防静电地板用SPCE冷轧钢带开发

亓振宝，杜守中，胡自明，侯元新，何敏

（山东泰山钢铁集团有限公司，山东济南 271100）

1 前 言

防静电地板用冷轧钢带在开发过程中易出现粘结等缺陷，客户在使用过程中也出现了冲压开裂的问题。因此，山东泰山钢铁集团有限公司（简称泰钢）冷轧部根据客户产品质量要求，通过优化冷轧生产工艺，成功开发出了防静电地板用SPCE 冷轧钢带。

2 产品开发及工艺优化

2.1 产品技术要求

产品屈服强度130～210 MPa，抗拉强度≥270 MPa，伸长率≥40%，深冲无开裂；板形平直，不平度≤2 mm；厚度偏差-0.02～0 mm；钢带表面无肉眼可见黑斑、氧化、划伤、擦伤、辊印、粘结、划痕、硌印、铁锈等缺陷。

2.2 生产工艺流程

SPCE 冷轧钢带生产工艺流程：酸洗→轧制→纵切卸张→退火→拉矫→包装入库。对生产工艺流程优化后，由于退火后直接进行拉矫，不仅省去了平整工序，缩短了工艺流程，降低了产品的加工成本，而且解决了因平整产生的钢带硬化问题，提高了产品的深冲性能。

2.3 酸洗表面质量控制

SPHE热轧钢带在酸洗过程中出现了带水发黄缺陷，带水发黄缺陷的产生不仅污染轧机的乳化液，而且影响冷轧钢带的板面清洁度。经分析，造成酸洗钢带发黄缺陷的主要原因是热风干燥器烘干和钢带边部吹扫效果差。

针对热风干燥器烘干效果差的问题，设计制作了分体式酸洗钢带热风干燥装置。该装置与目前使用的酸洗钢带干燥装置相比，由于增加了储风分配箱，并通过储风分配箱将干燥风分配给多根下吹风管对酸洗钢带的下表面进行干燥，同时，用上吹风管对酸洗钢带的上表面进行干燥，使酸洗钢带能够均匀、快速干燥，可有效吹干酸洗钢带上、下表面残留的水分，解决了现有技术中因酸洗钢带上、下表面带水导致的发黄和锈蚀难题，提高了酸洗钢带表面质量。

为了提高酸洗钢带边部吹扫效果，设计制作了防止钢带堆钢的吹扫装置。该装置与目前钢带吹边装置相比，上吹风管可升降，提高了吹扫效果，降低了压缩空气的消耗，有效防止了发生钢带堆钢的现象，既保证了钢带表面的水分快速吹干，省时省力，又提高了生产效率。

2.4 轧制工艺改进

提高产品的厚度精度。防静电地板用SPCE冷轧钢带属于极薄产品，对产品的厚度精度要求很高。为了保证防静电地板用SPCE冷轧钢带的厚度精度，对1 700 mm六辊HC冷轧机的AGC工艺控制系统进行了升级改造。1 700 mm 六辊HC 轧机AGC工艺控制系统由工控机控制升级为S7-400西门子PLC和FM458模块控制，实现了对钢带厚度的高精度控制。

提高产品表面及板形质量。为了提高产品的表面及板形质量，上下工作辊的辊径差控制在了0.05 mm，轧辊的表面达到了光洁无裂纹、压痕、斑点、刮伤软点、刀花、颤纹等缺陷，辊身硬度达到了93HSD 以上。并对1 700 mm 六辊HC 轧机的工艺润滑进行了如下优化：（1）对轧机的机前气刀吹扫装置进行了改造，将内侧气刀喷射梁由原来的900 mm调整到1 500 mm。（2）对气刀喷射梁的喷嘴排列结构进行了优化，喷射梁上喷嘴的间距由实施前的20 mm调整为两边部400 mm长度上按10 mm排列，中部700 mm 长度上按15 mm 排列，喷嘴的长度由50 mm调整为100 mm，提高了气刀的吹扫效果。（3）将乳化液主管上的气动蝶阀改为气动球阀，减少了乳化液在板面的残留。

