通过对Q345B板边部缺陷的分析表明,板边缺陷主要为连铸坯气泡所致。炼钢厂不断对产生铸坯气泡的原因进行分析,发现转炉出钢时加入的合金受潮、合金中水汽含量过高是造成连铸坯批量气泡的主要原因;三钢炼钢厂制定并实施相应措施,气泡缺陷比例从早期的0.616%降低至目前的0.07%。
(1)Q345B材料替用Q235B材料后,因Q235B板材厚度大,而Q345B板材厚度薄,需对零件的尺寸、厚度、焊接工艺(焊接坡口)等进行修改,使满足设计结构的要求,同时对部分工装、夹具进行修改。
(2)使用Q345B材料替用Q235B材料,按每台推土机现用Q235B材料的一半由Q345B代替,每台可节省775元;年产5000台推土机可节省387万元。
(3)建议在今后设计开发新产品时,尽可能应用Q345B的材料,少用Q235B,这样既能满足产品结构性能要求,又能起到降低生产成本的作用。
合金元素对钢的工艺性能的影响
1. 合金元素对钢铸造性能的影响
固、液相线的温度愈低和结晶温区愈窄, 其铸造性能愈好。合金元素对铸造性能的影响, 主要取决于它们对Fe-Fe3C相图的影响。另外, 许多元素, 如Cr、Mo、V、Ti、Al等在钢中形成高熔点碳化物或氧化物质点, 钢的粘度, 降低流动性, 使铸造性能恶化。
2.合金元素对钢塑性加工性能的影响
塑性加工分热加工和冷加工。合金元素溶入固溶体中, 或形成碳化物(如Cr、Mo、W等), 都使钢的热变形抗力提高和热塑性明显下降而容易锻裂。一般合金钢的热加工工艺性能比碳钢要差得多。
3. 合金元素对钢焊接性能的影响
合金元素都提高钢的淬透性, 促进脆性组织(马氏体)的形成, 使焊接性能变坏。但钢中含有少量Ti和V, 可改善钢的焊接性能。
4. 合金元素对钢切削性能的影响 切削性能与钢的硬度密切相关, 钢是适合于切削加工的硬度范围为170HB~230HB。一般合金钢的切削性能比碳钢差。但适当加入S、P、Pb等元素可以大大改善钢的切削性能。
5. 合金元素对钢热处理工艺性能的影响
热处理工艺性能反映钢热处理的难易程度和热处理产生缺陷的倾向。主要包括淬透性、过热敏感性、回火脆化倾向和氧化脱碳倾向等。合金钢的淬透性高, 淬火时可以采用比较缓慢的冷却方法,可减少工件的变形和开裂倾向。加入锰、硅会钢的过热敏感性。
当直接与钢水接触的耐火材料、保护渣、覆盖剂及合金等加入料受潮时,材料中的水份可在瞬间转变为蒸汽并在高温下迅速分解为[H]和[O]溶解于钢水之中,进而增加钢液中氢、氧元素的含量,从而促使铸坯皮下气泡的形成。
对连铸现场使用的辅料保护渣、高性能中包覆盖剂、低碳低硅中包覆盖剂、中包干式料等逐一多次进行抽检化验;结果表明连铸过程所用的辅料水份含量除高性能中包覆盖剂水份含量偶有**标现象外,其它辅料均维持在较低水平;为降低保温料高性能中包覆盖剂水汽含量高对铸坯气泡的影响,连铸工序保护浇注过程要求先加入水份含量较低的低碳低硅中包覆盖剂再加入水份含量偶有**标的高性能中包覆盖剂,避免其直接与中包内钢水接触,但生产Q345B钢时出现整炉铸坯气泡的现象仍未缓解。连铸辅料水份化验结果如表3所示。
为判断中间包及钢包的烘烤情况对铸坯气泡缺陷的影响,分析了大量的改尺数据发现,缺陷问题炉次均非连铸浇注的中包炉钢水,因此可排除中间包烘烤不良这一因素(中包烘烤开浇温度可维持在1200~1300℃之间)对铸坯气泡的影响;但通过统计发现,个别整炉气泡缺陷的炉次与炉前启用全新备用钢包有一定关系;由此可见,启用的全新备用钢包烘烤不良、钢包砖中水汽含量过高,对铸坯边部气泡影响较大。
对出钢过程加入的合金(硅铁、锰铁等)进行水份抽检化验发现,合金的水份含量时有**标现象(严格要求合金中不允许含有水份);因三钢地处我国东南一带,受季节性梅雨潮湿气候、储存不当及合金运输过程防雨布遮挡不良等原因的影响,常导致一部分合金出现受潮现象,而转炉未对受潮合金采取有效控制措施,出钢时将受潮合金直接加入钢水中,终造成Q345B钢铸坯出现整炉气泡的现象。为断定这一因素对连铸坯气泡缺陷的影响,转炉通过加强对现场合金存放的管理、杜绝直接使用运
在中厚板生产线上,钢板表面裂纹是影响产品合格率的主要缺陷之一,对于低碳钢板Q235B和Q345B尤其严重。分析认为:板材纵裂纹来源于铸坯表面裂纹,主要是结晶器的弯月面区初生凝固壳厚度的不均匀性造成,同时与低碳钢包晶相变存在关系。采取措施是:
1保护渣
对于铸坯纵裂发生率高的Q235B和Q345B钢种来说,应要求保护渣有较高的结晶温度和析晶率,较高的碱度和黏度;与此同时,也要求保护渣的稳定性和钢渣分离良好。为此将保护渣的碱度控制为1.26,1300℃黏度在0.97Pa.s。
2软吹时间
钢水的纯净度会明显影响板材纵裂产生。为了减少钢中夹杂物,提高钢水的纯净度。要求确保精炼炉软搅拌时间,每炉钢水的软搅拌时间不得少于10min,使Al2O3尽可能从钢水中上浮。
3连铸工艺
1)稳定拉速,避免结晶器内钢水液面波动过大,保证液面波动小于±5mm,确保形成均匀厚度的渣膜时结晶器内初生连壳厚度均匀。对于Q235B 和Q345B钢,将拉速稳定控制在1.0m/min左右。
2)选择合适的结晶器锥度,尤其是窄面锥度,保持结晶器锥度在9.0mm左右。
3)钢水过热度控制在20-25℃,减少温度过高造成的柱状晶发达而导致晶界强度下降, 造成裂纹。
4)提高铸机对弧精度,保证浸人式水口对中,插人深度和出口倾角要合适,防止倾角过大或过小造成角部冲刷严重或液面紊流。
5)选择合适的二冷强度与拉速匹配,尽量避免铸坯在*Ⅱ脆性区(700-900℃)矫直;铸坯表面温度均匀、波动小,保证铸坯内外部质量。
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