轧钢

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袁国, 孙杰, 付天亮, 田勇, 窦为学, 王国栋

轧钢. 2021, 38(4): 1-9.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210401

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高质化、绿色化已成为钢铁行业发展的必然趋势。以热轧钢铁材料组织性能调控工艺与技术、板带高精度尺寸控制技术、薄带铸轧短流程技术为例,介绍了相关工艺技术的自主创新与应用实践进展,具体包括热轧板带新一代控轧控冷技术在实现目标组织调控、解决板形问题方面的研发应用及进展; 3 mm厚薄规格高强钢板带离线淬火工艺技术的发展应用;热、冷连轧板带多机架多工序轧制过程高精度三维尺寸控制技术的应用实践;结合大数据,中厚板尺寸高精度控制的进一步提升;热轧无缝钢管在线组织性能调控的关键技术;铸-轧一体化短流程节能减排的工艺特点,以及电工钢薄带铸轧技术的研发与应用进展。并指出,在轧钢领域,钢铁材料生产过程中组织性能的高效精准调控、形状尺寸的高精度控制,以及面向环境友好、节能减排的铸-轧一体化特殊钢短流程轧制技术,对于支撑实现产业的高质量转型发展具有重要意义。

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中厚板角轧宽展技术的研发与应用

曹建宁, 白冰, 刘斌, 何筠, 陈国锋

轧钢. 2021, 38(4): 10-16.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210402

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分析了宝钢湛江中厚板厂产品结构;为提高产能和宽展工艺的生产效率,针对小展宽比轧制,提出一种新型中厚板柔性宽展轧制工艺—角轧宽展工艺。开发了角轧宽展工艺的计算模型和自动控制系统;为了验证角轧工艺的可行性和理论模型的设定精度,在宝钢湛江4 300 mm中厚板厂开展了角轧工艺工业生产试验研究,并对试验钢板几何尺寸和设备力能参数进行了实测和分析。生产表明,角轧宽展工艺能够提高宽展轧制的生产效率、降低宽展轧制的轧制力和扭矩,有利于延长设备寿命;角轧宽展控制系统具有较高的控制精度,宽展能力满足中厚板小宽展比的生产需求。

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Q350EWR1高耐蚀钢板组织和耐大气腐蚀性能研究

孙超, 齐建军, 张志新, 闫中鹤, 张晓磊, 高秀华

轧钢. 2021, 38(4): 17-22.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210403

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当前,对铁路车辆用钢耐大气腐蚀性能的要求越来越严苛。采用高Cr成分体系和轧后两段冷却工艺,试制了Q350EWR1铁路车辆用高耐蚀钢。研究了其奥氏体连续冷却相变行为,获得了不同冷却速率下其组织演变规律。开展了轧制工艺对Q350EWR1耐蚀钢组织和性能影响的研究,并对其腐蚀性能进行了评价。结果表明,当冷速为0.1 ℃/s时,耐蚀钢组织由铁素体和珠光体组成;当冷速为0.5 ℃/s时,组织由铁素体、珠光体和少量贝氏体组成;当冷速大于1 ℃/s时,组织为单一贝氏体组织,这是由于高Cr成分提高了钢的淬透性,使得较低冷速下发生贝氏体相变而导致。研发的耐蚀钢综合力学性能优良,其屈服强度360~420 MPa,抗拉强度550~640 MPa,屈强比不大于0.66,伸长率不小于27%,-40 ℃冲击功大于280 J,耐大气腐蚀性能相对于Q345B钢的失重率小于30%。

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Q370qE-HPS钢轧制加热温度优化研究

洪君, 李伟伟, 李明, 史根豪, 谯明亮, 王青峰

轧钢. 2021, 38(4): 23-28.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210404

