2 中厚板的产品和原料_中厚板产品
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2中厚板的产品和原料 2.1中厚板的定义和分类 2.1.1定义
厚度大于4mm的钢板属于中厚钢板。其中,厚度4~20mm的钢板称为中板,厚度20~60mm的称为厚板,厚度超过60mm的为特厚板。
国外大多数国家把厚度在3mm以上的钢板称为中厚钢板。2.1.2分类
2.1.2.1按用途分类
中厚板钢种按用途分类主要有:碳素结构钢、低合金结构钢、船体及海洋工程结构用钢、锅炉钢、压力容器用钢、多层高压容器用钢、桥梁钢、汽车大梁用钢、管线钢、工具钢以及一些特殊用途钢等。
结构钢:主要用于机器结构和建筑结构。
造船钢板:用于制造海洋及内河船舶船体,要求强度、塑性、韧性、冷弯性能、焊接性能、耐蚀性能都好。各国的船级社对造船钢板有不同的要求,经过不断的演变,而且由于船舶是在世界海域或内河流域内航行,遇有损坏需要就地修复,加之国际贸易的需要,目前船板的有关要求已发展成为一个国际性的标准。
海上采油平台用钢:采油平台用钢始于19世纪末,20世纪40年代开始大型化,1974年开始使用钢质平台,1979年已迅速发展,它由船用钢移植而来。这类钢的要求,除强度外尚有韧性、可焊性、疲劳性、耐蚀性、抗层状撕裂等方面性能要求。以Z向钢为代表。
锅炉钢:用于制造各种锅炉及重要附件,由于锅炉钢板处于中温(350℃以下)高压状态下工作,除承受较高压力外,还受到冲击、疲劳载荷及水和气腐蚀,要求保证一定强度,还要有良好的焊接及冷弯性能。主要钢号有20g、16Mng、12Cr1 MoVg等。
压力容器用钢:主要用于制造石油、化工气体分离和气体储运的压力容器或其他类似设备,一般工作压力为常压到32MPa甚至到63MPa,工作温度在-20~450℃范围内,要求容器钢板除具有一定强度和良好塑性和韧性外,还必须具有较好的冷弯和焊接性能。主要钢号有20R、16MnR.、14CrlMoR、15CrMoR等。
桥梁钢:用于大型铁路桥梁,要求承受动载荷、冲击、振动、耐蚀等。主要钢号有Q235q、Q345q、Q420q等。
汽车大梁钢:用于制造汽车大梁(纵梁、横梁),一般为厚度2.5~12.0mm的低合金热轧钢板。由于汽车大梁形状复杂,除要求较高强度和冷弯性能外,还要求冲压性能良好。
管线钢:用于生产输送石油、天然气等的大口径焊接钢管。管线钢在使用过程中,除要求具有较高的耐压强度外,还要求具有较高的低温韧性和优良的焊接性能。主要钢号有X65、X70、X80等。
工具钢:主要用于制造各种刀具、模具及量具等,包括碳素工具钢、合金工具钢、高速工具钢及模具钢等。
特殊用途钢:包括轴承钢、弹簧钢、焊接用钢、不锈钢、耐热钢、电磁钢、高电阻电热合金钢、精密合金钢、耐候钢及军工用钢等。2.1.2.2按性能分类
按屈服强度等级,中厚板钢种一般可分为普通强度级别钢,屈服强度在275MPa以下;低合金高强度钢,屈服强度在275~460MPa之间;超过460MPa的一般称为超高强度钢。2.1.2.3按组织分类
中厚板钢种按使用状态在光学显微镜下主体相组成可分为铁素体一珠光体钢、贝氏体钢、超低碳贝氏体钢、针状铁素体钢、马氏体钢和双相钢。
