崔興賀

（河鋼集團(tuán)邯鋼有限公司邯寶冷軋廠連退車(chē)間，河北 邯鄲 056000）

近年來(lái)，隨著我國(guó)汽車(chē)工業(yè)和加工制造業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)高強(qiáng)度汽車(chē)用鋼的市場(chǎng)需求量日益增長(zhǎng)，體現(xiàn)出廣闊的市場(chǎng)前景，同時(shí)也體現(xiàn)出較高的經(jīng)濟(jì)附加值。因此，高強(qiáng)度汽車(chē)用鋼的生產(chǎn)已成為當(dāng)前鋼鐵企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的新戰(zhàn)場(chǎng)，也是企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益新的增長(zhǎng)點(diǎn)。目前河北省在高強(qiáng)汽車(chē)板生產(chǎn)方面還基本處于空白水平，在此市場(chǎng)與經(jīng)濟(jì)背景之下，邯鋼邯寶冷軋廠建成了一條年產(chǎn)量45萬(wàn)t的1650高強(qiáng)連退生產(chǎn)線，項(xiàng)目于2015年11月建成投產(chǎn)。

該生產(chǎn)線采用了世界先進(jìn)的高速?lài)娝鋮s（WQ）熱處理技術(shù)，可以提供最大1000K/s的冷卻速率來(lái)滿足先進(jìn)高強(qiáng)鋼的退火工藝要求。但由于帶鋼在水淬段時(shí)間極短，水淬段板形極難通過(guò)操作控制，因此在生產(chǎn)線投產(chǎn)運(yùn)行之初帶鋼板形較差，導(dǎo)致帶鋼表面出現(xiàn)亮斑缺陷和造成帶鋼跑偏。對(duì)此，我廠技術(shù)人員對(duì)高強(qiáng)減退生產(chǎn)線水淬段板形質(zhì)量問(wèn)題進(jìn)行了研究，分析了出現(xiàn)板形質(zhì)量的原因。通過(guò)調(diào)整生產(chǎn)線速度、入水溫度、噴嘴箱液位、噴嘴壓力、噴嘴與帶鋼的距離等措施消除了水淬段板形質(zhì)量問(wèn)題，為高強(qiáng)冷軋汽車(chē)板的生產(chǎn)提供了保證。

1 水淬段板形缺陷及機(jī)理分析

1.1 水淬段板形缺陷

超高強(qiáng)連退線水淬冷卻速率可達(dá)到1000℃/S，水淬時(shí)間不足1s。由于水淬時(shí)間極短，且采用無(wú)控制模式，因此帶鋼在水淬段中的板型無(wú)法手動(dòng)干預(yù)，導(dǎo)致帶鋼板形和表面質(zhì)量較差。水淬段較差的板形會(huì)對(duì)后續(xù)的過(guò)時(shí)效均勻性和酸洗段擠干輥的擠干效果帶來(lái)影響，造成成品帶鋼表面出現(xiàn)亮斑缺陷，并影響噴涂漆或電鍍后的外觀質(zhì)量。

高速水淬冷卻技術(shù)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少，國(guó)內(nèi)唯一具備該超快冷卻裝備的寶鋼冷軋對(duì)外采取了嚴(yán)格的技術(shù)保密；MET/CON提供的技術(shù)訣竅包工藝操作的可行性和實(shí)現(xiàn)性還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。因此，水淬工藝控制只能根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行摸索。

根據(jù)之前從寶鋼得到的1180MS樣塊，其表面也有輕微亮斑（圖1），但是亮斑明顯較我廠產(chǎn)品?。▓D2），而且較暗，整體光潔度略好于我廠產(chǎn)品；而且我廠產(chǎn)品存在明顯的褶皺現(xiàn)象（圖3）。所以設(shè)備參數(shù)調(diào)試的主要目的就是減少亮斑程度，并提升表面清潔度和改善板形。