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针对新一代低碳铌微合金化Q370qE-HPS高性能桥梁钢的生产,为了兼顾钢坯加热时Nb的溶解与原始奥氏体晶粒的细化以实现成品钢板良好的综合性能,借助热力学计算、模拟加热、组织观察等方法,研究了加热温度对Nb的溶解-析出行为与含Nb第二相粒子的影响,以及对原始奥氏体晶粒的影响,并据此来优化加热温度制度。结果表明,随着加热温度的升高,Q370qE-HPS钢中Nb的固溶量增加、原始奥氏体晶粒长大;加热温度为1 200 ℃时,Nb的溶解量超过80%、原始奥晶粒尺寸小于100 μm,是理想的加热温度。

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海上风电塔架用超宽DH36钢板性能研究

李高盛, 殷俊, 曹菡, 严帅, 卢华兴, 鲁仰辉

轧钢. 2021, 38(4): 29-32.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210405

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随着海上风电建设的快速发展,如何降低基础建设成本,增加结构强度是海上风电建设关注的重点问题之一。以增加钢板规格从而减少焊缝、提高强度为目标,采用复合轧制工艺和TMCP工艺,在某5 500 mm轧机上成功试制出风电塔架用80 mm(厚)×4 500 mm(宽)×15 000 mm(长)DH36钢板。钢板拉伸性能、冲击韧性和弯曲性能均满足标准要求且不同方向性能差异较小;钢板1/2厚度与1/4厚度处晶粒度差异较小,均为9.5级;钢板界面复合良好,弯曲试验未见中心开裂,显微组织无可见界面。

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建筑结构用耐火耐候钢Q355FRNH耐蚀性能研究

杨新龙, 姜军, 刘国良, 郭营利, 董建军, 李金泽

轧钢. 2021, 38(4): 33-37.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210406

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针对钢结构是我国建筑结构的发展趋势,但对其耐火耐蚀性能要求较高的问题,通过添加Cu、Cr、Ni及其他微合金元素,采取控轧控冷工艺,酒泉钢铁集团有限责任公司开发出满足我国西北地区承受温差大、抗冬季除冰盐氯离子腐蚀且具有耐火性能的建筑结构用耐火耐候钢Q355FRNH。通过120 h和240 h干湿交替循环腐蚀试验,发现Q355FRNH钢板腐蚀点坑的大小和深度均远远小于Q355B钢板,失重率是Q355B钢板的60％;通过SEM、EDS、XRD检测分析,发现Q355FRNH钢板表面氧化层致密,其所含提高耐腐蚀性能的关键物相FeOOH较Q355B钢板高出5.5倍,腐蚀240 h后其表面仍然有一定量的FeOOH和Fe₃O₄。

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铁素体轧制Ti-IF钢冲压成形条纹缺陷原因分析与改进措施

王晓东, 高文刚, 谭志福

轧钢. 2021, 38(4): 38-43.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210407

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针对铁素体轧制工艺生产的Ti-IF带钢冲压后出现条纹缺陷的问题,通过对其力学性能与微观组织分析,并与未出现缺陷的正常批次带钢进行比较,表明冷轧退火后带钢屈服强度偏低、晶粒尺寸与Δr值偏大是导致冲压出现条纹缺陷的主要原因。对生产工艺进行了研究,发现热轧工艺中板坯加热温度、终轧温度与卷取温度偏低,且冷轧退火温度偏高,是导致冷轧退火带钢性能偏低的原因。为此,提出了工艺优化措施:将板坯加热温度由原来的1 100 ℃提高到1 130 ℃,将目标终轧温度按照810 ℃控制,将冷轧后退火温度由800 ℃降低到780 ℃,并将退火缓冷段与快冷段温度分别下调20 ℃与50 ℃。工艺优化后提高了带钢屈服强度,减小了Δr值,解决了铁素体轧制Ti-IF钢冲压后出现条纹缺陷的问题。

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宽幅冷轧带钢连退跑偏影响因素的定量分析研究

沈新玉, 宫峰, 裴洪涛, 崔银会, 刘超, 袁铁衡

轧钢. 2021, 38(4): 44-49.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210408

