提高药芯焊丝专用冷轧带钢应用性能研究与应用

陈豪卫

（山东钢铁股份有限公司莱芜分公司，山东莱芜271104）

提高药芯焊丝专用冷轧带钢应用性能研究与应用

陈豪卫

（山东钢铁股份有限公司莱芜分公司，山东莱芜271104）

分析了生产药芯焊丝对冷轧带钢性能的特殊要求，根据莱钢冷轧生产线技术特点设计了药芯焊丝专用冷轧带钢，制定了低成本生产工艺，获得了不同深冲性能的钢带，并分析了生产工艺对产品性能的影响因素。

药芯焊丝冷轧带钢深冲性能

随着药芯焊丝行业的发展，对用于生产药芯焊丝的专用冷轧带钢的成分及性能要求越来越高。由于药芯焊丝的生产过程需要对冷轧钢带进行拉拔和冲压，因而要求药芯焊丝专用冷轧带钢具有良好的延伸与深冲性能。

药芯焊丝专用冷轧带钢还要求化学成分均匀、厚度偏差小、厚度均匀；并且药芯焊丝专用冷轧带钢还需要采用炉外精炼，真空脱氧、脱气等工艺，减少夹杂物和气体的含量，以适合于制造药芯焊丝。

1 成分设计

根据药芯焊丝对冷轧带钢的特殊要求，首先在成分设计上去接近药芯焊丝专用冷轧带钢所要求的延伸与深冲性能。通过前期试验证明[1]，降低C含量，有利于提高钢的延伸率；提高Mn含量有利于提高钢的强度，尤其是屈服强度；降低S含量，去除钢中夹杂物，有利于提高钢的洁净度，进而改善钢的深冲性能，并提高延伸率。同时，根据客户对药芯焊丝专用冷轧带钢的成分要求，为了使药芯焊丝专用冷轧带钢能够具有良好的延伸与深冲性能，在低碳、低硫、低磷，低氢原则的指导下，成分设计见表1：

表1 药芯焊丝专用冷轧带钢的化学成分%

生产的药芯焊丝专用冷轧带钢成分应该尽量满足表1中的范围，并且P、S的含量要尽量低。

2 工艺设计

2.1 工艺路线

药芯焊丝专用冷轧带钢的生产工艺，需要综合考虑炼钢、热轧、冷轧及退火工艺。炼钢工序需要重点控制C、P、S的含量，并且要保证成分均匀，气体和夹杂物含量低，连铸工序要采用低碳保护渣或超低碳保渣防止增碳的发生；热轧工序需要控制好板型，注意压下量及最终产品厚度，同时综合考虑成本因素，热轧最终产品不宜过厚但也不宜过薄，过厚会增加冷轧的成本，过薄又会导致板型出现偏差，降低药芯焊丝专用冷轧带钢的性能，甚至出现废品。

综合考虑成本因素，并结合莱钢生产线的实际情况，将工艺路线设计为：铁水预处理→120 t转炉→RH-LF精炼→板坯连铸机→热轧→卷取→开卷→酸洗→冷轧成材→罩式退火→平整→拉矫。

2.2 工艺优化原理及措施

为了更好满足药芯焊丝专用冷轧带钢深冲性能和延伸性能的要求，满足生产药芯焊丝的应用需要，在生产实践中对工艺进行了优化。

有研究证明[2]，随退火温度的升高，试验钢的｛111｝织构有增强的趋势。另有实验表明[3]：当再结晶时，若夹杂物AlN沿晶界均匀弥散的析出，则它们将阻碍晶粒沿厚度方向长大，有利于形成{111)织构，同时由于钢中自由N浓度的降低，位错的钉扎作用也越小，这就使屈服极限下降，有利于带材的冲压。据此，通过工艺优化，采取低温卷取的方式，避免M（CN）、限制渗碳体在卷取时大量析出，促进晶粒沿厚度方向长大利于冷轧，同时为退火提供条件；采取高温罩式退火，并快速加热至保温温度，保温后缓慢冷却的方式，使M（CN）在结晶前少量析出，冷却过程中大量析出。而M（CN）沿晶界均匀弥散的析出，它们将阻碍晶粒沿厚度方向长大,有利于形成{111}织构，提高冷轧带钢的深冲性能。具体优化措施如下：

