果，降低了壓縮空氣的消耗，有效防止了發(fā)生鋼帶堆鋼的現(xiàn)象，既保證了鋼帶表面的水分快速吹干，省時省力，又提高了生產效率。

2.4 軋制工藝改進

提高產品的厚度精度。防靜電地板用SPCE冷軋鋼帶屬于極薄產品，對產品的厚度精度要求很高。為了保證防靜電地板用SPCE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(tǒng)進行了升級改造。1 700 mm 六輥HC 軋機AGC工藝控制系統(tǒng)由工控機控制升級為S7-400西門子PLC和FM458模塊控制，實現(xiàn)了對鋼帶厚度的高精度控制。

提高產品表面及板形質量。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了0.05 mm，軋輥的表面達到了光潔無裂紋、壓痕、斑點、刮傷軟點、刀花、顫紋等缺陷，輥身硬度達到了93HSD 以上。并對1 700 mm 六輥HC 軋機的工藝潤滑進行了如下優(yōu)化：（1）對軋機的機前氣刀吹掃裝置進行了改造，將內側氣刀噴射梁由原來的900 mm調整到1 500 mm。（2）對氣刀噴射梁的噴嘴排列結構進行了優(yōu)化，噴射梁上噴嘴的間距由實施前的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 縱切松卷張力優(yōu)化

在退火前轉縱切機組進行松卷卸張。松卷時張力按階梯張力進行優(yōu)化，第一階段張力為25～28 kN，第二階段張力為20～25 kN，第三階段張力為16～20 kN，第四階段張力為12～16 kN，通過采取階梯張力松卷，解決了防靜電地板用SPCE 冷軋鋼帶在退火時出現(xiàn)的粘結缺陷。

2.6 退火工藝設計

退火升溫速率對性能的影響。較低的升溫速度可以保證罩式退火爐中鋼卷溫度的均勻性，在一定程度上可以提高產品的深沖性能。在退火升溫過程中，250～470 ℃期間升溫速率控制在110 ℃/h，之后溫度升溫速率控制在35～50 ℃/h，以保證產品良好的深沖性能。

保溫溫度對試樣硬度及金相組織的影響。（1）保溫溫度對試樣硬度的影響。根據(jù)不同加熱溫度下深沖鋼的顯微硬度值的變化規(guī)律，當溫度高于560 ℃時，深沖鋼的硬度值開始明顯下降，此階段鋼板已發(fā)生回復和再結晶過程，在560～690 ℃，硬度值顯著下降，并隨著溫度的逐漸升高再結晶晶粒大量形核并長大。隨著溫度的繼續(xù)升高，硬度值下降緩慢，此時鋼板內的冷加工組織已消除，晶粒已完全再結晶。（2）保溫溫度對金相組織的影響。當溫度加熱到500 ℃時，鋼的組織仍為冷加工纖維狀原始組織，當溫度升高到560 ℃時，原始組織中開始出現(xiàn)少量的再結晶晶粒，隨著溫度的升高，再結晶晶粒的形核速率加快并同時伴隨晶粒長大；當溫度達到620 ℃時，鋼板組織內已有大量的再結晶晶粒，但此時晶粒細小、晶粒度級別為10 級，并且不均勻：當溫度達到680～690 ℃時，原始組織內的晶粒已全部發(fā)生再結晶。

保溫時間對硬度及金相組織的影響。保溫時間對試樣硬度的影響，鋼卷在680～690 ℃的保溫再結晶退火過程中，隨著保溫時間的增加，鋼的顯微硬度值仍較低并且變化不大。這說明以低速連續(xù)升溫到680～690 ℃的過程中，鋼帶內的晶粒已經全部發(fā)生再結晶：當保溫時間達到14 h 時，鋼板硬度值已降至最低值，此時保溫時間再延長，其硬度值基本不變，由此可見，在深沖鋼退火過程中，退火溫度是關鍵因素，當鋼板內晶粒充分再結晶后，保溫時間的影響很小。

保溫時間對金相組織的影響。連續(xù)升溫到680～690 ℃時，鋼板內晶粒已全部發(fā)生再結晶，此時的晶粒比較細小。隨著保溫時間的延長，晶粒逐漸長大，保溫14 h，晶粒已充分長大，晶粒度級別在8～9級。

悶罩時間試驗。根據(jù)冷軋鋼帶粘結產生機理，確定控制冷卻速度，即增加一段帶罩冷卻時間，悶罩2 h換罩，從而控制冷卻速度，減少粘結缺陷。

通過以上分析可知，隨著保溫溫度的升高，鐵素體晶粒進一步長大，當保溫溫度升高到680～690 ℃退火后，已充分完成再結晶過程，晶粒內部較完整，其大小和形狀變得均勻，隨著保溫時間的延長，延伸率也隨之增大，保溫時間達到14 h 時，力學性能達標準及客戶要求。

2.7 拉矯張力控制

退火后的鋼卷轉到1580 拉矯機組矯直板形。拉矯時張力控制8～10 kN，既保證了產品的板形質量，又消除了拉矯紋缺陷。

3 結 語

產品物理性能檢驗表明，產品的屈服強度130～210 MPa，抗拉強度≥270 MPa，伸長率≥40%，深沖無開裂。板形平直，厚度偏差控制在-0.02～0 mm；鋼帶表面無肉眼可見黑斑、氧化、劃傷、擦傷、輥印、粘結、劃痕、硌印、鐵銹等缺陷，產品質量滿足了客戶需求。2020 年1—4 月，共開發(fā)銷售防靜電地板用SPCE 冷軋鋼帶2 929.02 t，達到歷史最高水平，為公司效益的提升發(fā)揮了重要作用。