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冷轧带钢连续退火过程中的稳定性决定了生产的效率和产品质量,而带钢跑偏严重影响了连退工艺的稳定性,这种情况在宽幅带钢的生产中尤为明显,其容易引发限速或断带事故。因此,在生产较宽较薄带钢时,应提高连续退火炉内,尤其是加热段中前期的带钢跑偏控制水平。通过生产试验,研究了宽幅冷轧带钢的板形因素对连退炉内带钢跑偏的影响;采用ABAQUS有限元分析软件,建立了具有复杂板形的带钢与炉辊耦合的有限元动态模型,从炉内工况的角度,对炉内工艺参数对带钢跑偏的影响进行了定量分析。结果表明,对于宽规格带钢,应采用5~10 IU的双边浪模式;炉内工艺参数中张力制度以及带钢与炉辊表面的摩擦状态对炉内带钢跑偏具有明显影响:张力越大、带钢与炉辊表面间的动摩擦因数越大,越不容易跑偏;带钢运行速度虽对单位跑偏量无显著影响,但其能加快跑偏量的积累。因此,在工艺段通过对张力、带钢运行速度的调节,以及对炉辊表面状态的优化,可以提高炉段带钢跑偏控制水平。

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镀锡板无铬钝化工艺研究

万一群, 缪军红, 孙宇, 沈鹏杰, 周纪名, 刘海涛

轧钢. 2021, 38(4): 50-54.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210409

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基于钛锆-磷硅无铬钝化体系,采用正交试验方法,改变钝化液浓度、干燥温度和时间,成功获得了高性能无铬钝化膜,并确定了无铬钝化最佳工艺。通过测定试验样板的抗酸抗硫性能、涂漆附着力性能和电化学耐蚀性能,发现其综合性能接近铬酸盐钝化产品。

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Cr元素及轧后控冷工艺对高强H型钢组织性能的影响

吴保桥, 彭林, 何军委, 沈千成, 陈辉, 汪杰

轧钢. 2021, 38(4): 55-59.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210410

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针对高强H型钢的开发,研究了Cr元素及轧后控冷工艺对高强H型钢组织性能的影响。利用Jmatpro软件、光学显微镜、ImagePro-Plus等试验方法对含Cr和不含Cr两种试验钢的奥氏体连续冷却转变(CCT)曲线,组织演变、力学性能及强韧化机制进行了研究。结果表明,随着冷速的增加,钢中铁素体和珠光体体积分数逐渐减小,当冷速达到一定时,钢中开始出现针状铁素体,且铁素体基体中有粒状贝氏体出现;Cr元素的加入,降低了奥氏体临界转变温度,抑制了铁素体和珠光体转变,并有效推迟了贝氏体转变。因此,含Cr钢更易于获得细小的铁素体组织且增加了贝氏体的形成倾向,有利于钢的强度尤其是抗拉强度的提升,但降低了其塑性和韧性。

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相变温度及时间对SCM435钢盘条组织和性能的影响

彭进明, 柯鹏, 赵宜娜, 丁新军, 吴建曦, 陈银莉

轧钢. 2021, 38(4): 60-63.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210411

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针对小规格SCM435冷镦钢盘条因抗拉强度较高而影响后续加工的问题,设计了3种工艺,即通过调整终轧温度和斯太尔摩风冷线辊道速度,进而控制盘条相变温度和相变时间,使相变充分进行得到所需的铁素体+珠光体均匀组织,从而达到降低抗拉强度、提高面缩率的目的。试验结果表明,降低终轧温度至750 ℃、减小辊道速度至0.08 m/s,可以促进铁素体组织和珠光体组织的形成,抑制贝氏体组织和马氏体组织的产生,使SCM435冷镦钢热轧盘条抗拉强度降低172 MPa,面缩率提高12%;可使搭接点相变温度提高至750 ℃左右,相变时间延长至252 s左右,促进铁素体相变充分进行,使非搭接点相变温度提高至690 ℃左右,相变时间延长至168 s,促进铁素体相变充分进行,使盘条同圈性能均匀。

