“分段冷却”工艺对C-Mn钢中板带状组织的影响

　　1 前言

　　在普通C-Mn钢中厚板热轧生产中，由于连铸坯中存在Mn的枝晶偏析和中心偏析，因此极易产生带状组织。其对板材性能的影响一直成为困扰中厚板生产的重要问题。为此，对在奥氏体低温区通过形变诱导铁素体相变(DIFT)和动态再结晶来细化晶粒[1-3]，并采用控制冷却生产超级钢的工艺进行了广泛研究。但这种强烈塑性变形的应变值较大，在生产设备能力有限的情况下应用会受到限制，在所生产的C-Mn钢中，仅靠控制轧制工艺也不能很好地解决带状组织问题。

　　目前，针对开冷温度、终冷温度和冷却速度对钢板带状组织的影响问题已进行了较深入的研究[4-8]，但在实际生产过程中，为保证对冷却参数的控制精度，自动控制冷却系统经常采用分段式的冷却方式，即将冷却区分为前、后两段，轧后钢板先进人控冷区前段冷却，然后空冷一段时间，再进入后段冷却区水冷至终冷温度。这种冷却方式使钢板通过变化的冷却强度进行冷却，对钢板的相变过程影响较复杂，无法采用文献[4，6]所确定的冷却速度计算公式得到较优的控制带状组织的冷却参数。故需对控制冷却过程中分段冷却方式对钢板组织的影响进行研究。本文结合鞍钢集团公司中板厂的生产实际情况，研究了在相同的轧制条件下，不同的冷却方式对钢板带状组织的影响，为生产工艺的制定提供依据。

　　2试验材料和试验方法

　　2.1试验材料及轧制工艺

　　试验坯料为230mm×1550mm×1500mm连铸坯，在二辊一四辊中板轧机上进行轧制，成品厚度为12mm。其化学成分如表1所示。

　　常温下的带状组织分为2种：一是铁素体和珠光体的分层组织;二是含锰钢中锰与硫形成的MnS夹杂物在轧制时沿轧向延伸形成的带状组织[8]。国家标准(GB/T 13299—91)规定了第1种带状组织的分级标准，共分6个级别，5级为最严重，本文主要对珠光体带状组织进行研究。

　　考虑到成分相似，文献[9]根据热模拟试验结果认为，合适的再结晶控轧温度在920℃以上，最好在960℃以上结束再结晶轧制过程;未再结晶控制轧制应在850℃到Ar3之间进行。根据现场生产设备的能力，不适合采用未再结晶区大压下后加速冷却的工艺。考虑到鞍钢中板厂轧机能力及设备布置为二辊一四辊纵列式，为了不影响轧机的产量，拟采用两阶段再结晶区轧制。轧件通过二辊轧机经高温再结晶区轧制后，在传送辊道摆动进行冷却。为此，确定试验工艺：钢坯加热温度(炉气温度)为1250℃，均热段温度(炉气温度)为1200 oC，均热时间为180min;粗轧温度为1100～1050℃，道次压下率大于8%;轧件在传送辊道上摆动降温，待温钢板厚度为30mm;四辊轧机的开轧温度控制在(950±10)oC，后两道次在未结晶区轧制，终轧温度控制在(830±10)℃，平均压下率大于7%，总压下率为60%。