(1)铁素体.珠光体钢:传统低合金高强度钢中铁素体一珠光体钢几乎占世界各国钢牌号的3/4,这类钢在光学显微镜下观察,典型结构为片层状的珠光体和多边形的铁素体组成,珠光体量在10%一25%,铁素体量在。75%~90%,相当于钢中碳含量为0.10%一0.20%。在工业用钢中均含有一定数量的锰,它可以消除或减弱因硫所引起的热脆性,形成固溶体,起到固溶强化作用;同时,它还可以降低临界转变温度,细化钢的组织。加入微合金元素,采用控轧控冷工艺,使组织细化,从而提高钢的强韧性。一般用途的建筑结构钢和量大面广的焊接结构钢多数是铁素体+珠光体钢,屈服点在300~400MPa。多数又是在热轧状态下交付使用,部分经退火或正火热处理,退火的目的在于消除内应力,改善钢的切削和冷加工性能;正火的目的在于组织均匀性和细化。
(2)贝氏体钢:贝氏体钢的研制开始于20世纪40年代末,最先为英国开发的贝氏体钢,经正火后具有460MPa的屈服强度和良好的延展性,但是因碳含量较高使低温冲击韧性太低,限制了推广应用。解决的办法是降碳,加入Mn、Cr、Ni、Mo等微合金化元素,同时采用控制轧制技术,从而开发出一系列低碳贝氏体钢种。这类钢的碳含量多数控制在0.16%以下,最多不超过0.20%。由于低碳贝氏体组织钢比相同碳含量的铁素体+珠光体钢具有更高的强度,因此,低碳贝氏体钢种的研发将成为屈服强度为450~800MPa级别钢种的主要途径。
贝氏体钢有上贝氏体、下贝氏体和粒状贝氏体之分。贝氏体的力学性能主要取决于其组织形态。上贝氏体形成温度较高,主要形态为成束分布、平行排列的铁素体和夹于期间的断续的条状渗碳体的混合物。铁素体较大,碳的过饱和度低,因而强度和硬度较低。另外,碳化物颗粒粗大,且呈断续状分布于铁素体条间,铁素体条和碳化物的分布具有明显的方向性,这种组织状态使得铁素体条间易于产生脆断,所以一般上贝氏体的韧性较低。因此,在工程材料中一般应避免上贝氏体组织的形成。
下贝氏体一般呈针状或竹叶状,针与针之间呈一定的角度,下贝氏体中铁素体针细小、分布均匀,在铁素体内又有沉淀、析出的弥散的碳化物,而且铁素体内含有过饱和的碳及较高密度的位错,因此下贝氏体不但强度高,而且韧性也好,即具有良好的综合力学性能,缺口敏感性和脆性转变温度都低,是一种理想的组织。
粒状贝氏体形成于上贝氏体转变区上限温度范围内,其组织特征是在粗大的块状或针状铁素体内或晶界上分布着一些孤立的小岛,这些小岛无论是残余奥氏体、马氏体还是奥氏体的分解产物都可以起到复相强化作用,所以其具有较好的强韧性。
(3)超低碳贝氏体钢:超低碳贝氏体锕(ULCB)是近20年来新研制的高强度、高韧性,并具有优良焊接性能的新钢系,被世界各国称为面向21世纪的新一代钢铁材料。ULCB是当代先进冶金技术与物理冶金研究成果相结合的产物,这类钢运用转炉或电炉冶炼,钢水通过炉外精炼处理,钢中加入可提高淬透性的元素,如Mn、Cu、Mo、B等,通过控轧控冷,使奥氏体转变成极为细小的各种形态的贝氏体板条组织,并通过Nb、Ti、Mo、Cu等元素的析出强化,钢材的屈服强度得以大幅度提高,最高可达到1000MPa左右,钢的韧脆转变温度能够低于一80℃,一20℃V形缺口冲击功大于400J。ULCB的碳含量一般小于0.05%,因此碳的危害、碳化物析出的影响等问题基本消除,故其具有良好的焊接性能,可以实现焊接前不预热,焊接后不进行热处理。目前,ULCB钢在美国、英国、日本、德国等发达国家得到了广泛的应用,已被用在石油天然气管线、工程机械、海洋设施、汽车、桥梁、造船、海军军舰、压力容器等领域。
