钢材表面增碳模拟试验研究

钢材表面增碳模拟试验研究黑龙江冶盘钢材表面增碳模拟试验研究张清玉李秉信北满特殊钢股份有限公司齐齐哈尔161041摘要本文根据北钢加热炉由煤气改烧油后冷拔村表面产生严重增碳的历史现状,通过钢锭浇注,钢加热及冷拔坯科轧制等生产环节模拟试验,证明烧油雾化不良是造成钢材表面增碳的根本原因0前言1钢锭表面增碳模拟试验北钢轧钢分厂500加热炉由煤气改为油后,由于雾化不良造成冷拔坯料表面增碳,引起冷拔材表面增碳特别是前段时间生产的DS15A,D45等碳结钢冷拔材表面产生严重增碳,其发生40炉85批75413吨,其中4炉DS15A冷拔材坯料因增碳严重到莱氏体,拔出的钢材表面呈大面积横纹状,一摔即断钢材表面增碳具体宏观形态有3种1链串状其特征为脆性颗粒沿钢材同一母线呈链串状分布2横纹状其特征为钢材表面大面积的分布着均匀,细小的横向裂纹,局部有脱落3撕皮状,其特征为钢材表皮象被撕掉一样留下的撕痕,属于塑性驳离从相对应的高倍组织照片中可以看出增碳的组织层次,从外表到内部组织顺序是,莱氏体,过共析层,共折层,增碳亚共析层,基体组织由于冷拔材生产环节较多,其主要生产工序为平,电炉钢锭浇注,钢锭加热和开坯钢坯加热,冷拔坯料轧材轧制,冷拔材生产退火,酸洗,分选,拔制等为了摸清冷拔材表面产生增炭的生产工序,特作如下现场模拟试验本试验五种操作因素的试验方法和结果见表1表1钢锭表面增碳模拟试验表一LSNIJ趋一体滞卦铜键表面增骧情况帽口线下增骧键尾园弧扯增碟其它部位试验因秉,含碟面积支数含碳面积支数量量帽口铜求2凸025一中402/400平放发热荆D45一】ONN试帽口铜柬2I300拢扔发热剂试帽口严重沸腾003/3模子掉皮,网搜严重00试1,2保护渣不掉挂0试从表1可知,钢锭表面增碳与浇注操作目素无关,而与部位有关,均产生于锭尾角隅赴,由挤渣造成2锭,坯,材表面增碳部位的模拟试验钢种S15A炉号15027规格314R锭,130坯,40村为找出锭,坯,村表面增碳部位的对应关系,特把帽口线增碳的2盘3锭和锭2001年第3期尾增碳的5盘L锭分别改为8盘和9盘,按盘段单独管理,流动,材增打A3和H3并子锭,坯,材上全面进行火花鉴别,结果见表2从表2可以看出钢锭与I30钢坯表面增碳部位有对应关系130钢坯与40冷拔材的增碳部位基本上无对应关系】7总坯上变64【I增碱废品T318成材率91】C增碳SL重T量1坯一村R废品率4盘130钢增碳不同自口位增J支数积拔材的解剖分析可知,增碳浓度为,冷拔材钢锭钢坯通过钢锭浇注模拟增碳试验,锭,坯,材表面增碳部位和浓度的对比试验发现,锭,坯,材表面增碳根本无对应关系这充分说明钢材表面增碳不是来自钢锭,而是来自冷拔坯料轧材生产环节4钢坯加热增碳模拟试验钢坯加热增碳模拟试验选500轧钢加热炉,原油雾化和燃烧的主要设备状况见表3和表4表3500轧钢加热炉烧油设备状况袭加上加热】9龉7中间28孔内混式油滴,烟木高压燕气与木平下I2105I350热带下加热L9726侧2中间2高压烧咀良好预热空气与水平下5I【2T4CO均热带T88574中闻2雨雾,悃两压蒸气与水平下L2LL0LO黑龙江冶金表4500轧钢加热炉烧油设备状况裹匪力波动温度踱动来振控制程度作用太气压F牛炉丹厂,油2一L0】2O130不能自调燃料油象房T机厂蒸汽052LFIG1G7不能自调雾化普通管路顸热0O62鼓风机经可自调雾化助槐空气麈气予热为保证试验结果可靠,彻底消除上道工序遗留下各种缺陷,将下面三个对比试验用钢坯,先经两次砂轮扒皮处理和一次全面的火花鉴别后,证明其确实没有表面增碳才分批用于如下三个试验41上烧咀严重雾化不良试验本试验轧前,轧后结果,参看表5雾化不良栏42关闭上加热试验其轧后结果见表5关闭上加热栏43上烧咀正常操作雾化试验其轧后结果见表5正常操作栏衷5三种不同雾化方法试验结果统计表雾化炉钢投砖拔坯料冷拔成料材上材短尺法日量规L包检验增硪增碳出坯重表面废增碳废变量盘废品T种T格支数支数现宰T品TT品率重雾D4529LM363290】28I3L22976897如】420300680L饨不良30LD4525386