SPCC退火卷成型性能的研究与提升

2018-06-28张晓东

机电信息 2018年18期

关键词：延伸率冲压晶粒

张晓东

（山东钢铁集团有限公司莱芜分公司板带厂，山东莱芜271104）

0 引言

莱钢冷轧罩式退火炉、平整拉矫生产线自2009年投产至今，主要生产一般冲压用钢SPCC退火卷。但用户反映我厂生产的SPCC钢板偏硬，冲压成型性能不稳定，所以我厂SPCC退火卷质量有待进一步提高。

1 新技术应用的工艺设备条件

莱钢冷轧生产线目前有紊流式推拉酸洗线1条，1 500 mm可逆单机架2台，罩式退火炉24台、重卷纵切线1条、单机架平整机组1台和拉矫机组1条，设计年产能40万吨。冷轧生产线的具体工艺流程如图1所示。

图1 莱钢1 500 mm冷轧线工艺流程图

2 具体工艺技术方案

2.1 SPCC化学成分影响机理分析

莱钢生产的SPCC冷轧板采用热轧SPHC为原料，其化学成分为（%）：C=0.04～0.06，Si=0.01～0.03，Mn=0.14～0.22，P=0.006～0.015，S=0.005～0.008，N=0.004，Al=0.02～0.05。冷轧退火卷的生产规格为（0.25～2.5）mm×（900～1 380）mm。

2.2 轧机压下率对延伸率的影响分析

冷轧工艺主要是保证合理的压下率从而得到好的晶粒组织和织构，保证高r值和n值。研究不同冷轧压下率对SPCC冲压性能的影响规律，找出最有利于冲压性能{111}织构形成的冷轧压下率。通过试验，不同退火温度下各试样的平均晶粒尺寸与冷轧压下率的关系如图2所示。

图2 在不同退火温度下不同压下率的晶粒尺寸图

由试验得出：在同一退火温度下，晶粒尺寸在76%的压下率附近最小；当压下率低于64%时，即使退火温度达到800℃，晶粒仍为拉长形；晶粒尺寸随着压下率的增大而减小，随着温度的提高而增大。另外，压下率与退火钢基体强度有较强的正对应关系，增大压下率是提高强度的有效方法之一。

2.3 退火工艺曲线优化

分析不同退火工艺制度对SPCC冲压性能的影响，主要是退火温度、保温时间和升温速度。根据莱钢罩式退火炉的情况，设定不同的退火温度、升温速度和保温时间，分析金相组织和织构的影响规律。

退火温度作为影响低碳铝镇静钢罩式退火板最终性能的关键因素之一，主要能够控制再结晶过程中铁素体晶粒的大小。对不同厚度规格的SPCC钢卷进行不同温度下的延伸率性能退火试验，根据数据做如图3所示关系图。

图3 延伸率与温度的准关系图

从图中可以看出，随着温度的升高，延伸率先升高后降低，在700～720℃退火温度区间达到一个峰值。不同规格试样达到峰值的温度不同，0.35 mm和0.6 mm两种规格在700℃达到峰值，1.3 mm和1.77 mm厚度规格要到720℃之后才达到峰值。

根据屈服强度和抗拉强度数据可得出屈强比的试验数据如表1所示，根据表中数据做如图4所示关系图。由图可以看出，随着温度的升高，屈强比呈现降低趋势，在750℃之后晶粒继续长大，屈强比减小尤为明显，这与强度变化情况一致。

2.4 平整与拉矫工艺制度优化

平整激光测速仪受平整机架内油雾等影响存在误差，编码器受S辊打滑与安装精度影响产生误差，将引起平整生产过程中延伸率不稳定，影响最终产品性能稳定性。通过对延伸率控制模式进行优化调整，同时定期擦拭平整激光测速仪镜片，对编码器进行定期校准，控制平整延伸率波动不得超过±0.02%。改善前后平整延伸率控制精度如图5所示。拉矫延伸率偏差会引起成品带钢性能波动，造成成品卷延伸率指标偏差。通过优化拉矫机重叠量的设定，减小机前机后的张力波动，定期校验张力辊编码器，减小波动，控制拉矫延伸率波动小于±0.01%。