圖1 寶鋼1180MS表面試樣

圖2 成品表面亮斑缺陷

圖3 帶鋼出水淬段后板形

1.2 水淬段板形差原因機(jī)理分析

帶鋼出水淬段后出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象是導(dǎo)致馬氏體鋼表面亮斑和表面光潔度較差等質(zhì)量問(wèn)題的直接原因。帶鋼水淬相變后會(huì)增加3%～4%的馬氏體并且?guī)т摃?huì)線性膨脹約1%，而由于奧氏體本身塑性較差，無(wú)法跟隨已發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的部位一起膨脹，只能擠壓先發(fā)生馬氏體相變的部位，導(dǎo)致先發(fā)生馬氏體相變的部分被壓縮。當(dāng)后發(fā)生相變的部位也達(dá)到馬氏體相變溫度時(shí)，則會(huì)跟隨線膨脹最終達(dá)到同一的膨脹結(jié)果。這種現(xiàn)象會(huì)導(dǎo)致出水淬后板形較差。由此則可判斷，帶鋼水淬后出現(xiàn)褶皺主要是由于帶鋼各部位冷卻不均勻，發(fā)生相變的時(shí)間不一致造成的。

2 水淬段板形差解決思路

根據(jù)水淬后帶鋼表面褶皺的形成機(jī)理分析，改善板形和消除表面亮斑缺陷，關(guān)鍵就是對(duì)水淬環(huán)節(jié)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，保證帶鋼表面的均勻冷卻。但是帶鋼通過(guò)水淬段時(shí)間極短，通過(guò)人為操作控制帶鋼冷卻基本是不可能實(shí)現(xiàn)的。所以，既然不均勻冷卻無(wú)法控制，那么，縮短不均勻冷卻的時(shí)間，即壓縮帶鋼在水淬段的時(shí)間，也可以在一定程度上改善帶鋼水淬段板形。根據(jù)此思路，我們對(duì)水淬段工藝參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整，采取了以下改進(jìn)措施。

2.1 降低緩冷出口溫度

圖4 不同緩冷出口溫度的CR950/1180MS表面對(duì)比

理論上將，適當(dāng)降低入水溫度有利于減少水淬后相變的不均勻。原生產(chǎn)工藝中，我們將緩冷出口溫度定為850℃。根據(jù)對(duì)CCT曲線的分析，緩冷出口溫度在770℃以上都不會(huì)影響，再考慮高強(qiáng)連退線水淬的極高冷卻速率會(huì)使CCT曲線發(fā)生右移，緩冷出口溫度定于750℃都可能不會(huì)影響性能。850℃的緩冷出口溫度顯得比較保守，之后我們緩冷出口溫度調(diào)整至750℃進(jìn)行觀察。除一卷緩冷出口溫度750℃的CR1030/1300MS性能明顯不合外，其余鋼卷緩冷出口溫度在750℃～850℃之間，性能均無(wú)明顯變化，但出口弓形有所減輕，且成品表面亮斑也隨著緩冷溫度降低有所減輕，尤其低于800℃后的亮斑改善更明顯，（圖4）。所以，今后水淬生產(chǎn)時(shí)將緩冷出口溫度定于770℃。

2.2 縮小噴嘴與帶鋼的距離

帶鋼在水淬時(shí)，其表面總是比心部冷卻得快，因而鋼板截面上存在一定的溫差，導(dǎo)致鋼板存在熱應(yīng)力。這種熱應(yīng)力的存在容易使帶鋼發(fā)生塑形形變，并產(chǎn)生弓形等板形缺陷。鋼板出現(xiàn)弓形主要是因?yàn)殇摪灞砻胬鋮s不夠，因此為了改善鋼板弓形，應(yīng)當(dāng)增加出現(xiàn)弓形表面的水流量及水凸度，或者降低另一側(cè)的水流量及水凸度。通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐證明，縮小噴嘴與帶鋼的距離提高冷卻速率的方法確實(shí)較好地控制了鋼板的弓形，鋼板的平直度得到極大改善。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述調(diào)整方案，減少入水溫度（770℃以上）不會(huì)影響性能，表面亮斑明顯減少，顏色也有所減輕；縮短噴嘴箱距離，帶鋼邊部亮斑基本無(wú)變化，但帶鋼中部亮斑開(kāi)始發(fā)白，類(lèi)似于色差缺陷，表面已有明顯改善。