O_552”/5923352538】008405】43605658关】5094DSL5A44O040369492024I蚰0C50L539970952】F折0L0闭25302D5】324B4424025I248028_6709_5L03501加35拍ID35I5840363264】2】4G550L50133L0姻606003525】020L509口360244200】50900】44OO9543上烧53O2D45395045L0】007L8500675494咀正【5IL7D,45405042361S36050五3”/5O350094弘140979075常操25302D4513204236】28900【23I200L0B684作44三种加热雾化方法的试验结果分析441上烧咀严重雾化不良试验的钢坯上表面油喷射面的高倍组织,已增到共折浓度,同一块钢坯试样下表面高倍组织不但没有增碳,反而有大量的脱碳,表层几乎成了纯铁体,增碳有明显方向性有的同批试验铜坯轧后在钢材上的增碳部位高倍组织,外层已有大量的莱氏体,可见增碳浓度之高上述三种状况虽属个别试样的解剖,但它们的代表性却在表5中写的清清楚楚严重雾化不良,两炉两批冷拔坯料表面增碳出现率为312和335,表面增碳废品率则分别为3014和405结合增碳的方向性可知,上烧咀严重雾化不良是产生表面增碳的根本原因442从表5关闭上加热栏可见,四批表面增碳出现率仅为25,表面增碳废品率仅为28,和严重雾化不良试验的数据相差悬殊从反面再一次地证明,表面增碳来自上烧咀雾化不良本试验中的2528的增碳显然是在均热带仍有雪花状油滴滴落在钢坯表面上引起的443参看表5上烧咀正常操作雾化试验栏三批表面增碳出现率为6废品率为94,这六个数据表明如果油压,蒸汽压,预热空气压都稳定,并且精心操作,雾化良好,是能够减少或避免表面增碳的,反之亦相反4,44本试验数据和大生产证明,增碳的主要类型为链串状,钢材上实际增碳面积占钢材总面积的比例是非常小的,其余都是脱碳面积由此可见,500轧钢加热炉铜2OO1年垂3麟坯表面的气氛,氧化性是主导,增碱还最性只在那些油滴落入区产生横纹状其是太生产中极个别的时候,油漓落在钢坯上时才产生攮度状是在一定的炉内气氛条件时当增碳完成后,义开始脱碳的鲒栗5结论通过对钢锭,钢坯,钢材表面模拟增碳的现场实际对比试验,结合剖析典型事例和商低倍检验分析,经过对500轧机加热妒烧油雾化不良5I起钢坯表面骞碳机理的研究论证,其结论如FI碳结钢冷拔材表面产生增碳的原因是由于500轧钢加热炉上烧咀喷油雾化不良,至使油滴直射钢坯表面,在高温的作用下产生强烈渗碳的结果尤其在油温,蒸气压较低冬季影响更大2炼钢分R生产的钢锭链尾由浇注挤渣产生表面增碳,均被825开坯机加热炉烧损只能延续到钢坯与钢材没有对应关系即净拔材的表面增碳与钢锭的表面增磷无关T3为消灭冷拔材的表面增碟必疆对500加热炉的雾化设备进行改造使油温,油压,蒸气压和予热空气压达到稳定可调,确保原油雾化均匀,充分稳定燃烧充分4生产SL5A,锈钢等低碳锅种轧材玲拔坯辩时,特别是在冬季油雾化不良的情况下,为了防止钢材表面增碳当钢坯进入加热炉的加热段时关闭上加热,只开下加热进入均熟段后要精心擞作确保油雾化良好燃烧充分上接24页障时间仅为原来的7,从而增加了挣生产时间L3月平均产量改造后比改造前提高L450吨,井继续呈上升趋势4电耗水平下降不明显,其原因在于操作节奏暂时还不适应冶炼后措化验速度跟不上氯气压力低平均0I03MPA且纯度低平均9096,限制了冶炼速度随着操作熟练程度的不断提高LL及直读光谱化验设备的配套和L50M制氧机的投入运行此项指标必将会明显下降33经济分析1由于结构设计合理故障率低,初步统计年减少维修费用在L0万元以上2由于减少故障时间每片可增产40O吨铜,全年增产勰O0吨钢按钢100元利匍计算每年可增加刹润48万元3园其横臂剐度大稳定性好电镀消耗降低O5JT钢全年可减少电撮消耗301约减少费用27万元4结论1此次改造工作在思路J二跟F电炉工业发展的时代步伐在技术上其铜捧的软连接大截面柔性水净电缆,铜复合横臂,