2020年, 第37卷, 第3期　刊出日期：2020-06-28

  

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专家论坛
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  薄板坯连铸连轧过程控制技术的发展、应用及展望

  何安瑞，荆丰伟，刘超，赵海山，周杰

  轧钢. 2020, 37(3): 1-7.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20200048

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  薄板坯连铸连轧面临品种和规格拓展、产品质量提升、生产成本降低及智能化生产等方面的改进以提升产线竞争力。从辊底式隧道加热炉智能燃烧系统、高精度轧制过程控制模型、兼顾全幅宽和多目标的板形综合控制技术3个方面，介绍了薄板坯连铸连轧过程控制关键共性技术的研发进展，并通过数据网关+双系统并行的在线替换模式，实现了新的过程控制技术零停机时间的工业应用。新技术应用后，加热炉实现了全自动烧钢，吨钢煤气消耗下降了19.4%，氧化烧损下降了3.8%，钢坯加热质量大幅度提升；在设备及其他系统不变的情况下，轧线产品质量及轧制稳定性显著提高，薄规格生产能力由2.0 mm扩展至1.2 mm，实现了双流异钢种交叉混合轧制和铁素体轧制，非计划过渡材显著减少，重点计划执行率由20%提高到95%以上，整体提升了薄板坯连铸连轧流程的效益和竞争力。最后，对薄板坯连铸连轧过程控制技术的发展方向进行了展望。
  
研究与开发
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  道次间冷却工艺下EH47船板钢表层往复相变行为的研究

  高燕，吴俊宇，王丙兴

  轧钢. 2020, 37(3): 8-12.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20200008

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  针对表层细晶船板钢的研制，采用热模拟试验模拟道次间冷却工艺下EH47船板钢表层“冷却返红”过程中的往复相变行为，研究了不同类型低温相变组织在升温过程中的相变行为。结果表明，随低温相变组织中贝氏体体积分数的增大，升温奥氏体化温度逐渐降低；随低温组织中马氏体体积分数的增大，升温奥氏体化温度显著提高且相变时间延长。随冷却速率的提高，升温相变后奥氏体组织细化且均匀性提高。当低温组织为粒状贝氏体时，随升温过程的进行，在相变初始阶段相变较慢，当温度高于770 ℃时，奥氏体相变速度剧烈提高，并在830 ℃完成相变。
  
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  Ti微合金化高强钢性能波动原因分析与工艺优化

  廖志，曹燕光，刘旭辉，李会，熊维亮，雍岐龙

  轧钢. 2020, 37(3): 13-17.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190150

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  目前，700 MPa级高强钢主要采用Ti微合金化成分体系，利用纳米级Ti析出相来提高强度，但存在塑性不足、性能波动大等问题。利用OM、SEM和物理化学相分析法，对比研究了带钢头、中、尾部微观组织、力学性能以及析出相的类型与大小。结果表明，带钢头、中、尾部均为准多边形铁素体组织，头部晶粒尺寸细小，中部和尾部晶粒尺寸相对较大，然而带钢头部强度显著低于中部和尾部。通过分析强化机制，发现带钢头部M(CN)析出不充分，沉淀强化作用相对较小是其强度偏低的主要原因。为此，对控轧控冷工艺进行了优化，采取提高头部卷取温度、轧后送入缓冷坑等措施后，带钢头、中、尾部析出相数量基本相当，性能均匀性得到了明显改善。
  
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  中温卷取工艺下热轧双相钢组织性能研究

  方少华

  轧钢. 2020, 37(3): 18-21.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20200144

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  对中温卷取工艺下的热轧双相钢组织性能进行了研究。结果表明，Cr、Mo成分体系的热轧双相钢采用3段式冷却后屈强比为0.6，显微组织为准多边形铁素体、岛状马氏体以及细小粒状贝氏体，具有较高的伸长率和扩孔性能。由于贝氏体的存在，缩小了双相钢多相组织之间的强度差，有利于提高其塑性变形过程中的协调变形能力及扩孔性能。通过对应力幅值为430 MPa时双相钢的疲劳断口进行分析，断口具有显著的韧窝、二相粒子、疲劳辉纹、二次裂纹等特征，有利于提高其疲劳强度。
  
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  高品质热轧双相钢的开发

  贾改风，张志强，周晓光，刘洪旭，柳风林，吕德文

  轧钢. 2020, 37(3): 22-25.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190083

