冶煉和澆鑄特性對(duì)含鈮鋼坯熱塑性的影響

1、冶煉和澆鑄特性對(duì)含鈮鋼坯熱塑性的影響冶煉和澆鑄特性對(duì)含鈮鋼坯熱塑性的影響比較各廠煉鋼方法表明，一些廠穩(wěn)定地生產(chǎn)無缺陷板坯、型坯和梁坯，同時(shí)另一些廠遇到一定困難。通常工廠穩(wěn)定地澆鑄微合金鋼的無缺陷鑄坯具有高質(zhì)量表面，基本上能固定生產(chǎn)具有高質(zhì)量的整個(gè)產(chǎn)品品種。遇到問題的工廠，塑性下降是主要原因之一。大量文獻(xiàn)報(bào)道，普通碳素錳鋼和微合金鋼的塑性下降，是含各種化學(xué)成分牌號(hào)固有的。然而許多工廠順利地生產(chǎn)了那些含鈮的牌號(hào)。澆鑄時(shí)常常出現(xiàn)裂紋，與冶煉和

2、澆鑄工藝、雜質(zhì)含量、過熱值超過液相線的波動(dòng)、鋼包溫度不均勻的分布、鑄速降低、過度的二冷等有關(guān)。本文研究的主要目的：排除這些原因有助于降低或消除裂紋的形成，改善整個(gè)產(chǎn)品品種的表面質(zhì)量和顯微組織。1、煉鋼生產(chǎn)和工藝狀況為獲得低雜質(zhì)含量的高質(zhì)量鋼必須采用各種控制雜質(zhì)含量的方法，因?yàn)樵谝睙捄途珶捚诿摮s質(zhì)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)和熱力學(xué)不同，有時(shí)可能與根本任務(wù)相矛盾。冶金工作者開始生產(chǎn)微合金化的復(fù)雜牌號(hào)時(shí)會(huì)含高的雜質(zhì)含量，從而導(dǎo)致出現(xiàn)裂紋、表面質(zhì)量低和偏析

3、。生產(chǎn)具有附加值的高質(zhì)量鋼材時(shí)雜質(zhì)含量應(yīng)該符合下列標(biāo)準(zhǔn)：◆磷：0.015%最大值；◆硫：0.010%0.015%非重要用途；0.005%0.010%調(diào)整夾雜物形狀用鈣處理，重要用途；◆氧：15‰最大值；◆氫：2‰重要用途；◆氮：盡可能更低水平（氧氣轉(zhuǎn)爐5‰，電弧爐6‰）。2、殘余元素對(duì)可澆性和熱塑性的影響作為解決含鈮鋼鑄坯表面質(zhì)量問題方法的第一步推薦用鈣進(jìn)行處理并降低硫含量到0.02%0.010%。用鈣處理不能保證沒有缺陷，但極大提高了

4、表面質(zhì)量和內(nèi)部純度的概率。硫含量必須保證在相當(dāng)?shù)偷乃?，以便降低沿奧氏體晶界析出有害細(xì)彌散硫化物的趨勢(shì)。用鈣處理保證球化硫化錳夾雜物和提高凝固坯經(jīng)過鑄機(jī)矯直區(qū)段時(shí)的韌性。通常認(rèn)為，氮對(duì)含鋁鋼和微合金鋼的塑性有不利影響。為避免橫向裂紋，氮含量水平應(yīng)盡可能低。在一些情況下加入鈦對(duì)熱塑性有不良影響。但是，如果對(duì)低氮含量（0.005%N）碳錳鋼加鈦，在低速冷卻時(shí)可以提高熱塑性。通常Ti：N=4.5：1.0時(shí)達(dá)到更好的塑性。針對(duì)電爐煉鋼生產(chǎn)特有的

5、高氮含量（0.010%N）鋼，推薦降低鈦含量（0.01%），以便減少含鈦微粒數(shù)量。此外，必須降低溶解鋁含量，以便抑制剩余氮形成一氮化鋁。至于CMnNbAl類鋼，那么此處關(guān)于鈦的那些推薦有用。通常這些鋼中有鈮和鋁對(duì)塑性下降影響弱小，因?yàn)檫@些元素會(huì)增大含鈦微粒。一旦鈦與氮化合，剩下的氮會(huì)產(chǎn)生良好影響，因?yàn)楦叩牡看龠M(jìn)高溫下兩相的析出。通常在廢鋼中的殘余銅含量不應(yīng)超過0.15‰，銅雜質(zhì)會(huì)惡化表面質(zhì)量并促進(jìn)形成橫向裂紋。錫產(chǎn)生和銅一樣的影響。