1）莱钢板材一般热轧卷取温度为680℃，但为了获得更好的力学性能，并考虑到莱钢热轧生产线卷取设备的实际情况，将卷取温度降低为600～620℃。

2）提高罩式退火温度为700～710℃，并采用快速加热，缓慢冷却的方式，使M（CN）再结晶前少量析出，冷却过程中大量析出，以获得{111}有利织构，同时促进晶粒长大又能钉扎晶界，延伸率提高。这样，有利于用户对钢带进行拉拔，减少用户应用过程中的断丝现象，提高用户生产率。

3）考虑到成本及板型因素，轧制0.8mm厚的药芯焊丝专用冷轧钢带，控制热轧坯的最终厚度为3.5 mm；轧制0.5mm厚的药芯焊丝专用冷轧带钢，控制热轧坯的最终厚度为3.0mm。如此设计，是为了控制板型，并保证冷轧能获得一定的压下率。

3 结果分析

分别取工艺优化前后的带钢取样试验，优化前的试样记为1号样，优化后的试样记为2号样。带钢规格均为0.8mm×1 250mm，它们的成分保持不变。

3.1 力学性能分析

通过对1号样和2号样做0°，45°，90°方向的拉伸试验，得到它们各自在不同方向上力学性能。在成分基本一致的情况下，1号样采用的680℃的卷取温度，退火采用700℃保温10 h后带罩快速冷却的退火温度；2号样采用的是610℃的卷取温度，快速加热至710℃保温10 h后带罩缓慢冷却的退火温度。通过试验发现，2号样的伸长率和硬化加工指数n值均大于1号样。这在一定程度上证明了，采用低温卷取和高温退火，可以获得更好的力学性能，改善冷轧带钢的伸长率。

3.2 深冲性能分析

塑性应变比反映的是材料在某个方向上的值，对材料在板平面内的整体描述则常常用平均塑性应变比rm来表示，它是材料在与轧制方向成0°，45°和90°三个方向所取试样测得的r值的加权平均值[4]。通过试验测得的1号样和2号样在各个方向的r值，并计算得到rm2=1.64，rm1=1.32。

rm2>rm1，说明2号样的深冲性能优于1号样，同时也说明热轧低温卷取有助于提高冷轧退火材的深冲性能。综合来看，采用高温罩式退火，并且通过快速加热和缓慢冷却的方式来控制M（CN）的析出时机，M（CN）在冷却时大量析出，将阻碍晶料沿厚度方向长在，有利于形成｛111｝织构，进而有利于提高冷轧带钢的深冲性能。

4 结语

在合理成分设计的基础上，通过控制M（CN）析出时机与条件，从而控制不同阶段的晶粒大小，促进｛111｝织构形成；利用低成本的成分控制，发挥析出物的作用，提高了产品的综合加工性能。通过低温卷取与高温退火，是提高了药芯焊丝专用冷轧带钢的延伸与深冲性能的一种可行方式。

[1]许荣昌，陈豪卫，孙会朝，等.LGHS药芯焊丝专用冷轧带钢[J].莱钢科技，2010（4）：39-42.

[2]宋绪丁，符寒光.提高铬合金铸铁韧性研究的进展[J].钢铁，1996（7）：75-79．

[3]赵志业.金属塑性变形与轧制理论[M].北京：冶金工业出版社，1980：88-93.

[4]毛卫民，张新明.晶体材料织构定量分析[M].北京：冶金工业出版社，1993：210.

（编辑：苗运平）

Research and App lication of Im proving the Properties of Cold-rolled Steel Strip for Flux-cored W ire

CHEN Haowei
（Laiwu Branch Com pany of Shandong Iron&Steel Co.,Ltd.,Laiwu Shandong 271104）

The special requirements on properties of cold-rolled steel strip for the production of flux-cored wire is analyzed.According to the technical characteristics of Laiwu Steel cold rolling production line,cold-rolled steel strip for flux-cored wire is design,production process with low cost is formulated,steel strip of different deep drawing performance is gained,and the influencing factors of production technology on product performance also analyzed.

flux-cored wire,cold-rolled steel strip,deep drawing property

TG333.7+2

A

1672-1152（2017）02-0023-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.02.09

2016-12-28

陈豪卫（1986—），男，河南洛阳人，大学本科，毕业于西安建筑科技大学冶金工程专业，工程师，主要从事钢铁生产新工艺、新产品的研究与开发工作。