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)揮著重要的作用。但是,在控制軋制過程中,在耐磨板的再結(jié)晶和未再結(jié)晶區(qū)之間的部分再結(jié)晶區(qū)溫度范圍內(nèi)須停止軋制,進(jìn)行待溫,以避免出現(xiàn)混晶組織,影響產(chǎn)品質(zhì)量。通常中間坯的待溫過程都通過在輥道上擺動(dòng)進(jìn)行空冷待溫來完成中間坯的溫降過程。耐磨板板坯在空氣中的冷卻過程是一個(gè)比較緩慢的溫降過程,冷卻速率較小,因此影響了生效產(chǎn)率。采用控軋的軋機(jī)生產(chǎn)能力一般要降低26%~30%左右。解決這個(gè)問題的一個(gè)有效方法是在軋制過程中進(jìn)行水冷,即采用中間冷卻工藝,在粗軋機(jī)和精軋機(jī)之間安裝噴水冷卻系統(tǒng)來替代中間板坯的空冷溫降過程該方法己經(jīng)在實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)中取得了理想的效果。為了避免表面溫度過低,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程,減小厚度方向溫度梯度,避免對(duì)軋制過程的影響。
JFE鋼鐵公司針對(duì)車間長度受限、中間坯待溫塊數(shù)少的特點(diǎn),利用原有富余水處理資源,在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,開發(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?jǐn)?shù)均值為193.4 ×10-6,投入后,Nb的質(zhì)量分?jǐn)?shù)均值為119.4 ×10-6 , Nb的質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低了74 × 10-6 ,而強(qiáng)度和塑性未受影響。另外,JFE耐磨板廠原耐磨板成分含有Al元素,用來軋制厚度規(guī)格為40~50mm的耐磨板,采用中間冷卻后,對(duì)坯料成分及軋制工藝參數(shù)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(qiáng)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(xì)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(cè)表面組織和中心處均為鐵素體+珠光體,組織細(xì)小,厚度1/4處鐵素體晶粒度級(jí)別為10.4~10.6級(jí);而采用常規(guī)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(jí)。另外,通過中間冷卻裝置對(duì)中間坯冷卻過程的精細(xì)控制,其異板性能均勻性也有所提高。
三、提高力學(xué)性能
對(duì)16 mm厚耐磨板采用中間冷卻和常規(guī)空冷后力學(xué)性能對(duì)比的結(jié)果表明:中間冷卻可以有效提高鋼板的沖擊功,屈服強(qiáng)度可提高15~30 MPa,伸長率沒有明顯影響。其主要原因是中間冷卻有效抑制了再結(jié)晶晶粒的長大,細(xì)化了奧氏體晶粒,故有利于改善韌性。
四、提高生產(chǎn)效率
對(duì)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)間可從原來的19 min 52 s減少到15 min 22 s;對(duì)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%。