τ:加熱時間,min ;
T:加熱溫度,K。
在工藝允許的條件下,要盡量降低加熱溫度和縮短加熱時間。加熱爐加熱溫度、加熱時間及爐內氣氛等因素都是造成板坯氧化燒損過高的主要原因。所以,著重從以下方面進行加熱工藝的控制。
1)爐膛溫度控制
天鋼中厚板廠加熱爐采用的是蓄熱式四段步進加熱爐,使用的燃料為高爐、轉爐混合煤氣,其發熱值較低。針對加熱爐爐型及燃料特點,在爐膛溫度的控制上,考慮到因鋼坯出爐溫度高,造成精軋待溫時間長,中間坯二次氧化鐵皮厚、鐵皮結構不易剝離,容易造成二次鐵皮壓入,所以降低了板坯出爐溫度,由原來較高的出爐溫度1180-1220℃,降到1120-1160℃。
2)加熱時間
根據加熱爐“黑匣子”測試結果以及改善鑄坯中心偏析因素,不同斷面坯料采用以下加熱時間:
250mm(熱):3-3.5h
250mm(冷):3.5-4h
200mm(熱):2.5-3h
200mm(冷):3-3.5h
3)爐膛氣氛控制
在爐膛氣氛的控制上,降低高溫段(一加、均熱)爐膛的氧化性氣氛,減少一次氧化鐵皮的生成厚度。根據“黑匣子”測試結果,鋼坯在這兩段時表層溫度達到1000℃以上,氧化鐵皮生成速度比較快。
1.2.3 高壓水除鱗
天鋼中厚板高壓水除鱗系統采用的是高壓水泵+液力耦合+蓄能器的供水方式。除鱗點分別為加熱爐后除鱗箱、粗軋機除鱗和精軋機除鱗,系統設計壓力為18MPa。為了保證風塔板的表面質量,在除鱗系統不增容的情況下,對現有的高壓水除鱗系統進行了改進和工藝優化,增加除鱗打擊力,改善除鱗效果。
1)增加除鱗打擊力
從軋制的鋼板下除鱗狀態看,鋼板經拋丸后下表面普遍存在著點狀的“麻坑”,通過分析判斷該缺陷應為粗、精軋下除鱗高壓水打擊力不足,二次鐵皮未除凈造成的。
一方面,通過對粗、精軋下除鱗的噴嘴間距、噴嘴射流寬度、相鄰噴嘴間射流重疊寬度、平均打擊力進行了計算和優化。在滿足射流重疊寬度的情況下,減小噴嘴與鋼板下表面的間距,由原來的270mm調整到225mm,在壓力不變的情況下,使下除鱗平均打擊力提高了30%左右。另一方面,在原系統能力允許的情況下,修改了蓄能器設定壓力,由原來的17-19MPa改為19-21MPa,提高了精軋高壓水除鱗噴嘴前壓力。
2)完善除鱗箱上集管調整裝置
設備結構改進,使除鱗箱上集管具備上下可調功能,確保集管能夠隨板坯厚度斷面的變化而及時調整;改進上導衛集管與上工作輥橫梁同步裝置,保證了軋機上導衛除鱗集管與上工作輥的同步升降;通過增加管路的二級過濾裝置,防止管路內出現鐵皮堵塞高壓水噴嘴的情況,避免造成鋼板表面出現除鱗盲區。粗、精軋根據鋼板表面質量情況分別采取3-5道次除鱗。
1.2.4 軋制工藝控制
1) Ⅰ階段軋制(粗軋)
Ⅰ階段軋制的軋制過程屬于奧氏體再結晶區軋制,通過奧氏體的反復再結晶進行晶粒細化。高溫大壓下可使奧氏體再結晶完全,單道次的壓下率越大,奧氏體再結晶越完全,越有利于細化奧氏體晶粒,同時也有利于改善鑄坯中夾雜物形態。為保證單道次變形量大于奧氏體臨界變形量,每道次壓下率(除橫軋道次外)不得小于15%。Ⅰ階段軋制結束溫度要大于再結晶終止溫度,通常在980℃以上結束粗軋。
2) Ⅱ階段軋制(精軋)
在去除原成分設計中Nb加入后,為了保證強度、低溫沖擊指標,與原軋制工藝相比,降低了Ⅱ階段的開軋溫度,根據不同規格Q345D設定在920-950℃,Q345E設定在910-930℃。未再結晶區軋制時,奧氏體晶粒僅延伸拉長,而不發生再結晶,因表面和內部在軋制時的變形不均,會造成晶粒的大小不一。因此,在Ⅱ階段的軋制中,應適當提高后續道次的壓下率,以減少表面和心部變形的差異。精軋階段的累積變形量要不低于50%,因為在精軋階段精軋機變形速度快,軋制壓力大。累積變形量大可以保持較高的位錯密度,為相變形核提供更多幾率,有助于細化晶粒,提高鋼板的強韌性指標。中間坯厚度直接影響到鋼板最終的性能指標和軋機的生產能力,對控制軋制某一規格范圍的品種而言,在完全保證產品性能指標的前提下,實現軋機的最大生產能力。中間坯厚度設定為成品厚度的2-3倍。