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  为了提高热轧双相钢的品质，研究了化学成分、轧制工艺、冷却工艺和不同季节水温等参数对热轧双相钢组织和性能的影响。结果表明，无Si成分设计显著提高了热轧双相钢的表面质量；较低的终轧温度和中间保温温度有利于获得更为细小的铁素体组织和弥散的马氏体组织；低的卷取温度（280 ℃）可以获得铁素体+马氏体双相组织；冷却水水温的降低显著提高马氏体含量并提高双相钢的强度。基于上述研究，邯钢实现了系列热轧双相钢的稳定生产，双相钢制作的汽车车轮性能良好。
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  LY100抗震软钢轧制和冷却工艺热模拟研究

  秦玉荣，王军，崔强，陈林恒

  轧钢. 2020, 37(3): 26-30.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190078

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  抗震软钢不仅具有屈服强度低，屈服范围窄，伸长率高的特点，同时还具有良好的焊接及低周疲劳性能。为了确定LY100抗震软钢最佳的生产工艺，采用Gleeble 3800热模拟试验机对LY100钢静态再结晶行为和动态CCT曲线进行了测定，并利用金相显微镜分析了不同终轧温度、冷却速率对其组织的影响。结果表明，为了保证获得良好的力学性能，精轧阶段应采用完全静态再结晶轧制，终轧温度为1 000 ℃；轧后冷速在0.5～30 ℃/s范围内均可获得铁素体组织，随着冷却速率的增大，铁素体晶粒越细小。
  
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  小压下率冷轧过程中低碳钢氧化铁皮断裂行为研究

  郝明欣，孙彬，王建明，尤宏广

  轧钢. 2020, 37(3): 31-35.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190064

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  针对免酸洗新工艺中采用小压下率冷轧或平整工艺，试验研究了不同压下率冷轧前后SPHC带钢操作侧（OS侧），中间部位，驱动侧（DS侧）3个位置表面和截面的氧化铁皮形貌和厚度，以及氧化铁皮在冷轧过程中的断裂行为。结果表明，试验钢热轧后冷却过程中的热应力使其表面氧化铁皮产生裂纹，且卷取后的冷却速率会对表面氧化铁皮结构产生较大影响；采用10%冷轧压下率时，带钢表面出现较多氧化铁皮块状脱落和粉化脱落现象，表面质量破环严重；采用5%冷轧压下率时，带钢表面仅出现少量氧化铁皮块状脱落，大部分氧化铁皮达到只开裂不剥落状态；氧化铁皮在常温下塑性较差，在冷轧后氧化铁皮厚度未发生随钢基体明显变薄的协同变形。
  
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  冷连轧打滑机理分析与控制研究

  沈新玉，宫峰，裴洪涛，崔银会

  轧钢. 2020, 37(3): 36-39.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190066

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  针对冷连轧机组生产过程中产生的打滑现象，从轧制原理的角度，由轧制力矩模型、前滑模型以及摩擦因数模型分析了打滑产生的机理，得到轧制负荷、前滑、轧辊原始粗糙度、轧制速度和轧辊周期状态是影响轧制过程中轧辊打滑的重要因素。针对某厂1 720 mm冷连轧机组的实际工况，结合打滑机理，通过采用降低打滑机架的轧制负荷，提高轧辊粗糙度，调整前后张力等措施，对打滑机架的相关参数进行了优化，有效地解决了打滑问题，在提高轧机的轧制稳定性的同时也缓解了备辊压力。
  
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  磷化处理对无铬钝化热镀锌板耐蚀性能的影响

  刘武华，胡燕慧,张浩，薛勇强，刘新华

  轧钢. 2020, 37(3): 40-43.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190032

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  研究了磷化处理工艺对无铬钝化热镀锌板耐腐蚀性能和表面形貌的影响。采用扫描电镜对其表面形貌进行分析，同时与未经过磷化处理的钝化板表面形貌进行对比；采用电化学阳极极化曲线方法和电化学阻抗法对磷化处理后钝化板的耐腐蚀性能进行了研究。在钝化板膜重为0.8 g/m²的情况下，经磷化处理的钝化板表面钝化膜完好，没有发现锈蚀或钝化膜剥落现象；经磷化处理的钝化板自腐蚀电位和阳极电流密度不变，阴极电流密度和自腐蚀电流密度有所提高；Nyquist图的高频部分在磷化处理前为容抗弧，磷化处理后出现具有Warburg阻抗的直线，说明磷化处理后钝化膜表面出现扩散过程。 研究表明，钝化板经过磷化处理后表面未形成磷化膜，耐腐蚀性能仍来自原钝化膜，经磷化处理的钝化板的耐腐蚀性能有所降低。因此，现有常规的磷化处理并没有增加钝化板的耐腐蚀性能，如果有需要提高钝化板耐腐蚀性能的要求，必须针对无铬钝化板研制专用的磷化液和磷化工艺。
  
