改進(jìn)工藝操作生產(chǎn)無缺陷鋼材產(chǎn)品―含鈮鋼鑄坯的冶煉和

1、改進(jìn)工藝操作生產(chǎn)無缺陷鋼材產(chǎn)品 7DB_Z /uU                                              

2、0;                                                 

3、0;                                                 

4、0;            含鈮鋼鑄坯的冶煉和連鑄實(shí)踐 ?RS-  2008年全球含鈮鋼產(chǎn)量超過1億噸，世界各地有100多家鋼鐵廠生產(chǎn)鈮的板材、帶材和棒線材，其中一些鋼廠嚴(yán)格控制了熔煉和連鑄操作，可確保生產(chǎn)無裂縫缺陷的表面質(zhì)量優(yōu)良的方坯、板坯和異形坯等。 1gI7$y+?  比較了不同鋼廠的煉鋼和操作規(guī)程后發(fā)現(xiàn)，有些鋼廠可以穩(wěn)定地生產(chǎn)無缺陷含鈮鋼坯，而有些鋼廠卻總是遇到一些困難。一般來說，能夠穩(wěn)定生產(chǎn)無缺陷含鈮鋼坯的鋼廠在其整個產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中總體質(zhì)量評價也比較好。而哪些遇到困難的

5、鋼廠，他們通常將問題產(chǎn)生的原因歸結(jié)于高溫塑性低谷區(qū)。許多研究表明塑性低谷區(qū)是普通碳錳鋼和微合金化鋼等各種成分鋼的一種固有性質(zhì)。然而，相同成分的含鈮鋼可在其他鋼廠成功的生產(chǎn)。 F72#vS j  通常，在連鑄過程中產(chǎn)生的裂紋時煉鋼和連鑄生產(chǎn)過程中的一些不合理的操作引起的，比如殘余元素的含量、過熱度的波動、轉(zhuǎn)包溫度的分層、結(jié)晶器保護(hù)渣不匹配、拉坯速度的波動、過度二次冷卻等。國外一些鋼廠探討了減少或消除鑄坯裂紋產(chǎn)生的辦法，提高了鋼表面和內(nèi)部質(zhì)量。 u6iW1,#  降低碳含量可提高鑄坯質(zhì)量 tt(fJHY  R'c*CLaiE  結(jié)合低碳鋼低合金冶金思

6、路，采用了新冶金技術(shù)和操作可帶來可觀的成本效益。高附加值含鈮微合鋼的應(yīng)用和未來發(fā)展將在改善產(chǎn)品質(zhì)量、性能和工藝操作中發(fā)揮關(guān)鍵作用。例如，一家鋼廠成功的生產(chǎn)出S355鋼，力學(xué)性能和化學(xué)成分滿足ASTM的要求。同時，該鋼廠生產(chǎn)的低碳具有優(yōu)良的熱塑性，而且沒有出現(xiàn)連鑄缺陷或裂紋就缺陷問題。 4Yi1  如有可能強(qiáng)烈建議C質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.10%。有報道指出，降低C含量可使奧氏體更易于向鐵元素轉(zhuǎn)變，形成誘導(dǎo)鐵素體的大量形成使得熱塑性低谷區(qū)變窄，而碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)必須低于0.10%是誘發(fā)這一機(jī)制發(fā)生的條件。因此，在低于包晶區(qū)的低碳水平（質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于0.1%）下不太可能形成柱狀晶合細(xì)化鑄態(tài)晶粒尺寸。對于

7、微觀組織，這些條件將有利于縮窄塑性低估區(qū)。 44CZlpt  控制鋼水澆注溫度消除裂紋 KGt:  )x-b+SC  消除裂紋的一個有效措施是控制鋼水澆注溫度。如果鋼水過熱度太高，會造成嚴(yán)重的中心偏析，甚至還會提高發(fā)生漏鋼的概率。如果過熱度太低，又可能引起水口堵塞，甚至鋼水在中間包內(nèi)凝結(jié)，造成鋼水回爐等問題。因此在獲得良好鑄造性能、產(chǎn)量、鑄坯內(nèi)部和表面質(zhì)量之間取得平衡。連續(xù)澆鑄要求供給的鋼水溫度可保證在澆鑄周期內(nèi)順行。 <ZT C=3  消除型鋼鑄坯裂紋 <4 m99  D:Qza  某鋼廠生產(chǎn)含鈮型鋼時翼緣處出現(xiàn)裂痕問題

8、，將其歸因于含鈮鋼在750-900溫度范圍內(nèi)熱塑性降低。但是，另一家鋼廠生產(chǎn)相同的含鈮鋼結(jié)構(gòu)鋼種和異型坯尺寸卻沒有發(fā)生裂痕。 G 9Pb)  y;o -  從煉鋼、連鑄參數(shù)以及對含鈮鋼冶煉和澆鑄之間的認(rèn)識等方面，有關(guān)人員展開了以下幾個方面的冶煉和工藝操作分析：過熱度的波動；鋼包溫度不均（透氣磚的位置和數(shù)量）；異型坯裂紋和二次冷卻條件之間的關(guān)系；為避免裂紋，注重連鑄機(jī)的維護(hù)，各部分的對準(zhǔn)波動范圍為±0.2mm，采取措施調(diào)整控制偏差；根據(jù)熱塑性低谷區(qū)探求在理想的900以上進(jìn)行矯直的可行性（在850以下，也取得了一些成功的操作）；在實(shí)驗(yàn)室用金相分析異型坯的橫向截面，即測