(4)针状铁素体钢:针状铁素体是指低合金高强度钢在连续冷却下获得的不同于铁素体+珠光体的一种贝氏体组织。因为相变只涉及到铁素体,其中少量奥氏体只是残留相(部分奥氏体冷却时转变为马氏体),故称该转变产物为铁素体,而不是贝氏体。又由于铁素体成板条形态,因此命名为针状铁素体,获得这类组织的钢称为针状铁素体钢。从夺质上看,针状铁素体属于贝氏体,针状铁素体钢就是贝氏体钢。它与贝氏体铁素体的最大区别在于贝氏体铁素体具有原奥氏体晶界网的特征,而针状铁素体没有原奥氏体晶界网。
针状铁素体具有非常细的亚结构、高的位错密度、良好的组织均匀性、较小的等效晶粒尺寸,而且在针状铁素体中,裂纹在扩展中不断受到彼此咬合、相互交错分布的针片状条束的阻碍,因此具有较高的韧性。另外由于它在焊接过程中可能形成低碳贝氏体,也具有良好的可焊接性。可见,针状铁素体在具有高强度的同时,还具有较低的韧脆转变温度,具有最佳的强度和韧性匹配。这种优异的性能使得钢板在石油天然气管线、储油罐行业中得到了广泛的应用。
(5)马氏体钢:马氏体钢主要是600MPa以上的一些高强度钢种,如800MPa以上级别的工程机械用钢,600MPa以上级别的压力容器和储油罐用钢等。一般有在线淬火+回火及轧后淬火回火(调质处理)两种工艺。马氏体的高强度是由于高密度的位错、细小的孪晶、碳的偏聚,以及马氏体正方度的间隙固溶体等得到的。低碳马氏体的形态基本上是板条状,板条状之间是小角度晶界,板条内部有很高的位错密度,有时还能见到孪晶马氏体分布于板条之间。但淬火后的马氏体塑韧性较差,一般马氏体钢在淬火后都要通过回火工艺来调整钢的强韧性匹配。
(6)双相钢:双相钢是由低碳钢或高强度低合金钢经临界区处理或控制轧制而得到的。以铁素体和马氏体为主的双相钢,以其屈服强度低、抗拉强度高、加工硬化能力强、总伸长率和均匀伸长率大、易冲压成形、良好的塑性和韧性匹配等诸多优点引起材料科学界的极大兴趣。它的问世标志着低合金高强钢的发展进人了一个新的阶段,双相钢的出现为研究和生产高强度、高延性、低屈强比的低合金高强钢板指出了一条新的途径。2.1.2.4按尺寸规格分类
中厚板产品按照厚度不同可分为中板、厚板、超厚板,厚度4~20mm的钢板称为中板,厚度20~60mm的称为厚板,厚度超过60mm的为特厚板。2.1.2.5按交货状态分类
中厚板的交货状态通常取决于钢板的用途和制造方法,并与钢板的厚度有直接的关系。在许多产品的技术标准、规范和交货技术条件中,规定了不同级别、不同厚度钢板的交货状态(生产方式),即常规轧制(AR)、控制轧制(CR)、温度.形变控制轧制(TM)、热变形控轧控冷(TMCP)、热处理状态交货(正火(N)、回火(T)、淬火加回火(QT))等。2.1.3尺寸精度
中厚板尺寸精度包括厚度、宽度、长度精度和板形精度。一般规定,宽度、长度只有正公差,厚度偏差有正负公差,厚度公差随着钢板厚度的减小而减小。GB/T709一2006《热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差》中规定了热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差,按厚度偏差种类分为:N类偏差(正偏差和负偏差相等)、A类偏差(按公称厚度规定负偏差)、B类偏差(固定负偏差为0.3mm)、C类偏差(固定负偏差为零,按公称厚度规定正偏差)。通常专用钢板的负偏差明显小于正偏差,如船板、容器板、锅炉板等。尺寸精度的大小不仅反映了轧制生产技术装备水平的高低,而且体现了在线检测和控制的手段及能力,是中厚板生产线先进程度的重要标志之一。