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  控轧温度对含Nb热轧H型钢组织性能的影响

  陈辉，夏勐，吴保桥，邢军，汪杰，黄琦

  轧钢. 2020, 37(3): 44-47.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190084

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  通常采用优化孔型的方法使型钢产品变形更加均匀，从而获得理想的显微组织，提升产品性能。但是孔型优化对于变形量分配的调整幅度有限，无法满足多数高品质钢的控轧要求。根据轧制规程设计，H型钢翼缘变形全部集中在万能轧制阶段，为此，研究了在万能轧制段控轧温度对含Nb热轧H型钢组织和性能的影响。结果表明，随着控轧温度的升高，显微组织中铁素体形状由扁平状逐渐变为等轴状，铁素体晶粒平均尺寸先减小后增大且在900 ℃时晶粒尺寸最小。当控轧温度控制在850～900 ℃区段，不仅有效提高生产效率，而且其显微组织为细小均匀的等轴状铁素体+少量珠光体，该温度下试验钢的强度指标优于其他轧制温度，低温冲击韧性也明显提高。
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  3种典型轧辊材料氧化行为的原位观察

  张杰，周旬，苏长水，王晓东，肖福仁

  轧钢. 2020, 37(3): 48-53.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190082

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  轧辊表面氧化膜的形成及剥落对轧辊的消耗及产品质量有显著影响。采用VL2000DX—SVF18SP型超高温激光共聚焦显微镜观察了高铬铸铁、高铬铸钢和高速钢在连续加热及等温过程中其表面氧化膜形成的特征，同时对比研究了这3种材料在循环加热、冷却后的氧化行为。结果表明，高铬铸铁和高铬铸钢开始形成氧化膜的温度较低，约为300 ℃，但氧化膜致密均匀，抑制了高温及等温过程氧化膜的生长；而高速钢氧化膜开始形成温度较高，氧化膜快速形成的温度约为480 ℃，但氧化膜均匀性差，具有较快的生长速率，高速钢的抗氧化性显著低于高铬铸铁和高铬铸钢。
  
设计与改造
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  普碳钢超大总压下量可逆冷轧工艺技术及生产实践

  计江，王勇勤，徐利璞，苏旭涛，刘松，刘云飞

  轧钢. 2020, 37(3): 54-59.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190059

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  针对目前我国部分钢企由于现有工艺装备投产较早、技术落后、机组能力不足，只能采取中间退火+二轧程工艺生产0.12～0.15 mm薄规格冷轧产品，生产成本增加、周转周期长，不能灵活应对复杂多变的冷轧市场需求的状况，开发了普碳钢单轧程可以实现95%以上超大总压下量的单机架六辊可逆冷轧机组。结合国内新投产的某1 150 mm单机架六辊可逆冷轧机组的稳定规模化生产实践，阐述了机组工艺设备选型、主要工艺技术参数配置和生产需解决的核心关键技术难点，同时列举了几种市场需求量大、附加值高的薄规格冷轧产品的现场实际生产工艺参数，以说明该机组的实际应用效果。
  
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  热轧生产中重负荷齿轮油净化、除水新型净油机

  孙洁，蔡佳亮，高亮亮，郭杰，付连礼，张瑞新

  轧钢. 2020, 37(3): 60-64,70.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190100

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  针对重负荷的齿轮传动装置中齿轮油杂质含量大、含水量高且难以分离等问题，介绍了一种具备自动排水功能的新型离心式净油机。主要介绍了其工作原理、自动排水功能的设计及其附加特殊功能。应用表明，该离心式净油机能够高效地将油液中水、杂质快速分离并自动连续排出；此外，还具有强大的破乳化能力，去除油液中的溶解水，使油液中含水量低于0.05%，排出的水中含油量低至6.99 mg/L，远远低于30 mg/L的国家环保直排水指标要求；还有，对大颗粒杂质和15 μm以下的微小杂质均具有非常好的去除效果。采用新型离心式净油机，可有效提高油品利用率，降低成本消耗，提高设备使用寿命。
  
综述
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  建筑结构用钢产品升级和应用及其对节能减排的影响

  付常伟

  轧钢. 2020, 37(3): 65-70.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190033

