DC03牌号带钢退火工艺优化控制研究.pdf
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1、中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期:2023 年 12 月 28 日 作者简介:谢国庆(1996),男,壮族,广西柳州人,大学本科,广西柳州钢铁集团有限公司,助理工程师,研究方向为主要从事冷轧罩退产品生产和工艺质量管理工作。-95-DC03 牌号带钢退火工艺优化控制研究 谢国庆1 袁 飞2 1.广西柳钢科技质量中心,广西 柳州 545002 2.广西柳钢冷轧板带厂,广西 柳州 545002 摘要:摘要:本文为进一步优化 DC03 退火工艺,减少粘结质量缺陷数量,提高退火产品质量,在现行 DC03 工艺制度上进行工艺改进。结果表明,无论将 DC03 加热保温温度由 720调低至 710,还是
2、将保温时间缩短 2h,粘结卷数量都大大减少,其中降低保温温度比缩短保温时间效果要更好;在粘结得到有效控制的同时,两种改进工艺试验样的力学性能测试结果也均符合柳钢质量部质量标准判定,生产时间成本和能源介质成本也均得到降低。关键词:关键词:DC03;退火工艺;粘结;力学性能;金相 中图分类号:中图分类号:TG659 0 引言 广西柳州钢铁集团有限公司冷轧板带厂为了改善冷轧后硬质钢带的性能,采用强氢气对流罩式退火炉进行再结晶退火是一种有效的方法,可以消除冷轧带钢在冷变形过程中产生的内应力以及加工硬化现象。通过这种方式,带钢能够恢复到原始的柔软状态,提高其韧性和塑性,进一步优化冷轧材料的微观结构,从而
3、保证带钢的质量和性能。通过此过程,我们希望使钢带表面质量变得更光亮平整,同时提高钢带的力学性能。但在经过退火后,会出现粘结、油斑、白化边、氧化色差等缺陷,尤其粘结,其中 DC03 牌号的钢卷更易发生粘结。DC03 为深冲钢,产品的韧性和冲压性能要求较高,在退火阶段晶粒要尽可能的规则长大,相对应退火工艺保温温度会较高、保温时间会较长,由此屈服极限急剧减小,在带钢层间局部突起处由于存在较大压应力而产生塑性变形,紧接着层间接触面积迅速增大,此时接触面的铁原子很活跃,扩散速度加大,造成较多粘结1-2。再结晶退火过程中冷硬卷立卷相对紧密,存在钢材相互粘附的现象。冷轧生产过程中,相邻轧制层间发生粘附,开卷
4、设备张力不足会造成板带撕裂、折皱等痕迹,同时板材的形状也可能出现不同程度的缺陷。这种现象通常被称为罩式退火炉粘结缺陷。为了解决这个问题,需要优化轧制工艺和退火条件,以减少粘附的发生,提高板材的质量和性能。随着罩式退火炉生产技术的不断改进,产能逐渐提高,现在低碳品种占比较大,并采用比较高的退火温度。低要求商品用冷轧板的 DQ 级产品的粘结问题也日益突出。这主要是由于退火温度较高,导致轧制层之间的粘附力增加,从而增加了粘结的风险。为了解决这个问题,我们需要优化退火工艺参数,以减少粘结的发生,提高钢材的质量和性能。为了优化 DC03 退火工艺,提高退火产品质量,减少粘结质量缺陷数量,2021 年 7
5、 月 26 日至 2021 年 8月 6 日,在现行的 DC03 工艺制度上进行工艺改进。1 DC03 工艺改进试验情况 改进试验一:在现行的 DC03 工艺制度上将保温温度720调低至710,其它参数不变,进行工艺试验。退火车间从 7 月 26 到 8 月初试验了 12 炉。改进试验二:在现行的 DC03 工艺制度上将保温段缩短 2 小时,其它参数不变,进行工艺试验。退火车间从 7 月 26 到8 月初试验了 8 炉。2 试验测试结果 2.1 粘结卷统计结果 表 2 为 DC03 工艺改进前后粘结卷占比统计情况。如表2所示,现行工艺下DC03粘结卷重量215.91t,占比 9.18%,DC0
