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Q235板坯表面縱向裂紋控制工藝實踐

Q235板坯表面縱裂控制工藝實踐 

福建三寶鋼鐵有限公司于2021年開始籌建一條年產可達200萬噸的耐腐蝕熱軋卷板生產線,經過緊張的籌建工作,板坯連鑄于2024年6月5日熱試成功,拉開了福建三寶鋼鐵帶鋼生產的序幕。

作為上游工序的板坯連鑄,能否生產出高質量的鑄坯,是該生產線能否成功投入的先決條件,產品主要以Q235、Q195等鋼種為主,Q235是典型的包晶鋼,在投產之初板坯表面出現嚴重縱裂,在有意避開包晶敏感區之后,此類裂紋依然存在,說明裂紋的產生不僅僅是包晶反應的影響,還有其他重要的影響因素存在,三寶鋼鐵針對可能的影響因素逐個改善,最終將縱裂問題徹底解決。板坯連鑄的連鑄機主要工藝參數如表1所示。

縱裂產生原因分析
包晶鋼板坯表面縱裂紋起源于彎月面區坯殼生長厚度不均勻,在坯殼薄弱點萌生裂紋,產生裂紋主要有以下兩個方面的原因:
鋼的裂紋敏感性:
在包晶反應時,新固相依附在舊固相上形核并逐漸長大,隨著新固相的形成和長大兩個作用相的接觸即被隔離。在這種情況下為使包晶反應繼續進行,必須有大量的原子離開舊固相向液相做長距離擴散,同時有大量的原子離開液相穿過新固相長距離擴散,然后才能使新固相向兩旁逐漸長大。由于在固相物質中的擴散過程比較困難,包晶轉變的進行速度極為緩慢,因而在實際的合金結晶過程中,包晶反應經常不能進行完全,在結晶終了時將獲得含有δ相的非平衡組織,增加鋼的裂紋敏感性。
應力作用:
結晶器形成的初生凝固坯殼受到以下應力作用:結晶器同一水平位置凝固殼厚度不均勻,導致不均勻收縮而產生的收縮應力;坯殼收縮由鋼水靜壓力產生的鼓脹應力;板坯寬面收縮受窄面約束產生的彎曲應力;包晶反應收縮量大(0.38%),導致產生局部氣隙,局部“熱點”處于裂紋敏感區。鑄坯表面縱裂如圖1所示。
表面縱裂控制工藝實踐
轉爐成分控制:
控制鋼中含碳量。當鋼中含碳量為0.10%~0.14%時,是發生包晶反應時產生表面縱裂紋的敏感區,因此,在生產過程中將轉爐碳由原來的0.12%~0.20%縮小至0.15%~0.19%,有效避開裂紋敏感區;
提高錳硫比。硫在鋼中是易偏析元素,由于硫在鋼中的宏觀偏析,降低了鋼的零塑性溫度及比表面能,析出物與機體的結合力因硫的偏析而下降,促進了晶界滑移,晶界的應力集中使得硫與晶界間形成孔隙,導致更大的應力集中,擴展成為晶界裂紋,最終導致裂紋的形成。隨著鋼中硫含量的升高,發生縱裂紋的概率增加。因此,在生產過程中,盡可能控制鋼水硫<0.020%,以降低縱裂紋的出現。
由于目前沒有KR、LF等脫硫設備,成品硫無法完全控制在0.020%以內,只能通過控制錳硫比來降低硫的影響。當鋼中的錳硫比較高時,有利于提高硫化錳在晶界和機體上呈粒狀分布,從而提高鋼的高溫性能。在生產過程中,控制錳硫比>20以降低鑄坯縱裂指數。
結晶器錐度調整:
結晶器保持合理的錐度對鑄坯的溫度分布至關重要,錐度過大或過小,都不利于鑄坯表面溫度的均勻分布,錐度過大在拉速波動時容易導致鑄坯出現重接現象。在生產之初,根據外廠經驗將結晶器錐度設定為4.0(180mm×870mm斷面),鑄坯寬面出現嚴重縱裂,當拉速在短時間內波動超過0.2m/min時,鑄坯也出現明顯的重接痕跡。根據鑄坯實際情況,將錐度調整至3.6~3.8,鑄坯裂紋深度由最深10mm降低至2mm,沒有批量出現縱裂現象,鑄坯縱裂得到有效控制。
結晶器冷卻強度調整:
結晶器內的冷卻傳熱極為復雜,為保證鑄坯在出結晶器下口時有足夠的坯殼厚度,結晶器應適當增大冷卻強度。但若水量太大,會使坯殼與結晶器熱面氣隙過早形成,降低傳熱效果,反而會使坯殼變薄,形成裂紋。因此,針對包晶鋼的特性,結晶器內冷卻應采用弱冷,在保證安全的前提下,將原來的結晶器寬面冷卻水流量由130m3/h降至110m3/h,窄面冷卻水流量為20m3/h,控制寬面與窄面熱流密度比約為0.9,此時鑄坯縱裂指數最低。經過調整,鑄坯表面細長縱裂紋明顯減少。
冷卻水水質控制:
板坯生產過程中,結晶器水、二冷水不僅需要達到固定的壓力、流量,同時對水質也有較高的要求。當水中濁度達到70mg/l時,其冷卻效果就會大大降低,水中的懸浮物及部分鹽類會附著在結晶器銅壁及堵塞二冷噴嘴,導致潤滑不均勻,從而在結晶器內產生裂紋,并在二冷區生長擴大,最終導致板坯表面縱裂紋等缺陷。因此,通過對結晶器水及二冷水經常進行置換,必要時添加化學藥劑,保持循環水濁度小于30mg/l,確保供水水質達到冷卻要求。
二冷水控制:
鑄坯縱裂紋在結晶器內產生,在二冷室內擴大、延伸,如果二冷水配比不合適,在結晶器內產生的細小裂紋就會發展成為較大的縱裂紋,甚至產生漏鋼。因此,摸索適合于當前拉速的二冷水配比也是至關重要的工作,經過多次試驗,最終確定較優的二冷水配比,如表2所示:
另外,在生產過程中需保證冷卻水的穩定:一方面,當拉速變化時,冷卻水流量要根據相應拉速迅速做出調整;另一方面,由于生產過程中拉速不可避免會有小范圍非人為調整的波動,一般在±0.02m/min以內,此時的冷卻水流量需保持穩定,避免冷卻不均造成裂紋的生長。
實踐結果
經過轉爐冶煉工藝、結晶器錐度、結晶器冷卻水、二次冷卻水以及保護渣等多方面進行改進優化,鑄坯縱裂紋得到有效控制,因縱裂造成不合格數量逐月遞減,目前已基本消除。

