第09讲板材轧制工艺过程的质量控制A.doc

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1、轧材质量控制与深加工技术第九讲板材轧制工艺过程的质量控制各种不同用途的钢板有不同的质量要求和问题，但是它们又有许多与钢板用途无关的共同的质量要求，如对炼钢、加热、热处理等的一般质量要求，以及对钢板的外形、表面、尺寸精度的要求等。因此，在分别叙述各种用途的钢板的质量问题之前，有必要先叙述它们的共同质量控制问题。5.1坯料的质量控制l内部质量要求：板坯的内部质量需满足各类最终产品的质量要求，因为在加工过程中无法将这些内部缺陷去除掉。l表面质量要求：而板坯的表面缺陷虽有可能在加工之后去除，但从加工成本、操作方便讲，希望能在轧制之前提

2、供符合质量要求的板坯。l连铸连轧技术要求：此外，高质量的板坯也为以后的热送或直接轧制创造了条件。1净化钢质l市场需求：70年代以来，由于受到石油危机的冲击，需要在高寒地带、深海区域等条件恶劣的地区寻找石油。为了节能，对各种构件、装备都希望轻量化。因此对钢板提出了更高的要求，即不仅要有高强度，还要有良好的可焊接性能、耐低温冲击性能和抗腐蚀性能等。l产品要求：为此在高强度钢板生产中，一般要尽量降低硫、磷及氧、氢、氮等杂质元素的含量。有时还要求控制严重影响钢的韧性和焊接热影响区性能的痕量元素锑、锡、铅、铋、砷等，而且对碳、硅、锰的极

3、限范围和碳当量也大为缩小，甚至把碳也视为有害元素之一。l钢水净化技术：钢水净化技术在德、日、意等国已普遍应用。它的主要内容包括铁水预处理、转炉复合吹炼技术以及二次冶金技术等。①铁水预处理：通过在鱼雷罐或铁水罐中喷入碳化钙或加镁的碳化钙混合物，可以可靠地将硫降至0.002％；②二次冶金技术：通过二次冶金技术(真空处理、惰性气体搅拌、加入固体物质以及在钢包炉内进行升温等)可以使钢水温度、成分进一步均匀化，降低不需要的杂质元素含量，提高钢的纯洁度，改善非金属夹杂物形态，使碳含量降低。厚板原料经精炼后磷和硫含量可小于30ppm，氢可小

4、于1ppm，氧可小于20ppm，砷、锡可小于40ppm，锑可小于6ppm。2连铸板坯l厚板轧机坯料：厚板轧机采用钢锭和锻坯为原料已是落后工艺，除少量特殊产品外，已很少采用，初轧坯使用量也逐年减少，采用连铸板坯是主要趋势。实例：日本厚板连铸比已达92％以上，其中400MPa以下级普通钢达100％，400MPa级普通钢达90％，500MPa级普通钢达75％，管线用钢达45％，非调质钢达25％。l连铸板坯的质量特点：①尺寸精度：连铸板坯的尺寸精度比初轧坯好。连铸板坯每块都从恒定尺寸的结晶器中出来，其厚度、宽度基本上是一致的。剪切采用

5、自动控制，长度公差范围小，每批钢坯的重量基本上是一致的；②内部质量：连铸板坯由于采用中间罐和保护浇注，净化了钢质。钢液在结晶器中结晶比模铸的成分偏析小，组织致密，性能稳定。因此对连铸板坯所要求的压缩比可比对模铸的小。模铸的钢锭压缩比一般为6～8左右，而连铸板坯的一般为3～5左右；③技术发展：连铸板坯尺寸的增大也为厚板生产采用连铸板坯创造了条件。例如，德国布鲁克豪森厂连铸坯断面为250X2600mm，日本大分厂的连铸坯断面达280X1900mm。l发展趋势：①轧制普通钢板的钢坯主要采用连铸板坯，只有在连铸法浇注有困难时才采用其他

6、坯料。例如生产小批量的钢板，超出压缩比的极厚钢板，超出连铸结晶器尺寸的大的单位重坯，用连铸法不能铸出所要求质量的钢坯等。按目前的连铸水平，用厚400mm连铸板坯可生产120mm以下钢板。厚度大于120mm的特厚钢板应采用大钢锭或锻坯生产。②目前，国外正在研究采用单向凝固铸造钢锭的方法生产大型扁平钢锭。该法是将以往的二维凝固变为一维凝固，通过使钢锭的凝固界面由底部向上方生成，使凝固界面的进行方向与溶质富集的钢液的上浮方向保持一致，防止溶质富集的钢液凝固出现条纹，减少倒V型偏析、显微偏析及疏松，得到优质钢锭。3原料表面清理l当原料

7、表面存在各种缺陷(结疤、裂纹、夹渣等)时，就必须在轧制加热前清理干净。清理方法分热状态下清理和冷状态下清理两种。①热状态清理一般为火焰清理。火焰清理机安装在连铸机(或开坯机)和切割机(或大型剪断机)之间，对板坯进行全面的剥皮处理，清理深度一般为0.5～5mm。全面剥皮清理可以保证板坯的表面质量和实现高温热送热装技术，但金属消耗较大；②冷态清理方法有局部火焰清理、风铲铲削、砂轮研磨等，对缺陷严重部分也可用切割方法去除。由于板坯表面缺陷被隐藏在氧化铁皮之下或位于皮下区域，因此是比较难于发现的，为此，要开发各种用于热状态下表面缺陷检

8、查技术系统。如在电视机监视器上以放大的静止图像显示板坯表面，用红外线或激光对板坯表面扫描，收集反射光系统以及测定电磁感应涡流变化系统等。4连铸板坯高温热送、热装和直接轧制技术l由于这些技术具有明显的节能效益，能显著提高成材率和简化工艺流程，节约基建投资和生产费用等，正被广泛地