出口俄罗斯冷硬钢卷的开发

2019-03-17马占福

新疆钢铁 2019年4期

马占福

（新疆八一钢铁股份有限公司制造管理部）

随着我国钢铁产业宏观政策去产能转向结构调整、转型升级，钢材产能过剩现象日益突显，中国钢铁行业已进入市场竞争时期，钢铁需求减少，产能过剩将成为市场常态。国家的宏观经济政策及“一带一路”的倡议，与中亚四国共建的“丝绸之路经济带”，为钢铁制造走出国门提供了机遇。

新疆地处祖国西北边陲，在“一带一路”的建设中新疆具有独特的地缘优势，新疆与俄罗斯、哈萨克、吉尔吉斯、塔吉克、蒙古等多个国家接壤，陆地边境线长达5,600多公里，处于与“一带一路”沿线国家交往的通道，新疆可与周边国家直接互联互通。

八钢是新疆最大钢铁联合企业，近几年通过对周边中亚国家及俄罗斯钢铁市场的分析，针对出口的钢铁产品进行了研发，目前开发的冷硬钢卷成功出口到俄罗斯等国。

1 中亚等国家产品结构分析

国家经济和建筑结构直接影响着钢材市场品种结构的消费，在中亚国家的经济体系中，天然气、石油、矿产资源的开发占有主导地位，从而导致管材、板材等工业消耗增大。建筑业方面，居民居住习惯以“独家独户”为主，楼层为两层，院墙通常用铸造铁艺，以板材为主，有的用型材角、槽、方钢等制造。中亚国家大城市中高层建筑较少，故其建筑用圆钢、线材和钢筋的比例较低。按照相关材料分析，中亚各国钢材消耗的品种结构比例：型材占35%，板材21%，圆钢和螺纹钢占15%，线材占3.5%，管材25%，其它占2.5%。冷轧薄规格钢板主要以哈萨克斯坦的卡拉甘达钢厂为主，管材是从俄罗斯和乌克兰进口，建材和型材大部分由俄罗斯生产。

1.1 中亚各国生产钢材品种分析

（1）安赛乐-米塔尔卡拉干达钢厂（卡钢）：主要生产热轧、冷轧、镀锌板及马口铁，是哈萨克斯坦最大的钢铁联合体，有15座铁矿和煤矿。

（2）巴甫拉达尔钢管厂：以生产焊管和无缝钢管为主，主要给哈国石油天然气输出提供管材。

（3）俄罗斯玛钢：该钢厂主要以彩涂、镀锌、圆钢、螺纹钢、焊管为主，随着俄罗斯市场及欧洲市场不景气，玛钢以哈萨克斯坦为重心进行销售。因其产品质量稳定，交货期短，造成对哈市场冲击很大。

（4）别卡巴德钢厂：该厂乌兹别克斯坦仅有的一家钢铁企业，主要以生产角扁钢、槽钢、螺纹钢为主。

1.2 中亚国家钢铁产品市场变化

目前中亚钢铁市场产品结构中，板材类产品有50%～60%来自俄罗斯玛钢、卡钢，30%来自中国内地。中国及中亚市场钢铁市场结构转型、产业升级，对低合金高强度、轻量化材料的应用已开始走向主流。开拓新型材料是将来发展的趋势。

2 出口俄罗斯冷硬钢卷的主要技术分析

出口俄罗斯冷硬卷产品的质量设计主要考虑三个方面的要求：尺寸精度、外观质量和用户使用。外形和尺寸精度决定于化学成分、热轧的外形和尺寸精度及冷轧的轧制工艺参数。本工艺主要是对低碳钢采取控制来料的外形与尺寸精度和冷轧轧制工艺结合，从而满足产品的外观尺寸精度要求，根据用户要求设计合适的生产工艺。

2.1 生产工艺要求控制

（1）炼钢工序。主要保证化学成分的前提下严格执行工艺规程，尽量减少钢中的夹杂物及其它铸坯表面质量缺陷；严格检查，发现缺陷，及时切除（薄板坯连铸）或下线清理,转炉底吹完好，全程吹氩，LF炉精要求埋弧操作，防止钢水增氮，连铸采用全程进行保护浇注。

（2）热连轧工序。研究加热、终轧和卷取温度，从而得到热轧组织合理、尺寸、板形和表面都满足冷轧原料要求的热轧卷板，重点是热连轧过程中凸度与辊型优化,从而得到板形良好的热轧原料。

（3）冷轧工序。主要以控制钢板的尺寸和板形为主，通过大量的工业试验研究，确定合理的冷轧压下规程。重要关注点：认真检查来料的各项指标，严把原料关；酸洗后，针对带钢表面质量调整酸洗工艺参数；不断优化轧机压下率、张力、速度等工艺参数，减少钢板的内应力产生，减少瓢曲和浪形缺陷。