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  综述了国内外建筑结构用钢的产品升级和应用情况；介绍了山东钢铁股份有限公司莱芜分公司在建筑结构用钢产品升级方面取得的成果；对国内建筑结构用钢产品升级与应用存在的问题进行了分析，并提出了应对措施；以数据分析为依据，对建筑结构用钢产品升级对节能减排的有益作用进行了定量描述。最后指出，我国应通过技术创新和产品升级，实现“低成本、高性能”绿色建筑结构用钢的品种优化、升级换代与推广应用，提高资源和能源在钢铁行业中的利用率，降低污染物排放，在保证我国工业化和城镇化快速稳定发展的基础上，构建“绿水青山”型社会。
  
轧钢自动化
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  1 250 mm五机架六辊冷连轧工艺控制系统核心技术

  贾大朋，李韶岗，米楠，沈志前，李旭

  轧钢. 2020, 37(3): 71-76.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20200074

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  简要介绍了自主设计制造、具有完全自主知识产权的1 250 mm五机架六辊冷连轧产线工艺及设备特点。重点阐述了冷连轧工艺控制系统的硬件配置、软件架构及核心技术。采用基于简易有限元的轧制力模型及基于成本函数的多目标负荷分配模型，实现了高精度的轧制规程计算。开发了原料板快速启车技术与板形多变量综合最优控制技术，实现了冷轧产品的尺寸精准控制。现场实际应用效果表明，机组稳定运行率达到99.8%以上，不同规格的产品厚度控制精度均达到±0.8%以内，板形控制精度均达到5I以内。
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  热轧厚规格窄带钢厚度控制策略优化

  谷德昊，朱君吾，余小勇，姬亚锋，彭文，张殿华

  轧钢. 2020, 37(3): 77-79,89.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190093

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  针对某450 mm窄带钢生产线生产6.00 mm以上厚规格产品时带钢扭转导致测厚仪产生厚度测量偏差，严重影响厚度自动控制系统的正常投用，对产品厚度控制精度产生影响的问题，通过对轧件扭转前后轧件厚度的比较，实现了6.00 mm以上厚规格产品的厚度测量补偿，以此为基础实现了厚度的精确控制。现场实际生产应用表明，6.00 mm以上厚度规格96%以上达到了±50 μm的厚度控制精度，有效地保证了产品质量。
  
轧钢机械
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  短应力线轧机带载压下装置设计计算

  牛健，韩丽娟

  轧钢. 2020, 37(3): 80-83,86.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190109

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  为了适应长材轧制技术中无头轧制的工艺要求，短应力线轧机需具备带载压下功能。实现带载压下功能则要求压下装置具有较高的强度。通过对短应力线轧机压下装置的压下力矩、零部件承载能力、传递效率的计算和分析，得到了带载压下装置的力能参数，为带载压下技术的实现提供了理论支撑。采用该方法设计出合理的带载压下装置结构，实际应用表明效果较好。
革新与交流
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  山钢日照2 050 mm热连轧QP980高强钢的生产实践

  李贺

  轧钢. 2020, 37(3): 84-89.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190087

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  介绍了山钢日照 2 050 mm热连轧生产线概况。针对供冷轧QP980高强钢用热轧薄规格原料生产中存在中间坯温降快、轧制过程稳定性差、易甩尾、板形难以控制、轧机振动等问题，对生产过程中各工序进行了工艺优化，提出了轧制计划编排、铸坯尺寸及加热制度优化以及粗轧提速、精轧负荷分配、水系统控制、精轧温度控制、侧导板开口度设定、卷取冷却控制及张力设定等的具体措施，实现了薄规格QP980高强钢的稳定生产。
  
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  DP钢退火快冷段常见缺陷原因分析及解决措施

  张鹏杰，刘志恒，关淑巧

  轧钢. 2020, 37(3): 90-92.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190062

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  针对某厂DP钢生产过程中退火炉快冷段常出现炉内带钢划伤和瓢曲缺陷的问题，通过生产试验和理论分析，认为带钢张力低，绷紧程度不足，带钢垂直长度方向有可供抖动产生的带钢余量；风机开口度大，气流对带钢冲击激烈，以及稳定辊的位置精度、涂层状态、转速精度是造成带钢划伤缺陷的主要原因；钢种过渡时带钢升温温度不同，使炉辊凸度增加是带钢产生瓢曲缺陷的主要原因。据此，对工艺、设备、管理制度等进行了优化，有效解决了退火过程中快冷段经常出现的划伤和瓢曲问题。
  
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  ML08Al线材混晶组织原因分析与改进措施

  罗兴壮，罗庆革，兰钢，樊雷，杨剑洪，黄开乐

  轧钢. 2020, 37(3): 93-96.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190120

