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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(chǎn)可達(dá)200萬噸的耐腐蝕熱軋卷板生產(chǎn)線,經(jīng)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(chǎn)的序幕。

作為上游工序的板坯連鑄,能否生產(chǎn)出高質(zhì)量的鑄坯,是該生產(chǎn)線能否成功投入的先決條件,產(chǎn)品主要以Q235、Q195等鋼種為主,Q235是典型的包晶鋼,在投產(chǎn)之初板坯表面出現(xiàn)嚴(yán)重縱裂,在有意避開包晶敏感區(qū)之后,此類裂紋依然存在,說明裂紋的產(chǎn)生不僅僅是包晶反應(yīng)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(jī)主要工藝參數(shù)如表1所示。

縱裂產(chǎn)生原因分析
包晶鋼板坯表面縱裂紋起源于彎月面區(qū)坯殼生長厚度不均勻,在坯殼薄弱點萌生裂紋,產(chǎn)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(yīng)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(yīng)繼續(xù)進(jìn)行,必須有大量的原子離開舊固相向液相做長距離擴(kuò)散,同時有大量的原子離開液相穿過新固相長距離擴(kuò)散,然后才能使新固相向兩旁逐漸長大。由于在固相物質(zhì)中的擴(kuò)散過程比較困難,包晶轉(zhuǎn)變的進(jìn)行速度極為緩慢,因而在實際的合金結(jié)晶過程中,包晶反應(yīng)經(jīng)常不能進(jìn)行完全,在結(jié)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(yīng)力作用:
結(jié)晶器形成的初生凝固坯殼受到以下應(yīng)力作用:結(jié)晶器同一水平位置凝固殼厚度不均勻,導(dǎo)致不均勻收縮而產(chǎn)生的收縮應(yīng)力;坯殼收縮由鋼水靜壓力產(chǎn)生的鼓脹應(yīng)力;板坯寬面收縮受窄面約束產(chǎn)生的彎曲應(yīng)力;包晶反應(yīng)收縮量大(0.38%),導(dǎo)致產(chǎn)生局部氣隙,局部“熱點”處于裂紋敏感區(qū)。鑄坯表面縱裂如圖1所示。
表面縱裂控制工藝實踐
轉(zhuǎn)爐成分控制:
控制鋼中含碳量。當(dāng)鋼中含碳量為0.10%~0.14%時,是發(fā)生包晶反應(yīng)時產(chǎn)生表面縱裂紋的敏感區(qū),因此,在生產(chǎn)過程中將轉(zhuǎn)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(qū);
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(jī)體的結(jié)合力因硫的偏析而下降,促進(jìn)了晶界滑移,晶界的應(yīng)力集中使得硫與晶界間形成孔隙,導(dǎo)致更大的應(yīng)力集中,擴(kuò)展成為晶界裂紋,最終導(dǎo)致裂紋的形成。隨著鋼中硫含量的升高,發(fā)生縱裂紋的概率增加。因此,在生產(chǎn)過程中,盡可能控制鋼水硫<0.020%,以降低縱裂紋的出現(xiàn)。
由于目前沒有KR、LF等脫硫設(shè)備,成品硫無法完全控制在0.020%以內(nèi),只能通過控制錳硫比來降低硫的影響。當(dāng)鋼中的錳硫比較高時,有利于提高硫化錳在晶界和機(jī)體上呈粒狀分布,從而提高鋼的高溫性能。在生產(chǎn)過程中,控制錳硫比>20以降低鑄坯縱裂指數(shù)。
結(jié)晶器錐度調(diào)整:
結(jié)晶器保持合理的錐度對鑄坯的溫度分布至關(guān)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(dǎo)致鑄坯出現(xiàn)重接現(xiàn)象。在生產(chǎn)之初,根據(jù)外廠經(jīng)驗將結(jié)晶器錐度設(shè)定為4.0(180mm×870mm斷面),鑄坯寬面出現(xiàn)嚴(yán)重縱裂,當(dāng)拉速在短時間內(nèi)波動超過0.2m/min時,鑄坯也出現(xiàn)明顯的重接痕跡。根據(jù)鑄坯實際情況,將錐度調(diào)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(xiàn)縱裂現(xiàn)象,鑄坯縱裂得到有效控制。
結(jié)晶器冷卻強(qiáng)度調(diào)整:
結(jié)晶器內(nèi)的冷卻傳熱極為復(fù)雜,為保證鑄坯在出結(jié)晶器下口時有足夠的坯殼厚度,結(jié)晶器應(yīng)適當(dāng)增大冷卻強(qiáng)度。但若水量太大,會使坯殼與結(jié)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(jié)晶器內(nèi)冷卻應(yīng)采用弱冷,在保證安全的前提下,將原來的結(jié)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(shù)最低。經(jīng)過調(diào)整,鑄坯表面細(xì)長縱裂紋明顯減少。
冷卻水水質(zhì)控制:
板坯生產(chǎn)過程中,結(jié)晶器水、二冷水不僅需要達(dá)到固定的壓力、流量,同時對水質(zhì)也有較高的要求。當(dāng)水中濁度達(dá)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(jié)晶器銅壁及堵塞二冷噴嘴,導(dǎo)致潤滑不均勻,從而在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生裂紋,并在二冷區(qū)生長擴(kuò)大,最終導(dǎo)致板坯表面縱裂紋等缺陷。因此,通過對結(jié)晶器水及二冷水經(jīng)常進(jìn)行置換,必要時添加化學(xué)藥劑,保持循環(huán)水濁度小于30mg/l,確保供水水質(zhì)達(dá)到冷卻要求。
二冷水控制:
鑄坯縱裂紋在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生,在二冷室內(nèi)擴(kuò)大、延伸,如果二冷水配比不合適,在結(jié)晶器內(nèi)產(chǎn)生的細(xì)小裂紋就會發(fā)展成為較大的縱裂紋,甚至產(chǎn)生漏鋼。因此,摸索適合于當(dāng)前拉速的二冷水配比也是至關(guān)重要的工作,經(jīng)過多次試驗,最終確定較優(yōu)的二冷水配比,如表2所示:
另外,在生產(chǎn)過程中需保證冷卻水的穩(wěn)定:一方面,當(dāng)拉速變化時,冷卻水流量要根據(jù)相應(yīng)拉速迅速做出調(diào)整;另一方面,由于生產(chǎn)過程中拉速不可避免會有小范圍非人為調(diào)整的波動,一般在±0.02m/min以內(nèi),此時的冷卻水流量需保持穩(wěn)定,避免冷卻不均造成裂紋的生長。
實踐結(jié)果
經(jīng)過轉(zhuǎn)爐冶煉工藝、結(jié)晶器錐度、結(jié)晶器冷卻水、二次冷卻水以及保護(hù)渣等多方面進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化,鑄坯縱裂紋得到有效控制,因縱裂造成不合格數(shù)量逐月遞減,目前已基本消除。

(本平臺"常州精密鋼管博客網(wǎng)"的部分圖文來自網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載,轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多技術(shù)信息。我們尊重原創(chuàng),版權(quán)歸原作者所有,若未能找到作者和出處望請諒解,敬請聯(lián)系主編微信號:steel_tube,進(jìn)行刪除或付稿費,多謝!)
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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 [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 [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 [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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