钢板的板形是指板材的翘曲程度,实质上反映的是钢板内部残余应力的分布。从外观表征来看,板形包括整体板形(横向、纵向)和局部缺陷;从表现形式看,有表观板形及潜在板形之分。潜在板形不良是指:钢板中存在残余内应力,但不足以引起钢板翘曲。表观板形不良是指:钢板中存在残余内应力足够大,以致引起钢板翘曲。
直观来说,中厚板板形是由轧后钢板的平直度、矩形度、板凸度三方面构成的。钢板平直度的影响表现为钢板的瓢曲、浪形、翘曲,就其实质而言,是指钢板变形不均匀,导致钢板内部产生应力分布不均匀;矩形度的影响表现为钢板的桶形、枕形、镰刀弯、锥形、头尾异形(舌头、斜角、燕尾),综合体现了轧辊的配置、辊型的控制、规程的编制、不同规格钢板的轧制顺序等工艺因素和装备水平;板凸度是指钢板中部厚度标志点与边部厚度标志点之差,其实反映了影响轧机横向刚度的轧辊及相关因素。
目前,世界上先进的中厚板厂对钢板的厚、宽、长度精度以及板形精度的控制全部依靠厚控AGC、射线测厚仪、自动测宽、自动测长及过程控制计算机来实现,有的还采用了平直度测量仪、板形测量仪。精整线采用了激光划线、电磁移钢对正、高精度双边辊式剪切机等,并采用了钢板的厚、宽、长度自动检测系统,由此保证钢板的尺寸精度。2.1.4力学性能
钢材的力学性能通常是指在外力或能的作用下,钢材表现出来的一系列力学特性,其中主要有强度、刚度、弹性、塑性、韧性、硬度等。钢材受外力时会表现出各种不同的行为,呈现出与弹性和非弹性反应相关或涉及应力一应变关系的力学性能(如弹性、韧性、强度等)。钢材的力学性能正是其承受外载荷而不发生失效的能力。力学性能的判断依据是表征和判定钢材力学性能所用的指标和依据,而其高低则表征了钢材抵抗外力作用的能力水平。
目前广泛进行力学性能实验的项目有拉伸实验(抗拉强度、屈服强度、伸长率)、冲击试验(常温冲击、低温冲击、实效冲击、应变实效冲击)、硬度试验、弯曲试验等。
(1)拉伸试验:任何工程材料受力后都将产生变形,这种变形过程大体可以划分为弹性、塑性、断裂三个基本阶段,通过静力单轴拉伸试验能够清楚地反映出这三个阶段的基本特征。因此,拉伸试验是评定钢材质量的重要依据,通过拉伸试验可以评定钢材的弹性性能、强度性能、延展性能等。
(2)冲击试验:钢材在使用过程中除应具有足够的强度和塑性外,还要求具有一定的热性,即具有塑性变形和断裂过程中吸收足够能量的能力,韧性足够的钢构件及零件不会发生脆性断裂,从而保证了其使用的安全性。夏比冲击试验是用于评定钢材韧性应用最广泛的一种传统力学性能试验,试验中通过一次施加载荷来显示试样的断口特性,其试验数据A。是对钢材组织结构、冶金缺口敏感性,特别是测定钢的缺口敏感性方面评定的重要方法之一。
(3)硬度试验:硬度是衡量钢材软硬的一种性能指标,是钢材抵抗局部变形、压入或刻划的能力。硬度试验是材料研究和质量控制必不可少的手段,是应用非常广泛的力学性能试验方法。根据受力方式,硬度试验方法分为压人法和划刻法,在压人法中又分为静态力试验法和动态力试验法。压人法测得的硬度值可以综合反映钢材压痕附近局部体积内的弹性、微量变形抗力、应变硬化能力等物理量的大小。目前钢铁企业广泛使用的是静态压人法,即布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度实验法和显微硬度试验法。2.1.5其他性能