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  针对柳钢高线生产的φ6.5 mm ML08Al低碳冷镦钢盘条近表面出现混晶组织的问题，分析了加热工艺、变形工艺及吐丝温度对产生混晶组织的影响，并对相应的温度制度进行了优化。一加热段迅速将钢坯加热至880～920 ℃，二加热段控制在1 080～1 120℃，均热段控制在1 050～1 090 ℃，各段温度控制精度±12 ℃，加热时间不小于95 min，有利于奥氏体晶粒均匀化，大幅度降低钢坯表面与芯部、头部与尾部温差；结合水箱冷却能力及轧机设备能力，预精轧结束后对轧件快速冷却，将入精轧温度由970 ℃降至860 ℃，将轧件冷却至奥氏体未再结晶区轧制，同时利用精轧机组机架间水冷系统，控制终轧温度为990～1 020 ℃，以避免轧件变形过程温度过高导致奥氏体晶粒异常长大；吐丝温度由原先的950 ℃降至830 ℃。采用优化工艺后，获得了晶粒尺寸均匀的F+P组织，改善了ML08Al盘条冷镦性能。
  
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  穿水冷却工艺对Q345E棒材冲击性能及组织的影响

  张群，阚开,齐峰

  轧钢. 2020, 37(3): 97-100.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190094

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  针对低合金高强钢Q345E棒材低温冲击性能合格率低的问题，分析其原因主要是由于终轧温度较高，轧后棒材组织晶粒粗大造成的，生产中需采用正火处理来改善组织晶粒度，提高其低温冲击韧性，但同时也提高了生产成本。为此，对φ50、φ40、φ35 mm规格Q345E棒材进行了终轧3段穿水冷却试验，通过穿水冷却来降低终轧温度，以解决晶粒粗大的问题。结果表明，与轧后态、正火态棒材组织对比，经过3段穿水冷却后的棒材组织明显细化，铁素体晶粒度达到9.4级以上，低温冲击性能明显提高，φ35 mm规格低温冲击性能合格率达到90%以上。同时，采用穿水冷却工艺，可以省去正火处理工序，节省了生产成本。
  
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  Nb微合金化HRB400E钢筋的试制

  郝飞翔，傅余东，严明，孙成银

  轧钢. 2020, 37(3): 101-104.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190075

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  针对钒氮合金价格上涨，阳春新钢铁有限责任公司采用Nb及Nb、V复合微合金化技术对HRB400E钢筋进行了试制。结果表明，含Nb钢连铸过程中由于Nb（C、N） 的析出，铸坯易产生表面和内部缺陷，采用低过热度、均匀的二次冷却、控制Nb含量及适当提高矫直温度的措施，可有效减少铸坯缺陷。Nb含量与钢筋强度的提高不是线性关系，但对带肋钢筋盘条强度提高的效果比直条的好。采用Nb替代V，轧制φ6～φ10 mm 带肋钢筋盘条，成品化学成分、力学性能、金相组织、外形尺寸等全部合格，吨钢合金成本降低约100元。
  
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  303Cu大规格线材低温轧制头部开裂原因分析及改进措施

  顾建林，俞国红，李少正，胡月霞，彭飞

  轧钢. 2020, 37(3): 105-107,110.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190042

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  针对永兴特种不锈钢股份有限公司303Cu易切削钢φ14 mm大规格线材减定径轧制过程中出现线材头部开裂问题，对其产生原因进行了分析。结果表明，303Cu易切削钢因S含量较高，易形成MnS夹杂，而MnS夹杂的变形能力与钢基体相差较大，在轧制温度较低且轧制力较大的情况下，线材头部容易开裂。为此，对孔型系统进行了改进，减小减径机中的轧制力，使MnS夹杂受到的剪切应力较小，降低了使其脱离基体的可能性，解决了φ14 mm大规格线材头部开裂的问题。
  
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  一种新型的高线风冷风机

  张祺佳

  轧钢. 2020, 37(3): 108-110.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20190070

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  风冷线是高线质量控制的关键环节。针对传统的离心式风机能耗高、冷速不足、冷却不均匀等问题，介绍了一种新型高线风冷风机—轴流式风机，其进风口直径φ2 000 mm，进风和出风持续稳定，风量245 000 m3/h，电机功率仅为185 kW，冷却效率高、节能效果明显。结合YL82B线材的实际生产，采用轴流式风机后线材组织索氏体化率提高5%，网状渗碳体级别降低0.5级。