出口俄羅斯冷硬鋼卷的開發(fā)

馬占福

（新疆八一鋼鐵股份有限公司制造管理部）

隨著我國鋼鐵產(chǎn)業(yè)宏觀政策去產(chǎn)能轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)調(diào)整、轉(zhuǎn)型升級，鋼材產(chǎn)能過剩現(xiàn)象日益突顯，中國鋼鐵行業(yè)已進(jìn)入市場競爭時期，鋼鐵需求減少，產(chǎn)能過剩將成為市場常態(tài)。國家的宏觀經(jīng)濟(jì)政策及“一帶一路”的倡議，與中亞四國共建的“絲綢之路經(jīng)濟(jì)帶”，為鋼鐵制造走出國門提供了機(jī)遇。

新疆地處祖國西北邊陲，在“一帶一路”的建設(shè)中新疆具有獨特的地緣優(yōu)勢，新疆與俄羅斯、哈薩克、吉爾吉斯、塔吉克、蒙古等多個國家接壤，陸地邊境線長達(dá)5,600多公里，處于與“一帶一路”沿線國家交往的通道，新疆可與周邊國家直接互聯(lián)互通。

八鋼是新疆最大鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，近幾年通過對周邊中亞國家及俄羅斯鋼鐵市場的分析，針對出口的鋼鐵產(chǎn)品進(jìn)行了研發(fā)，目前開發(fā)的冷硬鋼卷成功出口到俄羅斯等國。

1 中亞等國家產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析

國家經(jīng)濟(jì)和建筑結(jié)構(gòu)直接影響著鋼材市場品種結(jié)構(gòu)的消費(fèi)，在中亞國家的經(jīng)濟(jì)體系中，天然氣、石油、礦產(chǎn)資源的開發(fā)占有主導(dǎo)地位，從而導(dǎo)致管材、板材等工業(yè)消耗增大。建筑業(yè)方面，居民居住習(xí)慣以“獨家獨戶”為主，樓層為兩層，院墻通常用鑄造鐵藝，以板材為主，有的用型材角、槽、方鋼等制造。中亞國家大城市中高層建筑較少，故其建筑用圓鋼、線材和鋼筋的比例較低。按照相關(guān)材料分析，中亞各國鋼材消耗的品種結(jié)構(gòu)比例：型材占35%，板材21%，圓鋼和螺紋鋼占15%，線材占3.5%，管材25%，其它占2.5%。冷軋薄規(guī)格鋼板主要以哈薩克斯坦的卡拉甘達(dá)鋼廠為主，管材是從俄羅斯和烏克蘭進(jìn)口，建材和型材大部分由俄羅斯生產(chǎn)。

1.1 中亞各國生產(chǎn)鋼材品種分析

（1）安賽樂-米塔爾卡拉干達(dá)鋼廠（卡鋼）：主要生產(chǎn)熱軋、冷軋、鍍鋅板及馬口鐵，是哈薩克斯坦最大的鋼鐵聯(lián)合體，有15座鐵礦和煤礦。

（2）巴甫拉達(dá)爾鋼管廠：以生產(chǎn)焊管和無縫鋼管為主，主要給哈國石油天然氣輸出提供管材。

（3）俄羅斯瑪鋼：該鋼廠主要以彩涂、鍍鋅、圓鋼、螺紋鋼、焊管為主，隨著俄羅斯市場及歐洲市場不景氣，瑪鋼以哈薩克斯坦為重心進(jìn)行銷售。因其產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，交貨期短，造成對哈市場沖擊很大。

（4）別卡巴德鋼廠：該廠烏茲別克斯坦僅有的一家鋼鐵企業(yè)，主要以生產(chǎn)角扁鋼、槽鋼、螺紋鋼為主。

1.2 中亞國家鋼鐵產(chǎn)品市場變化

目前中亞鋼鐵市場產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，板材類產(chǎn)品有50%～60%來自俄羅斯瑪鋼、卡鋼，30%來自中國內(nèi)地。中國及中亞市場鋼鐵市場結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)升級，對低合金高強(qiáng)度、輕量化材料的應(yīng)用已開始走向主流。開拓新型材料是將來發(fā)展的趨勢。

