位于Duisburg—Beeckerwerth的HSM2廠是蒂森克虜伯熱軋帶鋼產(chǎn)品最主要的生產(chǎn)基地。該廠軋機可以生產(chǎn)厚度為1.5mm—25.4mm,寬度達(dá)2030mm的熱軋高強耐磨鋼板,年產(chǎn)能約為500萬噸。產(chǎn)品主要面向汽車行業(yè),占到其65%的銷售份額。其余大多數(shù)產(chǎn)品主要為管道件,其生產(chǎn)厚度最大可達(dá)25.4mm,質(zhì)量符合X80級別。
強化提升技術(shù)工藝
Beeckerwerth廠于1964年3月開始投產(chǎn)運營。為實現(xiàn)公司未來長遠(yuǎn)發(fā)展,滿足現(xiàn)代化需求,長期以來蒂森克虜伯通過多次大力投資,對熱軋帶鋼軋機不斷進(jìn)行升級。蒂森克虜伯正在加大對高強材料技術(shù)的研究,例如新開發(fā)的切頭飛剪,其具有更強的主驅(qū)動設(shè)備、改進(jìn)的急速冷卻系統(tǒng)和極強的地下卷取機,能夠生產(chǎn)厚度達(dá)25.4mm的貝氏體鋼。蒂森克虜伯在2014年為精軋機和線圈輸送機安裝新的導(dǎo)衛(wèi)裝置箱體,有利于進(jìn)一步發(fā)展高強耐磨鋼板。
兩個成功范例
Perform700(S700MC)是一種專門研發(fā)的冷成形材料,特別適用于制造商用車和移動式起重機的輕量化結(jié)構(gòu)件,這些機械構(gòu)件要求能夠承受由于巨大負(fù)載、特別是行駛在不平坦路面而產(chǎn)生的極端應(yīng)力和應(yīng)變。
該材料可用于制造車架、車橋、橫梁或縱梁,在降低車輛總重量的基礎(chǔ)上,不影響其有效載荷。由于帶鋼表面的特殊要求,Perform鋼只能特定在熱軋階段生產(chǎn)。通過急速冷卻工藝可有效控制貝氏體形成和沉淀過程,這在獲得最佳工藝條件中起到?jīng)Q定性作用。在該條件下,可以獲得無應(yīng)力材料,得到所需產(chǎn)品性能,從而無需進(jìn)一步熱處理。
同時,通過優(yōu)化工藝,熱軋后無需進(jìn)行熱處理加工的尺寸范圍已顯著提升。事實上,試驗表明未來產(chǎn)品尺寸提升還擁有較大的空間,因此蒂森克虜伯下一步計劃開發(fā)10mm×1850mm規(guī)格的產(chǎn)品。
另一個成功開發(fā)案例是X70級鋼(L485MB),其厚度達(dá)25.4mm。除了規(guī)范強度和韌性等常規(guī)性能外,還對具有很大挑戰(zhàn)的-20℃下DWTT試驗做了特別要求,同時還予以考慮其他一些典型特征,如包辛格效應(yīng)和各向異性等現(xiàn)象。試驗通過對化學(xué)成分和工藝參數(shù)的綜合優(yōu)化,其產(chǎn)品性能能夠滿足上述所有要求。
在生產(chǎn)符合DWTT要求的25mm管線鋼時,以下關(guān)鍵點需要在優(yōu)化生產(chǎn)工藝時特別關(guān)注:板坯出爐溫度、中間坯厚度、粗軋機每道次厚度壓下量和相應(yīng)的擺動時間(非常窄的工藝窗口)、精軋機負(fù)荷分配、精軋機出口溫度(很窄的工藝窗口)、基于急速冷卻的冷卻方式(貝氏體形成)、卷取溫度(很窄的工藝窗口)。通過對比不同的冷卻方式,當(dāng)冷卻速率達(dá)到10K/s可以抑制珠光體的形成,并且保證在整個鋼帶厚度方向上形成幾乎均勻分布的細(xì)小貝氏體或者針狀鐵素體。