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钢材小常识:浅析中碳钢冲击功合格率的控制
更新时间:2017.03.13 新闻来源:http://www.304kos.com
1.冲击试验的流程及不合格状况
冲击试验流程:取样→送样→试样验收→试样加工→保温箱保温→冲击试验。中碳钢有三种试验温度冲击:常温冲击功、0度冲击功、-20度冲击功,试验温度对中碳钢的冲击值影响较大,从常温到0度到-20度会出现冲击功逐步降低的现象。故影响中碳钢冲击功合格率的主要是-20度的冲击功,热轧状态后的冲击功总是不稳定,经常会出现有1~2个冲击值小于标准值,例如钢种A709-Gr50,如表格。
标准
厚度
试样号
冲击值1
冲击值2
冲击值3
冲击值_平均
标准
ASTM A709-Gr50
14.5
10103850050101
129
39
45
71
54
ASTM A709-Gr50
15.2
10203903030101
36
39
33
36
54
ASTM A709-Gr50
14.4
10103851040101
48
54
39
47
54
ASTM A709-Gr50
15.2
10203903040101
36
39
132
69
54
2.影响冲击功不合格的主要原因分析
主要影响因素有:
(1) 坯料中心偏析:钢液在凝固过程中,由于溶质元素在固液相中的再分配形成了铸坯化学成分的不均匀性,中心部位碳、硫、磷含量明显高于其他部位,这就是中心偏析。中心偏析往往会恶化钢的性能,降低钢的韧性和耐腐蚀性,严重影响钢的质量。
(2) 板坯加热温度高:加热温度偏高,加热时间较长,会使奥氏体晶粒过分长大,引起晶粒之间的结合力减弱,降低钢的塑性。
(3) 轧制钢板厚度不同:同一钢种不同规格的钢板的冲击功有明显的差异,例如10mm和15mm的A709-Gr50对冲击功的要求都不一样,10mm要求大于27J即可,而15mm则需要要求大于54J。两个厚度规格相差不是很大,但对冲击功的要求却有很大的差异。但这个是不确定因素,生产是根据计划订单进行作业的。
(4) 道次压下量:道次压下规程的变化时,压下量、速度等均发生变化,因而影响到压力、热凸度等,这样就会影响到内部组织的均匀性,直接影响到钢板的力学性能。
(5) 终轧温度:终轧温度对中碳钢的冲击功影响比较明显,终轧温度高,冲击功低,终轧温度低,冲击功高。
4.针对主要影响因素产生的对策
4.1 针对中碳钢冲击功不合格采取的控制方案
(1) 板坯内部质量:从连铸工艺控制铸坯内部质量控制,将内部偏析控制在B1.5级以下;不断优化动态轻压下调节,同时降低过热度。
(2) 板坯加热温度高:出钢温度均匀控制,保证第一阶段轧制结束温度控制在1050~1080度。制定合理的加热工艺,增加下表温度检测仪表,制定板坯实际温度监控制度,采用二级系统自动烧钢,开发一阶段结束温度自动采集系统。
(3) 道次压下量/终轧温度:据不同客户对冲击功的不同要求,制定不同的终轧温度控制目标,将终轧温度最低可控制在770度。制定合理的轧制工艺,开发双刚度曲线板形控制系统,轧制力预测软件优化,降低二阶段开轧温度,合适的待温坯厚度选择,控轧卷轧工艺开发。
4.2 针对控制方案的细节控制
4.2.1 优化动态轻压下调节、降低过热度
(1) 中包典型温度钢水过热度20℃,控制在1528-1538(T液相线=1513℃)
(2) 结晶器保护渣采用中碳钢保护渣
(3) 开浇前须对设备仔细检查,保证铸机状态良好,辊缝开口度良好。
(4) 全程氩气保护浇注。
(5) 目标浸入深度145mm,液渣层目标8~15mm。
(6) 拉坯速度0.9-1.1m/min
(7) 二次冷却水:0.7-0.8l/kg,矫直温度〉1000℃。
(8) 动态轻压下使用继续跟踪,不断改进。
4.2.2 采用二级系统自动烧钢:
(1) 三级提供不同钢种的目标出钢温度、在炉时间、温度均匀性。
(2) 二级据不同钢种化学成份、特性及三级传达的工艺要求计算出合理的加热曲线,指导一级对烧嘴、炉内气氛等进行调整并及时进行修正。
(3) 轧件出炉后二级据检测到的轧件实际温度进行反馈控制,达到实际的工艺要求温度值。
4.2.3 控轧卷轧工艺开发
(1) 升高卷取炉温度到1000~1050℃,将转鼓温度提高到950度左右,保证转鼓温度不小于轧件头尾温度,使轧件与转鼓接触时转鼓对轧件起到加热的作用,提高轧件头尾的温度,从而缩小轧件本体与头尾的温度。
(2) 针对下置AGC的特点,取消轧件进卷取炉道次的头尾AGC补偿,取消的长度为2s,大约3m左右,这样可以有效解决穿带时轧件扣头的问题,保证轧制过程顺利。
(3) 针对薄规格产品,对二级程序进行优化,加大了待温坯倍数,保证第二阶段有足够的总压下量和道次压下量,从而减少钢板浪形的产生。
4.2.4 开发偶道次轧制技术
(1) 二级对精轧道次的计算方法进行调整。
(2) 二级对轧制结束方向、空过道次处理,温度计算准确。
(3) 调整倒数第二道次及最后道次的速度。
(4) 一级对轧件跟踪进行调整,对空过道次的设定和判断进行改进。
(5) 一级对数据传输进行改进。
(6) 模拟轧制、试轧、投入使用。
4.3 进一步提高操作者技术水平
加大对操作工的技术培训,提高操作工的技术操作水平。掌握轧制中的关键操作点,尤其是偶道次的操作规范、操作画面及规程对比,充分发挥轧机轧制力,在压缩比小的条件下实现道次大压下。对重点工艺数据进行采集、监控、分析,提高温度控制的准确性。
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