2 出口俄羅斯冷硬鋼卷的主要技術(shù)分析

出口俄羅斯冷硬卷產(chǎn)品的質(zhì)量設(shè)計主要考慮三個方面的要求：尺寸精度、外觀質(zhì)量和用戶使用。外形和尺寸精度決定于化學(xué)成分、熱軋的外形和尺寸精度及冷軋的軋制工藝參數(shù)。本工藝主要是對低碳鋼采取控制來料的外形與尺寸精度和冷軋軋制工藝結(jié)合，從而滿足產(chǎn)品的外觀尺寸精度要求，根據(jù)用戶要求設(shè)計合適的生產(chǎn)工藝。

2.1 生產(chǎn)工藝要求控制

（1）煉鋼工序。主要保證化學(xué)成分的前提下嚴(yán)格執(zhí)行工藝規(guī)程，盡量減少鋼中的夾雜物及其它鑄坯表面質(zhì)量缺陷；嚴(yán)格檢查，發(fā)現(xiàn)缺陷，及時切除（薄板坯連鑄）或下線清理,轉(zhuǎn)爐底吹完好，全程吹氬，LF爐精要求埋弧操作，防止鋼水增氮，連鑄采用全程進(jìn)行保護(hù)澆注。

（2）熱連軋工序。研究加熱、終軋和卷取溫度，從而得到熱軋組織合理、尺寸、板形和表面都滿足冷軋原料要求的熱軋卷板，重點是熱連軋過程中凸度與輥型優(yōu)化,從而得到板形良好的熱軋原料。

（3）冷軋工序。主要以控制鋼板的尺寸和板形為主，通過大量的工業(yè)試驗研究，確定合理的冷軋壓下規(guī)程。重要關(guān)注點：認(rèn)真檢查來料的各項指標(biāo)，嚴(yán)把原料關(guān)；酸洗后，針對帶鋼表面質(zhì)量調(diào)整酸洗工藝參數(shù)；不斷優(yōu)化軋機(jī)壓下率、張力、速度等工藝參數(shù)，減少鋼板的內(nèi)應(yīng)力產(chǎn)生，減少瓢曲和浪形缺陷。

2.2產(chǎn)品質(zhì)量要求

冷硬卷外形質(zhì)量要求見表1。

表1 為冷硬卷外形尺寸及質(zhì)量允許偏差

產(chǎn)品質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)：(1)卷板鐮刀彎最大值4mm，測量長度2m；(2)卷板不平度，將鋼板放在平臺上，測量鋼板下表面與平臺的最大距離；測量長度1m時，不允許超過10mm；(3)鋼帶浪形頭尾急竣度≤2%(頭尾長度均≤20米),本體部分冷硬卷急竣度≤1.5%；(4)表面粗糙度為0.2～0.6um；(5)鋼帶邊部鋸齒邊、邊裂及毛刺深度≤1mm。

3 出口俄羅斯冷硬鋼卷的工業(yè)試驗分析

3.1化學(xué)成分分析

依據(jù)俄卷鋼的技術(shù)特點和具體要求，對產(chǎn)品的化學(xué)成分進(jìn)行了分析，利用成分體系對相應(yīng)產(chǎn)品力學(xué)性能的分析，結(jié)合技術(shù)性能特點，確定俄卷鋼的成分體系，見表2。

表2 俄卷鋼的成分設(shè)計 %

3.2 工藝流程確定

俄卷鋼研發(fā)工藝流程路徑中，煉鋼冶煉完成后經(jīng)過熱軋、冷連軋生產(chǎn)成品。主要工藝路線：鐵水脫硫處理—120t轉(zhuǎn)爐—板坯連鑄—加熱—1750mm軋制—層流冷卻—冷軋酸洗——軋制。

3.3 開發(fā)冷硬鋼卷產(chǎn)品過程管控工藝特點分析

煉鋼轉(zhuǎn)爐出鋼下渣檢測系統(tǒng)，可有效控制鋼水中的碳和去除磷，為LF造還原渣去除非金屬夾雜創(chuàng)造條件；LF精煉爐可有效進(jìn)行成分調(diào)整和夾雜剔除；RH真空循環(huán)脫氣系統(tǒng)可有效去除夾雜、凈化鋼水，去除鋼水中的氧、氮、氫。

熱軋工藝主要合理的制定板坯的加熱、終軋和卷取溫度，從而得到熱軋組織合理、尺寸、板形和表面都滿足冷軋原料要求的熱軋卷板，其重點是熱連軋過程中凸度與輥型優(yōu)化,從而得到凸度合適，板型良好的熱軋原料。熱軋板的表面質(zhì)量很大程度上受到軋輥表面質(zhì)量的影響，軋輥表面磨損程度越高，出現(xiàn)表面質(zhì)量缺陷的幾率越高，對應(yīng)于板帶寬度邊緣位置處不均勻磨損加劇，產(chǎn)生起筋的幾率成拋物線式增加，可見熱軋板的邊緣起筋缺陷與軋輥的磨損程度有很大關(guān)系。