6、盡管銅對(duì)熱塑性產(chǎn)生有害影響，可以用小濃度的鎳（目標(biāo)比Ni：Cu為1.52.0）來彌補(bǔ)。磷，在碳含量小于0.25%條件下，溫度7001200℃范圍中能改善連鑄坯的熱塑性。完成這點(diǎn)，偏析將會(huì)降低。盡管不大的磷添加物會(huì)改善CMn和CMnAlNb鋼的熱塑性，但因這種是形成裂紋的原因就不推薦采用這種工藝。3、控制氮含量提高抗裂性研究表明鋁脫氧鋼的氮含量越低，板坯表面質(zhì)量橫向裂紋指標(biāo)越低。為使板坯連鑄機(jī)熱塑性研究結(jié)果將與連鑄機(jī)澆鑄時(shí)能對(duì)應(yīng)力、裂紋產(chǎn)

7、生和擴(kuò)展產(chǎn)生影響的許多關(guān)鍵操作參數(shù)對(duì)比。工作參數(shù)將由工廠與試樣一起提供。以試驗(yàn)為根據(jù)，將考慮連鑄機(jī)的以下參數(shù)：在結(jié)晶器中的熱交換；結(jié)晶器的振動(dòng)頻率和行程；二冷區(qū)的水耗量和分布；取決于碳當(dāng)量的鑄速；是否有輕壓下；設(shè)置連鑄機(jī)扇形段和結(jié)構(gòu)（即冶金長(zhǎng)度和彎曲半徑）。一些生產(chǎn)廠澆鑄含鈮鋼時(shí)（即型坯、板坯或接近規(guī)定形狀的梁坯）遇到問題，盡管存在影響鑄坯表面和組織質(zhì)量的許多工藝參數(shù)，還是認(rèn)為塑性下降是出現(xiàn)裂紋的主要原因?？刂茲茶T鋼水溫度和降低連鑄機(jī)二

8、冷區(qū)冷卻速度是防止裂紋的兩個(gè)最有效方法。對(duì)高質(zhì)量鋼需限制進(jìn)入連鑄機(jī)的鋼水溫度。例如，如果鋼水的過熱度太高，那么這對(duì)中心偏析有不良影響，拉漏概率將更高。如果過熱度太低，可能在中間包產(chǎn)生澆鑄水口堵塞和鋼水凝固的問題，然后整爐鋼水需要回爐。因此在保證良好的可澆性和合格產(chǎn)量的條件下，在各種條件之間必須找到一個(gè)折中。連鑄要求在整個(gè)工序過程供給的鋼水具有合適的溫度。8、分析情況——解決梁坯裂紋形成的問題工廠生產(chǎn)含鈮鋼梁坯遇到架子出現(xiàn)裂紋的問題，這個(gè)

9、問題和在溫度750900℃時(shí)含鈮鋼的塑性低有關(guān)。但是另一工廠生產(chǎn)同類規(guī)格和同類牌號(hào)結(jié)構(gòu)鋼的鑄坯無此缺陷。根據(jù)冶煉和澆鑄時(shí)鈮的特性知識(shí)，開始綜合研究分析冶煉和澆鑄的以下參數(shù)：1）穩(wěn)定過熱度在液相線之上。2）鋼包溫降（透氣磚的位置和數(shù)量）。3）梁坯裂紋和二冷區(qū)狀況比。4）不允許裂紋進(jìn)行計(jì)劃維修的重要性。扇形段應(yīng)設(shè)置偏差0.2mm。使用期限滿后必須進(jìn)行測(cè)量以查明偏差。5）在理想條件下應(yīng)研究溫度高于900℃時(shí)矯正的可能性。（一些作業(yè)可以在溫度高

10、于850℃條件下進(jìn)行）。6）在實(shí)驗(yàn)室金相分析梁坯試樣橫斷面。用4個(gè)扇形件測(cè)量奧氏體晶粒度。（粒徑不等對(duì)熱塑性有不利影響）。7）降低錳含量避免偏析并保持力學(xué)性能水平。8）重新修訂生產(chǎn)梁坯用牌號(hào)的極限硫含量標(biāo)準(zhǔn)（不超過0.015%，而理想是0.010%）。9）如果碳含量超過0.10%，必須修改錳的水平，以彌補(bǔ)碳含量的提高。工廠生產(chǎn)含0.1%碳的梁坯，沒有裂紋問題。10）為穩(wěn)定工藝過程的參數(shù)必須改善統(tǒng)計(jì)控制。11）有時(shí)工廠從釩改為鈮需要降低鑄

11、速約5%，但改進(jìn)工藝后，它們能用以前的速度操作。12）不同的技術(shù)條件同樣的化學(xué)成分生產(chǎn)牌號(hào)擴(kuò)大。在不同的軋制參數(shù)條件下，這個(gè)方案能降低費(fèi)用。13）澆鑄和軋制參數(shù)與得到的結(jié)果對(duì)比（梁坯有裂紋，化學(xué)偏析和力學(xué)性能不穩(wěn)定）。按上述研究結(jié)果采取有效的修正（見下面），能用高碳含量S355坯獲得無缺陷梁。按照做出的變化連續(xù)生產(chǎn)了50爐鋼，用含鈮鋼獲得S355梁坯，在它們表面沒有發(fā)現(xiàn)裂紋。下面列舉工藝做出的變化：1）最大過熱度限制20℃。2）澆鑄包中