控制軋制和控制冷卻技術(shù)在耐磨板生產(chǎn)中得到廣泛的使用,在產(chǎn)品的性能提高方上發(fā)揮著(zhù)重要的作用。但是,在控制軋制過(guò)程中,在耐磨板的再結晶和未再結晶區之間的部分再結晶區溫度范圍內須停止軋制,進(jìn)行待溫,以避免出現混晶組織,影響產(chǎn)品質(zhì)量。通常中間坯的待溫過(guò)程都通過(guò)在輥道上擺動(dòng)進(jìn)行空冷待溫來(lái)完成中間坯的溫降過(guò)程。耐磨板板坯在空氣中的冷卻過(guò)程是一個(gè)比較緩慢的溫降過(guò)程,冷卻速率較小,因此影響了生效產(chǎn)率。采用控軋的軋機生產(chǎn)能力一般要降低26%~30%左右。解決這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)有效方法是在軋制過(guò)程中進(jìn)行水冷,即采用中間冷卻工藝,在粗軋機和精軋機之間安裝噴水冷卻系統來(lái)替代中間板坯的空冷溫降過(guò)程該方法己經(jīng)在實(shí)驗和生產(chǎn)中取得了理想的效果。為了避免表面溫度過(guò)低,發(fā)生相變產(chǎn)生馬氏體組織,在冷卻中要保證表面的最低溫度不低于馬氏體相變溫度。在進(jìn)行精軋前要進(jìn)行中間坯水冷后的返紅過(guò)程,減小厚度方向溫度梯度,避免對軋制過(guò)程的影響。
JFE鋼鐵公司針對車(chē)間長(cháng)度受限、中間坯待溫塊數少的特點(diǎn),利用原有富余水處理資源,在實(shí)驗室試驗的基礎上,開(kāi)發(fā)了耐磨板控制軋制技術(shù)中間冷卻工藝與裝備,取得了良好效果。
一、減少合金用量
中間坯冷卻投入前,Nb的質(zhì)量分數均值為193.4 ×10-6,投入后,Nb的質(zhì)量分數均值為119.4 ×10-6 , Nb的質(zhì)量分數降低了74 × 10-6 ,而強度和塑性未受影響。另外,JFE耐磨板廠(chǎng)原耐磨板成分含有Al元素,用來(lái)軋制厚度規格為40~50mm的耐磨板,采用中間冷卻后,對坯料成分及軋制工藝參數進(jìn)行優(yōu)化,可利用不含Al的耐磨板成分的鋼坯替代進(jìn)行生產(chǎn),平均屈服強度為355. 60 MPa,使用效果良好。
二、改善組織
中間冷卻工藝可有效的細化晶粒。采用中間冷卻工藝后的25 mm厚度耐磨板的室溫組織顯示,鋼板兩側表面組織和中心處均為鐵素體+珠光體,組織細小,厚度1/4處鐵素體晶粒度級別為10.4~10.6級;而采用常規控制軋制工藝生產(chǎn)的耐磨板,厚度1/4處鐵素體晶粒度為8.6~9.1級。另外,通過(guò)中間冷卻裝置對中間坯冷卻過(guò)程的精細控制,其異板性能均勻性也有所提高。
三、提高力學(xué)性能
對16 mm厚耐磨板采用中間冷卻和常規空冷后力學(xué)性能對比的結果表明:中間冷卻可以有效提高鋼板的沖擊功,屈服強度可提高15~30 MPa,伸長(cháng)率沒(méi)有明顯影響。其主要原因是中間冷卻有效抑制了再結晶晶粒的長(cháng)大,細化了奧氏體晶粒,故有利于改善韌性。
四、提高生產(chǎn)效率
對比中間冷卻投入前后的生產(chǎn)效率表明:采用7塊軋制時(shí),中間坯待溫時(shí)間可從原來(lái)的19 min 52 s減少到15 min 22 s;對79 mm厚中間坯單塊坯軋制46 mm耐磨板,可提高生產(chǎn)效率幅度30.36%,多塊軋制時(shí)生產(chǎn)效率提高12.67%。