工艺性能:中厚板除了要求有一定的力学性能外,还要求具有较好的工艺性能,因为中厚板进行再加工是非常必要的。一般结构钢板对工艺性能的要求较高,如良好的焊接性能,热或冷弯曲性能、冲压性能及切屑切割性能等。
同时某些特殊用途的钢还要求有特殊的性能,如耐蚀性,分为大气腐蚀、高温氧化腐蚀及淡水海水腐蚀3种;耐高温特性;耐低温特性;耐磨性;耐疲劳性等。2.1.6表面性状
钢板的表面性状主要是指钢板的表面粗糙度,表面有无缺陷,缺陷的种类、形态及数量。钢板外形扁平、宽厚比大、单位体积的表面积大、使用条件复杂,其表面质量对钢板的加工和使用有着重要的影响。随着中厚板品种的增多,应用领域和使用范围的扩大,用户在注重性能提高的同时,也对钢板的尺寸精度和表面质量提出了越来越严格的要求。在很大程度上,表面质量的高低,直接影响用户的选择和使用。
国家标准GB/T 14977一1994《热轧钢板表面质量的一般要求》规定了热轧钢板表面缺陷的深度、影响面积、限度、修正的要求及钢板厚度的限制。其附录A“典型缺陷的定义”(补充件),对氧化铁皮、凹坑、压痕和轧痕、划伤和沟槽、重皮、气泡、夹杂、裂纹等缺陷进行了描述。其他相关工业标准,如英国标准BS6512—84《热轧钢板和宽扁钢表面不连续的限度与修正》、法国标准NFA46一505—84《热轧钢板表面质量一交货技术条件》对此也有明确的规定。
钢板表面缺陷一般分为冶炼缺陷和轧制缺陷。在实际生产中,钢板表面缺陷的种类、形态与钢种、生产方式有着密切的关系。缺陷产生既有单一性也有复杂性,有些缺陷的分类界定还不能完全从其表征和形态来简单地确定,还需要进一步的解剖和分析,按照其产生的原因、分析和结论进行划分。
表面质量是中厚板的主要技术指标之一,对中厚板的加工和使用均有着重要的影响,因而受到生产厂和用户的高度重视,可以说,没有优良外观质量的钢板是不被用户认可的钢板。2.2中厚板的生产原料 2.2.1原料的尺寸
中厚板轧机所用原料的尺寸,即原料的厚度、宽度和长度,直接影响轧机的生产率、坯料的成材率以及钢板的力学性能。
中厚板轧机原料尺寸选择原则是:
(1)原料厚度尺寸尽可能小。原料厚度小,有利于轧机和加热炉生产率的提高。但是为了保证钢板的性能,原料厚度应满足压缩比的要求。不同种类的原料,压缩比的大小也不同。一般认为,铸锭的压缩比应在12~15以上;连铸坯的压缩比应大于8。各个厂的生产条件和技术水平有差异,因此对压缩比的要求也会有一些差别,应通过试验确定自己厂保证钢板性能所需的最小压缩比。随着炼钢技术的发展和连铸坯质量的提高,压缩比在逐渐减小。
(2)原料宽度尺寸尽量大。宽度大的原料有利于轧机操作。为了满足坯料在横轧时送钢操作的要求,每台轧机都有最小原料宽度的限制,小于这个宽度的原料无法在横轧时将其送入轧机,因此原料的宽度应大于此数值。而且原料的宽度越大,横轧时操作越容易。并可实现柔性的展宽比(即钢板宽度与原料宽度之比),从而保证良好的矩形化。
(3)原料的长度尺寸应尽可能接近原料的最大允许长度。加热炉的加热能力受原料长度的影响。当原料长度等于加热炉允许装入料长的下限时,钢坯压炉底面积最小,因而生产能力最小,此时加热炉的单位燃料消耗较大。当原料长度等于加热炉允许装入料长的上限时,钢坯压炉底面积最大,其生产能力最大,此时单位燃料消耗较小。为了有利于加热炉生产能力的发挥,原料的长度应尽量接近于加热炉允许装入长度的上限。2.2.2铸锭