2.5 纵切松卷张力优化

在退火前转纵切机组进行松卷卸张。松卷时张力按阶梯张力进行优化，第一阶段张力为25～28 kN，第二阶段张力为20～25 kN，第三阶段张力为16～20 kN，第四阶段张力为12～16 kN，通过采取阶梯张力松卷，解决了防静电地板用SPCE 冷轧钢带在退火时出现的粘结缺陷。

2.6 退火工艺设计

退火升温速率对性能的影响。较低的升温速度可以保证罩式退火炉中钢卷温度的均匀性，在一定程度上可以提高产品的深冲性能。在退火升温过程中，250～470 ℃期间升温速率控制在110 ℃/h，之后温度升温速率控制在35～50 ℃/h，以保证产品良好的深冲性能。

保温温度对试样硬度及金相组织的影响。（1）保温温度对试样硬度的影响。根据不同加热温度下深冲钢的显微硬度值的变化规律，当温度高于560 ℃时，深冲钢的硬度值开始明显下降，此阶段钢板已发生回复和再结晶过程，在560～690 ℃，硬度值显著下降，并随着温度的逐渐升高再结晶晶粒大量形核并长大。随着温度的继续升高，硬度值下降缓慢，此时钢板内的冷加工组织已消除，晶粒已完全再结晶。（2）保温温度对金相组织的影响。当温度加热到500 ℃时，钢的组织仍为冷加工纤维状原始组织，当温度升高到560 ℃时，原始组织中开始出现少量的再结晶晶粒，随着温度的升高，再结晶晶粒的形核速率加快并同时伴随晶粒长大；当温度达到620 ℃时，钢板组织内已有大量的再结晶晶粒，但此时晶粒细小、晶粒度级别为10 级，并且不均匀：当温度达到680～690 ℃时，原始组织内的晶粒已全部发生再结晶。

保温时间对硬度及金相组织的影响。保温时间对试样硬度的影响，钢卷在680～690 ℃的保温再结晶退火过程中，随着保温时间的增加，钢的显微硬度值仍较低并且变化不大。这说明以低速连续升温到680～690 ℃的过程中，钢带内的晶粒已经全部发生再结晶：当保温时间达到14 h 时，钢板硬度值已降至最低值，此时保温时间再延长，其硬度值基本不变，由此可见，在深冲钢退火过程中，退火温度是关键因素，当钢板内晶粒充分再结晶后，保温时间的影响很小。

保温时间对金相组织的影响。连续升温到680～690 ℃时，钢板内晶粒已全部发生再结晶，此时的晶粒比较细小。随着保温时间的延长，晶粒逐渐长大，保温14 h，晶粒已充分长大，晶粒度级别在8～9级。

闷罩时间试验。根据冷轧钢带粘结产生机理，确定控制冷却速度，即增加一段带罩冷却时间，闷罩2 h换罩，从而控制冷却速度，减少粘结缺陷。

通过以上分析可知，随着保温温度的升高，铁素体晶粒进一步长大，当保温温度升高到680～690 ℃退火后，已充分完成再结晶过程，晶粒内部较完整，其大小和形状变得均匀，随着保温时间的延长，延伸率也随之增大，保温时间达到14 h 时，力学性能达标准及客户要求。

2.7 拉矫张力控制

退火后的钢卷转到1580 拉矫机组矫直板形。拉矫时张力控制8～10 kN，既保证了产品的板形质量，又消除了拉矫纹缺陷。

3 结 语

产品物理性能检验表明，产品的屈服强度130～210 MPa，抗拉强度≥270 MPa，伸长率≥40%，深冲无开裂。板形平直，厚度偏差控制在-0.02～0 mm；钢带表面无肉眼可见黑斑、氧化、划伤、擦伤、辊印、粘结、划痕、硌印、铁锈等缺陷，产品质量满足了客户需求。2020 年1—4 月，共开发销售防静电地板用SPCE 冷轧钢带2 929.02 t，达到历史最高水平，为公司效益的提升发挥了重要作用。