摘要：镀锌中高不锈钢板广泛应用于机械制造、车辆加工等领域，市场需求量大。 国外镀锌中高碳产品与美国仍有一定差距，部分高端产品仍需进口。 因此，近年来，鞍钢仍以高档中高档不锈钢的研究为目标，并根据应用开发了多个钢种。 在现场批量生产中发现，随着成分和尺寸的变化，不同钢种的生产难度和控制难度不同。 主要针对中高不锈钢生产中的两大核心问题：轧机冲击痕和断面不良，根据不同钢种的不同特点，从分级控制的角度进行阐述，以期提高中高不锈钢现场生产稳定性，提高堵头率和系统成本。
镀锌中高不锈钢一般是指碳质量分数为0.25%～1.25%，同时加入铬、钼、钒等多种强化合金元素，具有高强度、高硬度的钢材。 ，耐磨性好。 用于机械制造、航天民用航空、车辆制造等行业。 基于较大的市场需求，鞍钢近年来也加强了中高档不锈钢的研发。 主要钢种有S50C、、、S55C（BJG-P55LT）、、65Mn、、SK85、GCr15等，在生产过程中发现不同钢种在生产中存在一定的问题，其中比较突出的是轧机的撞击痕迹和断面形状不佳，给现场的稳定性和平整度带来了极大的困惑。 因此，有必要优化钢材的现场控制过程，以降低生产风险和质量成本。
12050镀锌工艺及武器介绍
鞍钢2050热轧机组于1989年投产，处于80年代代工技术和武器水平。 主要设备由英国西马克、西门子、AEG、法国斯坦因等公司提供。 原设计产值400万吨。 主要设备有3台步进式加热炉、4台立辊粗轧、1台曲轴截头飞剪、7台四辊精轧、3台地下液压卷取机等设备，按3/4轧制布置。 经过多次技术改造，增加了步进式加热炉和大型侧压装置，对卷取机、层流冷却和轧制线的部分主电机进行了系统改造。 目前年产值580万吨。
2 中高不锈钢现场生产存在问题
2.1 精锻打印
在中高不锈钢生产中，比较突出的问题是辊痕缺陷。 通常第一块中高不锈钢在轧制过程中会在棒材表面出现纵向轧痕（图1）。 检查工作辊，发现精轧后车架F5-7工作辊表面容易出现一定程度的损伤。 从外观上看，辊面的损坏是由于棒材腹部的冲击造成的（图2）。 由于经常出现辊痕缺陷，精轧机不得不多次更换工作辊。 同时，用户方面的异议和指责也时有发生，对镀锌的稳定生产和产品形象产生了较大的负面影响。 总结中高碳不锈钢的生产，发现并不是所有的中高碳品种和尺寸都容易出现辊印缺陷。 比较容易出现的是，长度尺寸通常集中在3.0mm以上，细尺寸很少出现。
2.2 段封锁
中高不锈钢生产中的另一个突出问题是断面质量。 铣削过程中，操作者发现杆件在框架内移动明显，中心线左右偏移（图3（a）），凸度值不稳定，楔形常小于凸起（图3（a）b）），其结果是长度变窄非常严重，在后工序热轧生产过程中出现打滑断带现象。 为防止后续工序发生车祸，镀锌工序断面密封率高达80%。 与辊印缺陷类似，截面缺陷的种类和尺寸也有特点，主要集中在S55C（BJG-P55LT）、SK85等碳化物上，长度和尺寸主要集中在3mm以下。
2.3 规律分析
从以上现象分析可以看出，不同钢种和尺寸的中高不锈钢出现不同缺陷的概率也不同。 总结了以往生产的中高不锈钢的生产质量，如表1所示。
从上表可以看出，对于细尺寸（长度不小于3mm）的中高不锈钢，截面缺陷的概率相对较高； 对于粗尺寸钢筋，断面质量通常没有问题。 另外，辊印缺陷集中在和两个碳化物上。
3 缺陷分析
3.1 滚筒印刷缺陷分析
从理论上讲，由于中高不锈钢的含碳量高，在组织成分中应该容易出现氮化物。 因为回火体脆硬，棒材材质会更硬，强度和含碳量应该成反比。 而在上述中高不锈钢中，最容易出现滚印的是含碳量较低的（碳质量分数不低于0.6%），而不是含碳量最高的GCr15。 结合铁碳相图，中高不锈钢终轧温度目标值为900℃。 因此，如果湿度控制正常，棒材的成分和组织仍处于奥氏体区，没有或只有少量的氮化物析出，应该是受到了氮化物的影响。 影响较小。 结合各钢种的成分，发现其与合金成分有一定的关系，见表2。从上表可以看出，在中高不锈钢的合金成分中，浓度硅和锰的含量比较高，合金和不锈钢的区别在于铬和钒的含量比较高，所以推断这两种元素（尤其是钒）的加入会影响强度棒料处于热态，生产时更容易损坏轧机，从而形成轧痕。
据悉，由于含碳量高，当终轧温度控制不好时，棒料中容易析出淬火体，增加棒料强度，容易造成工作辊损坏。 生产线上也发生过类似的事故：因为终轧温度预估模型不准确。 某生产中，终轧温度仅为870℃左右，精轧工作严重损坏，导致轧痕缺陷和批棒材劣化。 因此，需要十分注意足部最终体温的控制。 另外从长度尺寸分析，由于细棒的长度比较细，动能小，对轧机的冲击也比较轻，不容易对轧机造成损坏.
