SPA－H耐候钢轧制工艺研究

陈小波 陈建华 朱永宽 管兴伟 金鹏

(1.新余钢铁集团有限公司;2.西安建筑科技大学)

SPA－H耐候钢轧制工艺研究

陈小波1，2陈建华1朱永宽1管兴伟1，2金鹏1

(1.新余钢铁集团有限公司;2.西安建筑科技大学)

介绍了新钢热轧SPA－H耐候钢的轧制工艺研究情况。通过调整精轧终轧温度及卷取温度，使钢材的性能满足了生产要求。

SPA－H耐候钢 终轧温度 卷取温度

0 前言

耐候钢(即耐大气腐蚀钢)是介于普通钢和不锈钢之间的价廉物美的低合金钢系列，在融入现代冶金新机制、新技术和新工艺后得以可持续发展和创新，属世界超级钢技术前沿水平的系列钢种之一。耐候钢由普碳钢添加少量铜、镍等耐腐蚀元素而成，具有优质钢的强韧、塑延、成形、焊割、磨蚀、高温、疲劳等特性;耐候性为普碳钢的2～8倍，涂装性为普碳钢的1.5～10倍，能减薄使用、裸露使用或简化涂装使用。该钢种具有耐锈，使构件抗蚀延寿、减薄降耗、省工节能的特性，使构件制造者、使用者受益。例如，耐候钢桥梁可节约的涂装费就可达建设投资的10%以上。耐候钢具有重大经济意义和战略意义，符合当今高效、长寿、节能、环保等“绿色”观念和国家发展政策导向［1］。

1 轧制工艺设计与试验方案

1.1 轧制工艺参数的选择

1.1.1 加热制度的选择

加热是热连轧的重要工艺环节。板坯加热时，原始奥氏体晶粒大小、各元素的固溶程度都直接影响热连轧过程中的再结晶状态，变形后的奥氏体晶粒尺寸等，这些都影响热轧钢板的综合力学性能。对于低碳钢，加热温度通常为1200℃ ～1300℃［2］。提高加热温度虽然可以减轻轧机负荷，但是消耗燃料多，增加烧损，并可能导致粘钢，甚至过热、过烧，所以不希望进一步提高加热温度。相反加热温度太低，奥氏体晶粒长大缓慢，要求很长的均热时间，降低加热炉的生产能力，并可能导致轧机超负荷。由于SPA－H钢中含Cu，为防止加热时铸坯表面产生“铜脆”缺陷，应控制了炉内的气氛以及升温速度，缩短钢坯高温在炉时间，减少Cu在晶界及铸坯表面的富集。所以本钢种加热温度确定为1200℃～1250℃。

1.1.2 粗轧终轧温度的选择

为了得到均匀的铁素体组织，制定合理的进精轧温度可有效的保证组织的均匀，防止产生混晶组织，同时也可保证轧制的稳定性。由于该钢种低温下变形抗力较大，进精轧温度控制在:1040℃ ～1070℃。

1)终轧温度的选择。为了得到细小而均匀的铁素体晶粒，终轧温度应高于Ar3(835℃)以上，因为若低于此温度，将产生先析铁素体，并将在后面的轧制道次中，出现拉长的最终组织，影响产品的塑性和韧性指标。

2)卷取温度和冷却制度的选择。控制冷却是热轧带钢的一个重要工艺环节，卷取温度对带钢组织和性能的影响是极为明显的。卷取温度应低于665℃以下［2］，这样才可以得到均匀、等轴的细晶粒组织和弥散度较高的碳化物相。

新钢1580 mm热连轧机的精轧机组轧后冷却装置是145 m长的层流冷却系统，由计算机根据卷取温度的要求进行自动控制，可采用前段冷却、后段冷却等多种方式。为保证SPA－H钢较低的屈强比指标，应尽量延长终轧与开始冷却之间的间隔，所以，层流冷却采用后段冷却方式，冷却策略采用稀疏冷却。

1.2 试验方案设计

试验用SPA－H钢的化学成分如表1，坯料厚度尺寸230 mm。根据该钢种成分特点及现场生产情况，轧制工艺温度采用:加热温度1220℃，粗轧开轧温度1180℃ ，终轧温度1050℃:精轧开轧温度1020℃，冷却方式采用后段冷却。采用不同的精轧终轧温度、卷取温度，轧制工艺参数设计如表2所示。在新钢1580 mm热连厂试轧。

表1 SPA－H试验钢化学成分 %

2 试验结果与分析

2.1 力学性能

对实验钢进行力学性能检测，其结果见表2。

表2 SPA－H钢工业试验条件及力学性能

由表2可以看出，采用四种轧制工艺均可满足力学性能要求。从总体上看，屈服强度富裕量较大，比国标≧75 MPa，抗拉强度富裕量较小，比国标≧25 MPa。其中C钢种力学富裕量最大，延伸也较好。

2.2 金相组织及夹杂物

对4块SPA－H钢取样进行金相组织检验及夹杂物评定，金相检测结果见表3。检验标准:晶粒度采用 YB27，带状采用 GB/T13299，夹杂物采用GBl0561，晶粒度为11级;硫化物为0.5级、氧化物为05～0.5级、带状为0.5～1.5级。SPA －H 钢的金相组织为铁素体+珠光体，其体积百分数分别为85% ～90%和10% ～15%，金相照片如图1、图2所示。

表3 金相检测结果

图1 心部铁素体带组织

图2 C钢金相组织

由图1、图2可知 A、B、D钢心部出现铁素带，C钢心部未出现铁素体;由表3可以看出，A、B、D钢冷却速度较慢，而C钢冷却较快，所以加快冷却速度可有效降低心部铁素体带的形成，有利于力学性能的提高。

3 结论

根据以上分析结果，最终确定轧制工艺采用:加热温度1220℃，粗轧开轧温度1180℃，终轧温度1050℃:精轧开轧温度1020℃，冷却方式采用后段冷却，精轧终轧温度860℃，卷取温度550℃。使用该工艺生产，力学性能富裕量较好，组织均匀，完全满足生产要求。经过近1年得生产实践，采用该轧制工艺，性能命中率100%。

［1］ 徐明等.集装箱用SPA－H耐大气腐蚀钢的开发研制［J］.辽宁科技学院学报，2005，7(1):12 －15

［2］ 张怀富等.SPA－H热轧带钢生产工艺［J］.山西冶金，2001，83(3):23－25.

RESEARCH ON THE ROLLING PROCESS OF SPA－H STEEL

Chen Xiaobo1，2Chen Jianhua1Zhu Yongkuan1Guan Xingwei1，2Jin Peng1

(1.Xinyu Iron and Steel Group Co.，Ltd;2.Xi＇an University of Architecture and Technology)

It introduced the research on rolling process of SPA －H steel in Xingang hot rolling line.The steel properties can meet the production requirement through adjusting the finish rolling temperature and coiling temperature.

SPA－H steel finish rolling temperature coiling temperature

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2011—9—14