边部加热器对低碳软钢产品性能的影响

2018-11-28白丽杨夏小勇孙照阳戴思源

安徽冶金科技职业学院学报 2018年4期

白丽杨，夏小勇，孙照阳，戴思源

(1.马钢股份有限公司安徽马鞍山 243000；2.圣戈班管道股份有限公司安徽马鞍山 243000)

热轧带钢生产过程中，中间坯边部散热较快，边部温降要明显大于中部，中间坯在进入精轧机前中间坯边部典型温差为100 ℃左右，此值取决于轧制、冷却条件以及粗轧轧制时间[1]、[2]。国内一些钢厂在生产低碳软钢部分牌号产品时出现了翘皮、边裂等缺陷，造成下游生产切边量的增加，进而降低了产品的成材率及毛边轧制比例。

边部加热器(以下简称EH)是一种中间坯边部加热装置，用于对边部温度补偿，可以防止因板坯边部温度低、塑性差而导致的后续轧制过程中边部缺陷的产生，降低带钢边部与轧辊的过度磨损，防止混晶组织及粗晶粒结构的产生，提高综合成材率[3]。目前使用边部加热器的厂家较少，国内对于EH对产品性能影响的研究也较少。陈少杰等论述了边部加热对热轧带钢板形的影响，刘洋等探究了边部加热器在热轧硅钢生产中的应用与优化，崔建利等介绍了某厂边部加热器的改造前后的问题并加以改造，刘献东等论述了热轧带钢宽向硬度波动的原因及改善措施[3]-[6]。对于边部加热与组织性能的研究，国内目前少有公开发表的文献可查，因此这是一个值得研究的课题。

1 试验方案

选取低碳软钢A01、A02各两卷做试验，每个钢种选取炼钢同一炉次的两块铸坯，在热轧同一生产批次中生产同规格的试验卷，一卷投用EH，一卷不投EH。

1.1 温度测量

通过热成像仪分别对投用与未投用EH卷进行热成像，并通过对热成像图片进行数据处理后进行温度对比。

1.2 力学性能及组织检测

在板宽方向，距操作侧与传动侧边部10 mm、20 mm、30 mm、40 mm、50 mm、1/4板宽处以及中部设为取样及检验点，进行金相、硬度等测量分析，对比未投用与投用EH后带钢组织及力学性能的变化。取样及检验位置如图1所示，将试样按图示位置进行编码，从左至右为D1-D13。

图1 取样位置及方法

2 试验结果与讨论

2.1 温度测量分析

四个试验卷温度控制情况优良，实际终轧温度与卷取温度整卷100%命中，可以看出EH对轧制方向的温度控制没有明显影响。

钢种A01、A02通过热成像仪进行了温度测量，热成像图如图2所示。

图2 试验卷热成像图

图3是通过相关软件对热成像仪的图片处理后，得到温度曲线，将投用EH和未投用EH所得的温度曲线做对比。曲线左侧对应的是传动侧，右侧对应的是操作侧，从图(a)(b)中可以看出A01与A02投用EH后中间坯的边部温度快速上升到最高点，约为1070 ℃，而未投用EH的中间坯上升速度稍缓慢。

表1给出的是试验卷的边部温降值ΔT和温降区域的宽度值ΔL，通过这两个参数也可以反应出EH投用前后的中间坯宽度方向温度情况的差别。

图3 试验卷投入EH前后温度对比图

卷号钢种是否投用EH传动侧操作侧ΔT/℃ΔL/mmΔT/℃ΔL/mm1A01未投用14075148852A01投用9245102523A02投用9041100504A02未投用1387615084

从上表中可以看出当投用EH后板坯宽度方向的边部温降值和温降区域宽度值都明显的下降了，ΔT从未投用时的140 ℃左右下降到90 ℃，ΔL从未投用时得80 mm下降到45 mm左右。

2.2 金相组织与力学性能分析

分别对A01、A02进行了金相组织和晶粒度分析。

EH的投用对组织晶粒度有影响，A01、A02钢种未投用EH，边部的晶粒度分别在7.5-9.0级之间与9.0-10.5级之间，而中间位置在8.0级与12级；投用EH的带钢其边部组织晶粒度为8.5级与10.0级左右，和中间位置相近。结合图3，由于EH的投用，带钢边部温降及温降宽度均减小，可使得边部晶粒组织得到细化，晶粒度提升。

图4为试验卷投入EH前后中部与边部金相组织，EH的投用并未对两个牌号的金相组织的造成变化，A01两卷组织均为铁素体，A02两卷组织均为铁素体+少量珠光体。

由图4中1号、2号卷与3号、4号卷对比可见，带钢中部与边部晶粒大小存在明显差异，1号卷3号卷未投入EH生产，边部出现粗晶及混晶现象；投入EH生产的2号卷、4号卷带钢中部与边部晶粒大小存在差异较小，并且边部晶粒较1号、3号边部有明显细化。4号卷未投入EH生产，边部出现混晶现象，投入EH生产的3号卷混晶现象得到明显改善。说明EH的投入可以细化边部晶粒，改善粗晶或混晶现象，使晶粒大小跟均匀。

对A01、A02根据图3方法取样并进行了硬度测试，结果如图5所示。

从硬度测试的结果来看，EH的投用与否对于硬度影响较为明显。图5的(a)A01钢种(b)A02钢种未投入EH的硬度曲线两侧呈下降趋势，投入EH的硬度曲线两侧呈平稳趋势。

结合图4中1-4号带钢的金相样分析，由于1号、4号带钢未投入EH生产，边部出现混晶，部分晶粒粗大，造成硬度偏低，故(a)(b)中未投入的曲线两侧呈下降趋势。2号、3号投入EH生产，边部晶粒得到细化，硬度升高，故(a)(b)中投入的曲线边部与中部处于平稳趋势。说明EH的投用，对带钢边部硬度有明显影响，边部硬度升高，与中部性能差异减小。