3.2 不良断面缺陷原因分析
在切片缺陷的情况下，无论是操作还是 CVC 都没有显着的疗效。 因此，可以判断主要是轧机热凸度过大造成的。 关于工作辊的凸度，有下式[1]：
Δd=αd0(T－Tw)(1)
式中：Δd为工作辊的热膨胀量，mm； α为工作辊的热膨胀系数； d0为工作辊的初始半径，mm； T为工作辊温度； Tw 是冷却水的温度。
2050年生产高档不锈钢时，结合以往经验，为防止棒材开裂和控制辊痕，宣布按上限（1260℃）控制温度，只有1个1号除鳞箱用的是一组，粗轧区的除鳞水也是用的，只投了一组，所以RT4的温度很高，一般在1060℃以上（图4），而且最高甚至达到1090°C。 同时钢材冷轧与热轧的焊接工艺要求，为保证精轧区的稳定，关闭各种侧喷，轧辊冷却水的压力和流量也控制在较小的范围内。 凸度减小。
此外，根据 Cerny 和 Knox 等人的研究。 [1]、轧机温度和轧机热轧辊剖面有如下规律（图5）：距轧机中心任意距离F处的轧机温度随时间呈指数增长。功能降低，细尺寸棒材通常在计划中靠后布置，轧机热轧辊型不利于棒材凸度控制； 在轧机过程中，轧辊的热轧辊轮廓会发生明显变化，但这种轧辊轮廓的形状是带钢长度的函数，窄带钢形成“倒钟”形，宽带钢形成“半方形” ”。 薄高规格不锈钢通常为窄料（长度不小于），轧机的热轧辊形不利于棒材凸度的控制。
4 控制措施
结合以上分析，在现场生产中，对于不同钢种的中高不锈钢，需要结合其成分和尺寸采取不同的控制方法。
(1)卷印控制措施。 对于合金成分浓度高（目前主要是钒浓度）的中高不锈钢，其热态强度明显低于其他中高不锈钢，尤其是在一定长度以上，腹部冲击功比较大，极易对轧机造成损坏。 因此，应尽可能提高棒材背面的本体温度，降低热强度钢材冷轧与热轧的焊接工艺要求，减少对轧机的影响。 具体方法包括：适当提高棒材精轧机的带钢螺纹率； 减少2号除垢箱的除垢水输入量； 增加轧机冷却水流量和压力； 关闭机架间侧喷和机架外喷，减少中间坯背面剪切量等。结合历史数据，背面精轧温度高，轧辊概率大。分数基本为零。
(2) 路段控制措施。 对于薄型和中高型不锈钢，主要方法是从式（1）中降低工作辊本体温度和降低冷却水的冷却效果。 因此，需要采取以下措施：适当降低中间坯的粗轧出口水温； 降低工作辊的冷却水流量和压力； 必要时放慢轧机节奏，保证工作辊有足够的冷却时间； 辊形更好，通过辊移起到CVC的作用； 生产中，将细棒材放在计划的最前面，轧机就完成了。
5功效
通过以上改进措施，2050中高不锈钢的生产和质量稳定性有了很大的提高：卷印缺陷的封闭率由30%左右提高到基本不再发生； 断面缺陷控制能力也大幅提升，降级率由前期的50%左右下降。 到不到 10%。
6个推论
(1)中高不锈钢含碳量较高，合金成分和尺寸较为复杂多样，因此在现场生产中表现出的控制难点也不同。 有的钢材容易出现辊痕缺陷，有的薄型钢材容易出现断面不良缺陷。
(2)从目前的生产情况分析，中高不锈钢中钒浓度高时，棒材的热强度高。 背面终轧机体温度，具体包括：适当提高棒材精轧机带钢穿带率； 减少进入2号除垢箱的除垢水量； 降低轧机冷却水流量和压力； 关闭侧面喷水和喷涂机架外部等。
(3)生产薄型中高不锈钢时，应尽量避免工作辊水温过低，以免出现无法控制的凸度。 具体措施包括：降低工作辊冷却水流量和压力； 必要时放慢铣削节奏，以保证工作辊有足够的冷却时间； 生产前尽量使用同型辊，确保辊形良好，并通过换辊起到CVC的作用； 生产时，把细棒放在计划的前面，轧机就完成了。
(4)在后续生产新型高档不锈钢时，需要结合合金成分和尺寸采用不同的现场控制方法，提高生产稳定性，增加加工成本。
更多精彩内容可关注【云炼钢】公众号。