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Si含量对中碳冷镦钢变形抗力的影响

王冬晨, 阮士朋, 王宁涛, 温娜娜, 王晶

轧钢. 2021, 38(4): 64-68.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210412

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盘条的塑性和变形抗力直接影响其成形性能。分析研究了Si含量对中碳冷镦钢盘条组织、力学性能和压缩变形抗力的影响。试验结果表明,Si含量变化对试验钢的组织和晶粒度无显著影响;SWRCH35K盘条中Si质量分数由0.21%降至0.15%时,盘条的抗拉强度和塑性无明显变化;10B33盘条中Si质量分数由0.22%降至0.04%时,盘条抗拉强度下降约40 MPa,伸长率增加5.5%,断面收缩率增加14%。中碳冷镦钢Si质量分数控制在0.18%左右时其对变形抗力的影响效果并不显著,在满足其他性能要求的前提下,应将Si质量分数控制在0.10%以下,甚至0.05%以下,以改善其冷成形性能。

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自主创新喷雾焙烧法不锈钢混酸再生机组的中试应用

项明武, 高俊峰, 姜海洪, 赵金标, 丁煜, 王军

轧钢. 2021, 38(4): 69-74.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210413

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喷雾焙烧法是针对不锈钢混酸废液的全酸回收工艺方法,不仅可以实现废酸中游离酸的回收,还可以实现化合酸及金属元素的回收。针对青拓集团福建鼎信科技有限公司不锈钢混酸废液再生中试项目,介绍了喷雾焙烧法不锈钢混酸再生机组的技术方案、运行指标,并与引进机组进行了主要技术经济指标对比分析,各项指标均达到或超过了国外同类机组水平。同时,对该技术的进一步研究方向进行了展望。

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热轧板带立辊轧机主传动型式分析比较

周兴杰, 李峰

轧钢. 2021, 38(4): 75-79.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210414

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对热轧板带粗轧立辊轧机的主传动型式进行了分析,着重对各种型式立辊轧机的主传动原理和特点进行了分析比较,总结了各种主传动型式的优缺点和热轧板带立辊轧机主传动的应用趋势。其指出,主电机多采用双台电机驱动;立式电机多于卧式电机;在大侧压量、大轧制力时,多采用卧式电机驱动;在轧机总功率、最大轧制力满足需求的情况下应多采用上传动的方式。

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过程质量管控技术在冷轧轧制力优化中的应用

胡韬, 张卫, 陈丹, 邵健

轧钢. 2021, 38(4): 80-83.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210415

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大数据技术的快速发展,促使了制造业向数据驱动阶段转型,以工业大数据平台为基础的全流程质量管控系统实现了上下游的数据互联互通,在具体的生产线上,还可通过机理模型的分析和计算,对生产线工艺参数进行优化。在新余钢铁公司的过程质量管控系统中,利用IT与OT技术的深度融合,在冷连轧生产线通过采集实时轧制力、逆计算轧制力模型参数,获取更能反应现场实际情况的变形抗力系数和摩擦因数,将优化后的轧制力模型参数投入现场运行,结果表明带钢头尾轧制力精度明显提高。

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故障树分析法在提高精轧工作辊换辊稳定性中的应用

陈忠良, 高林, 张伟亮, 向楠

轧钢. 2021, 38(4): 84-88.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210416