6、3 工艺改进后,无论试验一或试验二,粘结卷缺陷数量都大大减少,试验一粘结卷重量7.645t,占比 0.79%;试验二粘结卷重量 23.55t,占比 5.5%,相比试验二来说,试验一粘结卷重量占比更少一些,可知通过降低加热保温温度来降低粘结率,其效果要更好。中国科技期刊数据库 工业 A-96-表 2 DC03 改进工艺前后粘结卷占比情况 试验工艺 装炉卷重量/t 粘结卷重量/t 占比/%现行工艺 2352.79 215.91 9.18 试验一 972.39 7.645 0.79 试验二 426.365 23.55 5.5 2.2 力学性能测试结果 图 1,2,3 分别为现行 DC03 工艺、试验
7、一、试验二屈服强度和断后伸长率的直方图和正态分布。表 3为工艺改进前后试验卷的力学性能统计。试验一:与现行 DC03 工艺的力学性能数据比较,即使试样力学性能合格率均是 100%,但 DC03 屈服强度平均值降低,同时断后伸长率有所升高,延伸性能得到优化,统计详见下表 3。又由图 1 和图 2 所示的屈服强度和断后伸长率直方图和正态分布可知,在正态分布中,DC03 屈服强度平均值中心线(图 2)相比于现行工艺屈服强度平均值中心线(图 1),略微偏左移;而断后伸长率略微偏右移。图1 现行DC03工艺的屈服强度和断后伸长率直方图和正态分布 试验二:与目前的力学性能数据相比,尽管 DC03试样的力学
8、性能合格率均超过 100,但其屈服强度平均值略有提高,而断后伸长率略有降低。统计详见下表 3。又由图 1 和图 3 所示的屈服强度和断后伸长率直方图和正态分布可知,在正态分布中,DC03 屈服强度平均值中心线(图 3)相比于现行工艺屈服强度平均值中心线(图 1),略微偏右移;而断后伸长率略微偏左移。同时试验后屈服强度最大值与最小值的范围小了(136-156MPa),说明数据群更加稳定。图 2 720调低至 710后 DC03 屈服强度和伸长率直方图及正态分布 表 3 工艺改进前后试验卷力学性能统计 项目 试验参数 样品数/个 合格率%断后伸长率%屈服强度 MPa 平均值 最小值 最大值 平均值
9、 最小值 最大值 现行工艺 720 90 100 42.9 38 49 143.35 130 164 试验一 710 84 100 43.56 40 49 142.44 130 163 现行工艺 保温段 缩短 2h 36 100 42.9 38 49 143.35 130 164 试验二 36 100 42.06 39 47 143.78 136 156 中国科技期刊数据库 工业 A-97-图 3 保温段缩短 2h 后 DC03 屈服强度和伸长率直方图及正态分布 2.3 金相组织测试结果 图 4 (a)现行 DC03 工艺金相图;(b)DC03 退火温度为710(试验一)的金相图;(c)DC0
10、3 退火保温时间缩短2h(试验二)的金相图 图4a为DC03现行工艺制度退火温度为720的金相图,图 4b 为 DC03 退火温度为 710(试验一)的金相图,图 4c 为 DC03 退火保温时间缩短 2h(试验二)的金相图。表 3 为工艺改进前后组织晶粒度的对比情况。当退火温度为 710时,铁素体晶粒相对较细、晶粒度相对较小(如图 4b),退火温度为 720时,铁素体晶粒出现了比较明显的晶粒长大的现象,这种现象的主要原因是退火过程中温度过高使得部分铁素体晶粒异常长大,并出现大晶粒的情况,且 720下保温时间缩短 2h 对晶粒度基本无变化(如图 4a、4c)。表 3 工艺改进前后晶粒度对比 工
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