9、量異型坯四個圓角處的奧氏體晶粒尺寸（混晶會對熱塑性產(chǎn)生不利影響）；在滿足力學(xué)要求的前提下，降低Mn含量以減少偏析；調(diào)整鋼中的S質(zhì)量分?jǐn)?shù)的上限（不超過0.015%，最好能控制在0.010%的水平）；如果碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于0.10%可適當(dāng)調(diào)整Mn含量降低鋼中的C含量，因?yàn)樾弯搹S在生產(chǎn)C質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.1%的品種時一般不會遇到裂紋問題；生產(chǎn)統(tǒng)計分析越好，越能夠降低工藝波動；有時，鋼廠在由V改用Nb時須降低拉坯速約5%，但改進(jìn)實(shí)際工藝操作后，完全可以用同一拉速；不同的鋼廠可以采用不盡相同的操作規(guī)范生產(chǎn)成分相同的品種，適合自身工藝的軋制參數(shù)（水和溫度）意味著降低成本；連鑄和軋制參數(shù)關(guān)聯(lián)到冶金質(zhì)量（異型坯裂紋、

10、化學(xué)成分偏析和力學(xué)性能的不穩(wěn)定）。 #911jyMf  ,bgk -x-  經(jīng)上述各方面的研究分析，形成了一些改進(jìn)建議，而且在采取了這些改進(jìn)建議后，生產(chǎn)出了無缺陷的含鈮S355型鋼，連續(xù)澆筑50爐含鈮S355型鋼沒有出現(xiàn)裂紋缺陷。 !<TkX/O  改進(jìn)的工藝措施如下：降低過熱度波動范圍，最高不超過20；鋼包內(nèi)鋼水溫度分層式造成過熱度波動的根本原因，因此完善了鋼包攪拌操作，使得澆鑄過程中和的溫度均勻穩(wěn)定；二次冷卻水流量減少了10%-15%，以實(shí)現(xiàn)軟冷操作。 lEl.'X$  連鑄操作和設(shè)備維護(hù)的其他注意事項(xiàng) Gd A!8  CHT

11、K.%AQH!  通過采用適當(dāng)?shù)倪B鑄操作和化學(xué)成分，完全可以生產(chǎn)出無裂紋缺陷的低碳和高碳當(dāng)量含鈮鋼坯。如果在含鈮鋼坯上（或任何其他鋼種）出現(xiàn)表面或內(nèi)部質(zhì)量問題，建議參考下面相關(guān)工藝操作和設(shè)備維護(hù)項(xiàng)目進(jìn)行檢查分析。 xc*a(v0  如果已經(jīng)采用了前面討論的成分建議和冶煉操作，但仍有鑄坯質(zhì)量的問題，那么其根本原因可能會與下面的一個或多個因素有關(guān)：（1）熱傳輸特性：結(jié)晶器保護(hù)渣的熱傳輸；結(jié)晶器液面控制性能；保護(hù)渣加入的連續(xù)性；減少二次冷卻水，確保板坯、方坯、異型坯的角部溫度在900以上。（2）連鑄機(jī)和結(jié)晶器設(shè)計：結(jié)晶器表面錐度，振痕深度和降低裂紋深度的關(guān)系。（3）預(yù)防性維護(hù)的問

12、題：冷卻頭和噴嘴（即壓力和體積的變化），水的質(zhì)量和溫度，各段對準(zhǔn)度，輥縫和磨損情況，輕壓下效果。（4）熔煉和鋼包溫度的控制：與含硫量高有關(guān)的熱塑性低谷區(qū)的問題，澆鑄中鋼包溫度分層，過熱度過高（大于20）。（5）清理誘發(fā)裂紋：非標(biāo)準(zhǔn)操作，在高碳當(dāng)量鋼中缺乏經(jīng)驗(yàn)的操作工的不當(dāng)操作誘發(fā)裂縫。 w71YA#cg  連鑄機(jī)輕壓下能力對鑄坯質(zhì)量的影響 YyYZD  MrzD ah9UG  具有輕壓下和適當(dāng)調(diào)控能力的連鑄機(jī)通常會比沒有輕壓下設(shè)備的連鑄機(jī)生產(chǎn)出更高質(zhì)量的鑄坯。輕壓下技術(shù)非常有利于提高含鈮板坯、方坯和異型坯的質(zhì)量。它是通過在鑄坯錐狀液芯處施加輕松微的壓下操作，從而達(dá)

13、到閉合凝固完結(jié)時產(chǎn)生疏松空洞的目的。 7LUXm8  實(shí)踐證明，輕壓下還有利于殘余元素的分布。輕壓下操作打斷了凝固過程中生成的枝晶“搭橋”，并最大限度地減少宏觀偏折。 <= p>0L  此外，優(yōu)化工藝參數(shù)要依據(jù)各自鋼廠的具體情況進(jìn)行，比如軋機(jī)的設(shè)計、鋼種成分和鋼的溫度控制情況等等。通常，較為重要的三個關(guān)鍵參數(shù)是拉環(huán)速度、每個輕壓點(diǎn)的壓下量、總壓下量。 F oC $X  選擇合適的冷卻速度 icBDk NO  _U &HXQ8X  鑄坯表面的冷卻速度太快（約200/min）會導(dǎo)致析出物細(xì)小，而引起熱塑性降低。在建議的矯直溫度850-900操作下，合適的冷卻速度能顯著改善熱塑性。在850時，二次冷卻速度從200/min降至100/min,降低了50%，斷面收縮率（RA）由20%-30%提高到了50%。在900時，降低同樣的冷卻速度熱塑性由25%提高到45%。 =s":Mx,o  根據(jù)實(shí)際情況實(shí)施操作 "EX)u9ze  bb>in  對