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热连轧生产中需频繁更换精轧机工作辊,而精轧机工作辊换辊操作极其复杂,故障率较高。为有效找出工作辊换辊故障中各个事件的因果关系,并进行逐一分析,以提高工作辊换辊的快速性和稳定性,采用了故障树分析法。介绍了故障树分析法的原理;以国内某钢厂1 780 mm热轧生产线精轧工作辊换辊为研究对象,建立了工作辊更换失效的故障树模型。通过对其进行定性、定量分析,确定了引起换辊故障的主要因素为升降轨道卡阻、入口导卫失效、出口导卫失效及弯辊缸不动作,并分析了其相应原因及提出了改进措施。采用改进措施后,彻底解决了工作辊换辊故障问题,提高了工作辊换辊的快速性和稳定性,保证了轧机正常的生产节奏。

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低镍奥氏体不锈钢冷轧边裂原因分析

罗兴壮, 罗庆革, 杨剑洪, 潘礼双, 钱学海

轧钢. 2021, 38(4): 89-93.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210417

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针对低镍Cr-Mn-Ni-N奥氏体不锈钢冷连轧过程中的边裂问题,采用金相显微镜、扫描电子显微镜分析了断口、边裂位置附近、正常位置显微形貌;分析了冷轧带钢横向应力、轧制力分布规律。结果表明,钢中镍元素偏析、存在Al₂O₃夹杂物、形变马氏体组织含量增加,以及带钢边部应力、轧制力较大,是导致低镍奥氏体不锈钢冷连轧过程出现边裂,甚至导致断带的主要原因。为此,提出了连铸冷却模式采用弱冷;在热连轧铸坯加热及后工序带钢固溶退火工艺中对材料合金元素进行均质化处理;优化冷连轧工艺,保证第1道次压下率为30%~35%,总压下率为50%~68%,使马氏体形变组织得到有效控制;保证原料楔形、板凸度等在合理范围内,并通过调整弯辊力来改善轧制力的横向分布等措施,使带钢轧后边裂断带率由0.98%降至0.25%。

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短流程热轧带钢拉窄问题分析及改进

秦红波, 栗建辉, 董跃星, 王继军

轧钢. 2021, 38(4): 94-98.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210418

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针对唐钢FTSR短流程热轧产线带钢拉窄问题,根据拉窄发生的位置将其分类为带钢头部拉窄、带钢后半段拉窄和带钢尾部拉窄。对现场张力设定、张力反馈、头部穿带过程及轧机抛钢过程进行了分析,确定了造成带钢拉窄的原因,即带钢头部张力控制偏高,导致带钢头部拉窄;R₂和F₁之间使用无活套的张力控制,计算的张力并不能真实反映出中间辊道带钢的实际张力,导致带钢后半段拉窄;活套进入小套量控制的时序过早,目标角度较小,导致带钢尾部拉窄。为此,从无活套张力控制、精轧穿带速度因子、冲击补偿功能、张力设定、小套量控制时序及目标角度等方面提出了优化措施,解决了带钢拉窄问题。现场应用表明,基本杜绝了带钢尾部拉窄低于公差下限的情况,拉窄卷数从21卷/月降至10卷/月以下。

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碳素模具钢板瓢曲缺陷的研究与改善

谢富强, 乔坤, 陈平, 何明涛, 杨浩

轧钢. 2021, 38(4): 99-102.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210419

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针对沙钢所生产的碳素模具钢板在轧制过程中板形良好,轧后无水冷而产生瓢曲的问题,利用Gleeble3800热模拟试验机测定了S45C碳素模具钢的相变膨胀量与热膨胀量;通过模拟轧制试验,研究了冷却过程中的相变膨胀力、热收缩力的相互作用机理。结果表明,相变过程中碳素模具钢膨胀系数约为-4.25×10^-5/℃,而热胀冷缩引起的膨胀系数约为4.73×10^-5/℃,在发生相变的过程中如存在温差,则膨胀系数为8.98×10^-5/℃,钢板容易产生瓢曲;由于钢板上下表面散热环境不同,钢板上下表面存在温差,相变过程中钢板受相变应力的作用而发生了瓢曲。为此,通过采用加速冷床钢板下表面空气对流、减少钢板边部及上表面散热的措施,使钢板瓢曲缺陷得到明显改善。