铸锭是由钢水浇铸而成的。其特点是厚度和宽度带有一定的锥度;受铸造工艺的限制其宽度与厚度之比不能太大,因此在铸锭宽度一定时,其厚度较大;铸锭的内部为比较疏松的铸态组织。用铸锭作原料生产中厚板时,轧制道次较多,生产率较低。其原因是:第一,铸锭有一定锥度,轧制过程中需要增加消除铸锭锥度的道次;第二,铸锭厚度较大,轧制同样厚度的钢板时道次较多。由于铸锭厚度较大,在轧制的前几道次中,可能因受轧机咬入能力的限制而采用较小的压下量,因而增加轧制道次,减小轧机生产率。由于铸锭内部组织比较疏松,在采用铸锭为原料时,需要保证一定的压缩比(即原料厚度与钢板厚度之比),以保证钢板的力学性能。由于铸锭的铸态组织存在内应力,加热时应采用较小的加热速度,因而减小了加热炉的生产能力。这就导致铸锭作为中厚板生产的原料被逐渐淘汰。2.2.3连铸坯
连续铸钢简称连铸,其生产的钢坯称为连铸坯。连铸作为工业上的浇铸方法,具有比较短的历史,只有50多年,但是发展迅速。与模铸工艺相比,连铸生产工艺在降低成本、提高钢材质量、改善生产条件等方面具有十分明显的优势,这些优势具体体现在以下几个方面:
(1)省去了模铸生产工艺中的脱模、整模、均热和初轧等生产工序,起到了简化工艺流程、节省投资的效果。其中基建投资和操作费用可节省40%左右,占地面积减少50%左右,设备费用减少70%,耐火材料消耗减少15%。
(2)提高了金属收得率和轧钢过程成材率。连铸工艺从根本上消除了模铸工艺中的浇铸残钢损失,省去了钢锭的保温帽,并因减少一次加热而减少了氧化烧损。由于上述原因,成材率提高10%一15%。
(3)减低了能源消耗。由于省去了钢锭在均热炉内的加热过程和初轧开坯过程,能源消耗减少25%一50%。
(4)提高了钢坯质量,为钢材质量的提高创造了条件。由于连铸冷却强度较大,凝固较快,所以连铸坯的内部组织比铸锭致密,化学成分偏析较轻,低倍缺陷有所降低,特别是对钢水采取精炼措施后,钢中的有害元素、夹杂和气体含量均有明显降低。因此,连铸工艺所生产的钢,纯净度较高,质量较好。
(5)采用连铸技术还可起到改善劳动强度、提高劳动生产率、改善操作环境等作用,同时也有助于铸钢生产的连续化和自动化,为炼钢生产实现高产、优质、低消耗创造了条件。
因此,目前连铸坯已成为中厚板生产的主要原料。2.2.3.1 洁净钢的冶炼
所谓洁净钢一般是指钢中杂质元素磷、硫、氧、氮、氢(有时包括碳)和非金属夹杂物含量很低的钢。而杂质又是随钢种而变的,某一元素在某钢种内是有害杂质,在另一种钢内其有害程度轻些甚至是有益的。再进一步看,某元素是否为杂质还与其含量有关,在某种钢内其含量相当低,但可能仍是杂质,而在另一些钢中其含量甚至成倍增加,但它却不是杂质。也就是说,对于钢性能要求不同,洁净度所要求控制的因素也不相同。对IF钢,为获得成品钢材的高延展性、高塑性应变以及优良的表面性能,要求钢中碳、氮、氧含量尽可能低;为了生产高强度、高韧性、优良低温性能、更高的抗氢断裂的高质量管线钢,要求钢中低硫、低磷、尽可能低的氮、氧、氢和一定的m(Ca)/m(S)比。
洁净钢的标准不仅是个技术问题,而且是个经济问题。对生产者来说,以其拥有的装备和技术去提高钢的洁净度,除非所要求的洁净度过高,一般是能达到目标的,但生产开支必然增加。用户就得为他所要求的高洁净度付出相应的代价。洁净钢的标准是生产者和用户之间的一个妥协。
