以热代冷汽车板开发实践.docVIP

以热代冷汽车板开发实践 【摘 要】薄板坯连铸连轧以短流程工艺、薄规格产品著称，在冶金工业节能降耗、提高附加值的发展趋势下，开发以热代冷新产品，进一步开发产品的新市场非常必要。通过对唐钢FTSR生产线产品的性能和表面质量测试，与工业标准进行了对比分析。根据结果，通过控制成分、轧制工艺、退火工艺、数值模拟，对新产品进行测试。结果说明：通过调整成分和优化工艺，热轧板的成形性能良好，可以代替一部分冷轧产品。为薄板坯连铸连轧以热代冷新产品的开发提供了理论和实验基础。 【关键词】薄板坯连铸连轧 以热代冷 汽车内板 产品开发 1.序言 薄板坯连铸连轧是继氧气转炉炼钢及连续铸钢之后，又一重大的钢铁工业的技术革命，是低耗高效、结构紧凑的短流程工艺技术，被誉为钢铁工业的“第三次技术革命”[1]。自1989年第一条薄板坯连铸连轧生产线在美国Nucor问世以来，获得了迅速的发展，目前全世界已有几十条生产线开始运转，我国薄板坯连铸连轧技术虽起步较晚，但发展很快，目前我国已有十几条薄板坯连铸连轧生产线投入生产。 与传统连铸相比，薄板坯连铸在铸坯厚度、浇铸速度、铸态组织、在线连轧等方面都发生了很大变化，既具有生产线短、能耗低、冷却强度大、凝固组织细小致密、中心偏析小、头尾温差小等优点，也具有表面质量不高、晶粒细小、强度较高、硬度较大、并且强度波动值较大、碳（/氮）化物析出对冷轧及镀锌产品的n、r值影响较大，产品适应范围较小等缺点。因此在利用薄板坯连铸连轧开发新品种时，不能完全照搬传统的连铸工艺技术，必须深入研究薄板坯连铸工艺的冶金特征，并根据其特点采取有针对性的技术措施，建立适合于薄板坯连铸连轧流程的优化产品体系，形成与传统流程的合理分工，方可生产出适合其工艺特点、满足不同使用要求的新产品,提高与传统流程的竞争能力[2]。 薄规格、以热代冷是薄板坯连铸连轧产品的发展方向之一[2]。因为常规的热轧带钢工艺不适合生产超薄规格的产品，而薄板坯连铸工艺是更适合生产超薄规格产品的。据报导在国外市场上同等规格的热轧带钢每吨价格比冷轧带钢低100～200美元，这对用户有很大的吸引力，目前许多薄板坯连铸连轧厂家都努力多生产薄规格产品[2]。薄规格热轧板可通过“以热代冷”替代冷轧板[2], 减少冷轧工序的建设投资、能源消耗、环境污染。通过“以薄代厚”，减小热轧钢材的消耗，因此薄规格热轧板是“资源节约型”、“环境友好型”的新材料。研究表明，世界范围内约25%的冷轧薄板可用薄规格热轧板替代，可见薄规格热轧板具有广阔的应用前景，经济效益和社会效益非常显著。 本项目利用实验室连铸连轧设备、各种性能检测设施及计算机数值模拟等方法进行了汽车内板以热代冷产品的系统开发实践：首先对唐钢生产的薄板坯热轧相关产品进行了系统的性能测试和表面质量评价，其结果与目前应用于汽车内板的工业标准进行了对比分析；根据分析结果，分别通过成分控制、轧制工艺制度控制、直接退火工艺研究、计算机数值模拟等分析方法，进行了全方位的产品开发和测试，获得了系列有价值的研究、测试结果，为以热代冷新产品的开发提供了理论基础和实验依据。 2.薄板坯热轧产品性能测试及对比分析 为了研究开发“以热代冷”热轧产品，在唐钢FTSR薄板坯连铸连轧生产线上进行了薄规格热轧带钢的试验性研究，针对汽车内板的工业标准，对带钢的性能、组织进行了系统的测试和分析。 试验材料取自唐钢FTSR薄板坯连铸连轧生产线生产的薄低碳钢板，厚度分别为1.5mm和2.0mm，经金相观察和晶粒度测定，显示其组织中均以铁素体为主，有少量的珠光体零星分布在晶界处。其中1.5mm热轧薄带的晶粒度级别约为10.5级，晶粒较为细小；而2.0mm的热轧薄带晶粒度为8.98级，较粗大。 织构检测结果表明，经薄板坯连铸连轧得到的热轧薄板，虽然未获得有利的织构取向，但各方向的织构强度都较弱。 对两个热轧薄带钢中的析出物利用透射电子显微镜进行观察、测试及能谱分析，表明所有样品中均没发现AlN，各试样中的第二相全部是Mn\Cu类硫化物。根据文献报道[1]，AlN的析出可以在冷轧后的退火过程中促进有利的{111}织构的形成，在本实验的组织观察中未检测出有AlN颗粒，与上文中未形成有利的织构相对应。 拉伸性能的测试结果见表1所示。1.5mm实验钢的屈服强度和抗拉强度较高，与该样品的晶粒细小相对应；2#实验钢的晶粒较大，其强度指标也相对较低。 表1 拉伸实验结果 试样编号 ReL,MPa Rm,MPa A80,％ n r 1.5mm 270 365 37.5 0.21 1.15 2.0mm 225 310 35.5 0.165 1.2 由于两个试验钢中都没有较强的有利的热轧织构，因此与冷轧产品相比，试验钢的r值相对较低，但两种试验钢中的各强度指标都达到或超过了工业用简单冷轧冲压件