熱軋工藝對冷軋板性能的影響很大,終軋溫度和卷取溫度是主要影響因素。通過控制熱軋工藝,可以有效控制AlN的溶解與析出。在Ar3以上的高溫終軋有利于AlN固溶,同時得到均勻的再結(jié)晶晶粒。但熱軋鋼卷經(jīng)過高的卷取溫度緩慢冷卻下來時,會得到粗大的晶粒和粗大的滲碳體,在后續(xù)冷軋時粗大的晶粒和粗大的滲碳體被軋碎,而形成條狀滲碳體,在后期用戶沖壓時就會造成斷裂。

冷軋工藝主要以控制鋼板的尺寸和板形為主，針對帶鋼表面質(zhì)量狀態(tài)優(yōu)化酸洗工藝參數(shù)，通過不斷優(yōu)化軋機(jī)壓下率、張力、速度等工藝參數(shù)，減少鋼板的內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生，減少瓢曲和浪形缺陷。冷軋酸洗區(qū)域入口的破鱗拉矯機(jī)用熱軋原料通過拉伸和彎曲使帶鋼產(chǎn)生彈塑性變形，通過對金屬材料施加一定的延伸率，改善帶鋼的平直度；通過帶鋼表面延伸和在小直徑工作輥上的彎曲，使熱軋鋼板表面的氧化鐵皮產(chǎn)生裂紋，直接去除帶鋼表面的氧化鐵皮，使酸液更好地滲透，提高酸洗效率。金屬的冷變形程度是影響金屬晶粒大小的最重要因素之一，即冷軋壓下率主要決定了退火后鐵素體晶粒的大小。當(dāng)冷軋變形量在一定范圍內(nèi)時，隨著冷軋變形量增大，強(qiáng)度降低，而斷后延伸率上升。

3.4 冷硬鋼卷生產(chǎn)試驗后的力學(xué)性能分析

經(jīng)過幾輪的生產(chǎn)現(xiàn)場試驗和工藝制度的優(yōu)化，最終實現(xiàn)了產(chǎn)品表面質(zhì)量及力學(xué)性能合格的冷硬卷產(chǎn)品，主要的力學(xué)性能指標(biāo)及金相組織檢測分析見表 3、圖 1。

表3 俄卷鋼產(chǎn)品力學(xué)性能

圖1 俄卷鋼產(chǎn)品的金相分析

從力學(xué)性能結(jié)果分析，抗拉強(qiáng)度平均值282MPa（標(biāo)準(zhǔn)要求≥270MPa），屈服強(qiáng)度平均為175MPa，延伸率平均53%（標(biāo)準(zhǔn)要求≥34%），各項指標(biāo)均符合標(biāo)準(zhǔn)要求，尤其是延伸率的富裕量較大，進(jìn)一步為后續(xù)深加工產(chǎn)品塑性變形創(chuàng)造了條件。

材料號L5811398801、L58114073001、L5811438501三個試樣的的金相組織見圖1中照片1～6，從金相組織分析，晶粒度平均為8級，從金相圖片分析主要組織為鐵素體+粒狀滲碳體，球狀珠光體組織在亮白色的鐵素體基體上，均勻分布著白色的滲碳體顆粒，其邊界呈暗黑色組織分布較均勻，此組織的存在為得到良好的產(chǎn)品力學(xué)性能奠定了基礎(chǔ)。

5 結(jié)束語

八鋼生產(chǎn)冷硬鋼卷成功出口俄羅斯的實踐表明：

（1）國家一系列宏觀政策及“一帶一路”倡議為鋼鐵產(chǎn)品出口提供了創(chuàng)新思路；

（2）出口的冷硬卷執(zhí)行八鋼企業(yè)生產(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)品獲得市場認(rèn)可，為進(jìn)一步開發(fā)適銷對路的鋼鐵產(chǎn)品提供了借鑒；

（3）通過對新疆周邊中亞及俄羅斯鋼材市場市場調(diào)研分析，有針對性的研發(fā)鋼材產(chǎn)品并銷往俄羅斯，為八鋼鋼鐵產(chǎn)品進(jìn)入中亞等國外市場提供了思路，也提升了八鋼鋼鐵產(chǎn)品的競爭力。