此外,钢的洁净度是一个不断发展中的标准,对钢的洁净度要求逐步提高,是支持其他科技及工业部门开发高新技术的需要,也是洁净钢冶炼技术不断完善的结果。2.2.3.2连铸坯的质量控制
连铸坯的质量概念包括:铸坯洁净度(主要指钢中非金属夹杂物数量、类型、尺寸、分布和形态);铸坯表面缺陷(主要指铸坯纵裂纹、横裂纹、星形裂纹、气泡以及夹渣等);铸坯内部缺陷(主要包括铸坯中间裂纹、角部裂纹、中心线裂纹、疏松、缩孔以及中心偏析等)。连铸坯质量控制方向是:铸坯洁净度决定于钢水进入结晶器之前的各工序;铸坯表面质量决定于钢水在结晶器中的凝固过程;铸坯内部质量决定于钢水在二冷区的凝固过程。
(1)连铸坯洁净度评价主要包括:钢中全氧量T.O,钢中微观非金属夹杂物(尺寸小于50μm)数量,钢中大颗粒非技术夹杂物(尺寸大于50μm)数量,其他有害元素含量(如N、H、S、P等)。
(2)提高连铸坯洁净度是一个复杂的系统工程,就连铸过程而言,要得到洁净的连铸坯,其任务是,炉外精炼需获得尽可能干净的钢水,在连铸过程中钢水不再被重新污染,连铸过程中应尽可能在中间包和结晶器内创造有利条件以促进非金属夹杂物进一步上浮去除。连铸过程中钢水的再污染,主要决定于钢水二次氧化程度、钢水与环境(空气、炉渣、包衬耐火材料等)的相互作用、钢水流动的稳定性、钢渣乳化卷渣等。
(3)连铸过程控制钢洁净度的对策有:保护浇铸、中间包冶金技术、钢水流动控制技术、中间包材质碱性化技术(碱性覆盖剂、碱性包衬)、中间包电磁离心分离技术、中间包热量循环技术、中间包稳态浇铸技术、防止下渣和卷渣技术、结晶器流动控制技术以及结晶器EMBR技术。
铸坯表面质量的好坏是后续的热送、热装和直接轧制的前提条件。铸坯表面缺陷的产生主要决定于钢水在结晶器中的凝固过程,要清除铸坯表面缺陷,生产中可采用以下技术:结晶器钢液面稳定性控制、结晶器振动技术、浸入式水口快速更换技术、结晶器内凝固坯壳生长均匀性控制技术、结晶器钢液流动状况合理控制技术以及结晶器保护渣技术等。
连铸坯内部缺陷一般情况在轧制时能焊合消除,但严重时会使中厚板力学性能恶化,如使管线钢氢脆和高碳硬线脆断等。铸坯内部缺陷的产生主要决定于带液芯的铸坯在二冷区的凝固过程,要消除铸坯内部缺陷,可采用以下技术措施:低温钢水浇铸技术、铸坯均匀冷却技术、防止铸坯鼓肚变形技术、铸坯凝固末端轻压下技术、结晶器电磁搅拌技术、凝固末端强冷技术、多点或连续矫直技术以及压缩铸造技术等。2.2.4焊接复合坯
焊接复合坯主要用于生产热轧金属复合板,主要通过钎焊方式进行焊接,再通过轧机轧制。钎焊是采用比基材熔点低的填充材料作钎料,将焊件和钎料加热到高于钎料熔点、低于基材熔点的温度,借钎料熔化填满基材间的间隙并与基材和复材相互扩散,实现连接的焊接方法。近年来,钎焊技术在各工业部门中占据着越来越重要的地位,尤其在电器仪表及国防工业中已成为不可取代的工艺方法。在高温下,借助于轧机强大的轧制压力使基材和复材的界面充分压合,促使中间钎焊料流动,并通过钎焊料的润湿性填充复材和基材表面的间隙,同时发生金属原子问的扩散,实现两种材料的冶金结合,同时经过反复轧制变形,进一步增强其结合强度。参考文献
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