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河钢集团唐钢大型型钢产线产品开发及技术创新

王新东, 陈兴伟, 陈红卫

轧钢. 2021, 38(4): 103-107.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210420

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针对大型型钢产线工艺布置及设备特点,河钢集团唐钢公司开发了30^#特大角钢及热轧U型钢板桩、电极扁钢等系列产品,主要介绍了系列新产品的化学成分及孔型设计;围绕大型型钢产品的特点,介绍了该产线的技术创新,如首台无级可变不等节距双支撑矫直机功能的优化,全液压式步进冷床功能的完善,型钢生产全流程综合管理系统的研发与应用,以及多项智能制造工艺模块的设计等等,并与国内外同类技术进行了对比,产线综合生产效率提高30%,大大降低了生产成本,提高了产品的市场竞争力。

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低温压力容器用SA537 CL2钢板的开发

郭潇, 王智聪, 陈建超

轧钢. 2021, 38(4): 108-111.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210421

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为满足市场对低温压力容器用钢板强度高、可焊接性好、抗断裂性能优异、韧性转变温度低且生产成本低的要求,河北普阳钢铁有限公司开发了美标调质型低温压力容器用钢板SA537 CL2。其采用低碳成分设计,并添加Cr合金元素来提高钢板的淬透性;通过生产试验,获得了最佳生产工艺参数,即第1阶段开轧温度不小于1 050 ℃,终轧温度950～1 000 ℃;第2阶段开轧温度860~890 ℃,终轧温度820~850 ℃;钢板ACC冷却速率控制为5 ℃/s;轧后钢板淬火温度910～930 ℃,在炉时间为(2.2×板厚)min,回火温度(650±10)℃,在炉时间(3×板厚)min。对试制钢板组织、力学性能和模拟焊后热处理性能进行了研究。结果表明,试制钢板显微组织为回火索氏体,屈服强度均值为549 MPa,抗拉强度均值为643 MPa,断后伸长率均值为52.8%,-68 ℃低温冲击功均值为139.4 J,兼具良好的高温拉伸性能和模拟焊后热处理性能,满足了低温压力容器用钢板的要求。

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高级别管线钢稳定生产的实现

夏焕梅

轧钢. 2021, 38(4): 112-116.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210422

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X70、X80等高级别管线钢采用超快冷及低温卷取的生产工艺,然而生产过程中普遍存在模型对带钢跟踪丢失、冷速较小产品性能不合及卷取温度波动等问题。为此,改造了层冷设备、开发了层冷区域冷检跟踪检测功能、优化了一级自动化过程控制及CTC模型控制参数等,使高级别厚规格管线钢冷却速率由20 ℃/s提高到30 ℃/s,解决了低温卷取带钢跟踪丢失及卷取温度波动大等问题,带钢性能显著改善,实现了高级别厚规格管线钢高效、低成本生产。

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弹簧钢盘条表面热划伤缺陷原因分析及改进措施

宫辉, 彭进明, 葛晴晴

轧钢. 2021, 38(4): 117-120.
https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1003-9996.20210423

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针对马钢特钢高线生产弹簧钢盘条表面易出现划伤缺陷的问题,介绍了该产线的工艺路径及其弯道滑动导槽、滑动导管多的特点,为此,分析了滑动导槽、转辙器、活套台、夹送辊、吐丝管、轧制温度、钢种对弹簧钢盘条表面热划伤缺陷的影响,并提出了改变在线滑动导槽、导管、活套台等辅助设备和材质,将轧件与设备之间的滑动摩擦改为滚动摩擦的措施,非常有效地解决了盘条表面的热划伤问题,同时延长了恢复段各种导槽和活套台的使用寿命,降低了导槽备件库存和消耗,降低了生产成本。

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2021年, 第38卷, 第4期　刊出日期：2021-08-28

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