2.2产品质量要求

冷硬卷外形质量要求见表1。

表1 为冷硬卷外形尺寸及质量允许偏差

产品质量检测标准：(1)卷板镰刀弯最大值4mm，测量长度2m；(2)卷板不平度，将钢板放在平台上，测量钢板下表面与平台的最大距离；测量长度1m时，不允许超过10mm；(3)钢带浪形头尾急竣度≤2%(头尾长度均≤20米),本体部分冷硬卷急竣度≤1.5%；(4)表面粗糙度为0.2～0.6um；(5)钢带边部锯齿边、边裂及毛刺深度≤1mm。

3 出口俄罗斯冷硬钢卷的工业试验分析

3.1化学成分分析

依据俄卷钢的技术特点和具体要求，对产品的化学成分进行了分析，利用成分体系对相应产品力学性能的分析，结合技术性能特点，确定俄卷钢的成分体系，见表2。

表2 俄卷钢的成分设计 %

3.2 工艺流程确定

俄卷钢研发工艺流程路径中，炼钢冶炼完成后经过热轧、冷连轧生产成品。主要工艺路线：铁水脱硫处理—120t转炉—板坯连铸—加热—1750mm轧制—层流冷却—冷轧酸洗——轧制。

3.3 开发冷硬钢卷产品过程管控工艺特点分析

炼钢转炉出钢下渣检测系统，可有效控制钢水中的碳和去除磷，为LF造还原渣去除非金属夹杂创造条件；LF精炼炉可有效进行成分调整和夹杂剔除；RH真空循环脱气系统可有效去除夹杂、净化钢水，去除钢水中的氧、氮、氢。

热轧工艺主要合理的制定板坯的加热、终轧和卷取温度，从而得到热轧组织合理、尺寸、板形和表面都满足冷轧原料要求的热轧卷板，其重点是热连轧过程中凸度与辊型优化,从而得到凸度合适，板型良好的热轧原料。热轧板的表面质量很大程度上受到轧辊表面质量的影响，轧辊表面磨损程度越高，出现表面质量缺陷的几率越高，对应于板带宽度边缘位置处不均匀磨损加剧，产生起筋的几率成抛物线式增加，可见热轧板的边缘起筋缺陷与轧辊的磨损程度有很大关系。

热轧工艺对冷轧板性能的影响很大,终轧温度和卷取温度是主要影响因素。通过控制热轧工艺,可以有效控制AlN的溶解与析出。在Ar3以上的高温终轧有利于AlN固溶,同时得到均匀的再结晶晶粒。但热轧钢卷经过高的卷取温度缓慢冷却下来时,会得到粗大的晶粒和粗大的渗碳体,在后续冷轧时粗大的晶粒和粗大的渗碳体被轧碎,而形成条状渗碳体,在后期用户冲压时就会造成断裂。

冷轧工艺主要以控制钢板的尺寸和板形为主，针对带钢表面质量状态优化酸洗工艺参数，通过不断优化轧机压下率、张力、速度等工艺参数，减少钢板的内应力的产生，减少瓢曲和浪形缺陷。冷轧酸洗区域入口的破鳞拉矫机用热轧原料通过拉伸和弯曲使带钢产生弹塑性变形，通过对金属材料施加一定的延伸率，改善带钢的平直度；通过带钢表面延伸和在小直径工作辊上的弯曲，使热轧钢板表面的氧化铁皮产生裂纹，直接去除带钢表面的氧化铁皮，使酸液更好地渗透，提高酸洗效率。金属的冷变形程度是影响金属晶粒大小的最重要因素之一，即冷轧压下率主要决定了退火后铁素体晶粒的大小。当冷轧变形量在一定范围内时，随着冷轧变形量增大，强度降低，而断后延伸率上升。

3.4 冷硬钢卷生产试验后的力学性能分析

经过几轮的生产现场试验和工艺制度的优化，最终实现了产品表面质量及力学性能合格的冷硬卷产品，主要的力学性能指标及金相组织检测分析见表 3、图 1。

表3 俄卷钢产品力学性能

图1 俄卷钢产品的金相分析

从力学性能结果分析，抗拉强度平均值282MPa（标准要求≥270MPa），屈服强度平均为175MPa，延伸率平均53%（标准要求≥34%），各项指标均符合标准要求，尤其是延伸率的富裕量较大，进一步为后续深加工产品塑性变形创造了条件。

材料号L5811398801、L58114073001、L5811438501三个试样的的金相组织见图1中照片1～6，从金相组织分析，晶粒度平均为8级，从金相图片分析主要组织为铁素体+粒状渗碳体，球状珠光体组织在亮白色的铁素体基体上，均匀分布着白色的渗碳体颗粒，其边界呈暗黑色组织分布较均匀，此组织的存在为得到良好的产品力学性能奠定了基础。