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2019年12月11日 8:27 [湖北省襄州区网友]

像您的文章写的这么专业的,真的不多,学习中......

2019年12月11日 8:18 [黑龙江省呼玛县网友]

25*2.5 可以生产吗?

2019年12月11日 8:06 梦迷离 [广东省市辖区网友]

请问怎么问你们定购钢管?

2019年12月11日 7:52 追梦魂 [云南省勐海县网友]

SAE 1010 你们可以做的吧?具体报价 发我邮箱 1385126984@vip.163.com

2019年12月11日 6:06 [黑龙江省道里区网友]

微信公众号 steeltuber 是你们的吧?

2019年12月11日 4:38 浮光掠影 [山西省盂县网友]

DIN1629 这个标准的钢管你们可不可以做?如果可以 加我QQ46846456 谢谢。

2019年12月11日 1:30

你好,请问 现在10*1什么价格?

2019年12月11日 1:12 假面人 [新疆维吾尔自治区阿合奇县网友]

你好,请问现在8*1什么价格?

2019年12月10日 23:44

你好你们厂8*1有现货吗?

2019年12月10日 23:19 追梦魂 [贵州省汇川区网友]

你好,请问你们厂现在12*1的钢管什么价格?10#钢的。

2019年12月10日 21:19 沃飞客服 [四川省市中区网友]

这篇文章写的很到位,专业知识分析的很透彻,正在研读中......

2019年12月10日 21:11 巫云 [福建省霞浦县网友]

别的不多说,真的很专业。

2019年12月10日 19:42 [广东省海珠区网友]

这方面的技术 要学习学的。

2019年12月10日 19:25 旧伤疤 [辽宁省兴城市网友]

中国的钢厂真多,但是很多技术还是不如国外的。.

2019年12月10日 18:59 小神灯 [江苏省江宁区网友]

这篇文章我在某微信公众号面也看到了,原来你是原创呀!

2019年12月10日 18:53 两颗心 [山西省昔阳县网友]

预付款要多少?

2019年12月10日 18:31 归去如风 [新疆维吾尔自治区塔什库尔干塔吉克自治县网友]

有世界钢号对照表吗?发一个给我,我的QQ邮箱是:15563456@qq.com

2019年12月10日 17:48 [山东省东营区网友]

45# 钢 可以生产不?

2019年12月10日 17:08 黠心明 [内蒙古自治区市辖区网友]

您手机号是多少?有个问题想请教。

2019年12月10日 17:01 [山东省招远市网友]

这篇文章专业的。

2019年12月10日 16:54 [陕西省吴堡县网友]

精密钢管,就是要做的精密,性能要达标,您的文章中写的很有道理。

2019年12月10日 16:41 [黑龙江省绥棱县网友]

收藏!

2019年12月10日 14:59 爆笑家族 [陕西省汉阴县网友]

专业!

2019年12月10日 14:36 [云南省临沧市网友]

钢材技术全面的。

2019年12月10日 14:34 深沉者 [辽宁省太平区网友]

您的这篇文章解决了我的技术问题,谢谢了!

2019年12月10日 13:56 雄才大略 [吉林省安图县网友]

钢铁的知识真是渊博呀!

2019年12月10日 13:45 不见死生契阔 [广东省市辖区网友]

看到您的这个博客,我算知道了,什么叫专业。

2019年12月10日 13:21 一份心情 [四川省市辖区网友]

你们的钢管怎么卖

2019年12月10日 12:06 [四川省阿坝藏族羌族自治州网友]

我也是做精密管的厂家,向您学习,学习您的专业知识。

2019年12月10日 11:24 笠蓑湿

35# 钢可以生产?

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