高成材率钢锭缺陷控制技术及其研究进展

钢锭凝固过程中将不可避免地产生各类缺陷,严重制约了钢锭成材率,直接影响后续加工工艺和最终产品质量。抑制缺陷形成、探索创新并有效改进模铸工艺对提高钢锭成材率具有重要意义。通过探讨和分析关于提高钢锭成材率的研究现状和最新进展,包括锭型设计、工艺参数优化、先进铸造技术等,展望了多相流动控制、微观结构调控和冷却速率精准管理等未来模铸与凝固技术研究发展方向,为实现高成材率钢锭的稳定生产提供了合理化建议。

氮氢混合气氛下带钢表面氧化铁皮的还原

利用氨分解氮氢混合气氛对带钢表面氧化铁皮进行还原，研究了氧化铁皮在还原过程中的演变规律，分析了还原工艺参数对氧化铁皮表面形貌和还原减质量的影响。结果表明，还原后带钢表面产生大量裂纹和气孔；还原温度达到800℃、还原时间为7min、气流量为200L·h^-1时，即可达到理想还原效果，还原减质量达到8．34g·m^-2；还原温度700-800℃时，表面氧化铁皮层转变成脱碳的金属铁层，厚度达到200μm；温度为900℃时，表面金属铁层又转变成铁素体层；随着还原温度的升高及还原时间的增加，带钢表面氧化铁皮质量减少量增加，气流量对还原效果影响不明显。

热轧带钢还原冷轧后的表面及横截面形貌

对Q215热轧带钢试样进行还原处理后,利用四辊轧机对其进行五道次冷轧试验,采用扫描电镜对还原后及不同道次冷轧后试样的表面和横截面形貌进行了观察。结果表明:还原后热轧带钢表面出现的裂纹、气泡和气孔等缺陷在冷轧过程中得到有效消除,裂纹宽度减小并趋于闭合,但五道次冷轧后,带钢表面仍然残留裂纹痕迹,且裂纹间距增大;带钢表面脱碳层厚度逐道次减小,试样表面形貌得到改善,表面质量不断提高。

不同润滑条件下带钢冷轧后表面形貌演变规律研究

在3种润滑条件下对酸洗后的热轧带钢试样进行了冷轧实验,采用扫描电镜跟踪观察冷轧前后试样的表面形貌,采用TR200型粗糙度测量仪测试轧制前后试样的表面粗糙度轮廓,研究了润滑条件对冷轧带钢表面形貌演变规律的影响。结果表明:轧件表面形貌主要取决于表面凹坑和辊痕的尺寸,随着轧制道次的增加,轧件与轧辊表面的实际接触面积增加,轧件表面凹坑和辊痕的尺寸均减小,轧件表面光洁度提高;轧制5道次后,干摩擦条件下轧制的试样表面显微凹坑最少,但表面存在明显的辊痕;油润滑条件下轧制的试样表面辊痕较少,但存在少量未被轧合的显微凹坑;乳化液润滑条件下轧制的试样表面残留的显微凹坑和辊痕都很少,表面质量最好。

润滑条件对带钢还原冷轧后表面形貌的影响

利用工业氢对热轧带钢表面氧化铁皮进行还原,随后在不同润滑条件下对该带钢进行了五道次冷轧,采用扫描电镜、粗糙度仪研究了冷轧前后试样的表面形貌和表面粗糙度。结果表明:随着轧制道次的增加,试样表面的大部分裂纹、气孔及气泡被逐渐压平,表面粗糙度降低;五道次冷轧后,干摩擦条件下试样表面缺陷的压平轧合程度最好,液压油润滑下的最差;在三种润滑条件下试样表面均有裂纹痕迹残留,液压油润滑下的裂纹痕迹最多,干摩擦条件下还存在较为明显的辊痕;干摩擦条件下试样表面粗糙度最小,为0.065μm,液压油和乳化液润滑下的表面粗糙度分别为0.089μm和0.076μm。

酸洗冷轧过程中轧件表面形貌演变规律研究

利用四辊轧机对酸洗后带钢进行了冷轧实验,采用扫描电子显微镜对试样冷轧前后的表面形貌进行了跟踪观察,采用TR200型粗糙度测量仪测试了轧制前后试样的表面粗糙度轮廓曲线,研究了不同轧辊表面状态和摩擦条件下冷轧带钢表面形貌的演变规律。结果表明:轧件表面形貌主要取决于表面凹坑和辊痕的尺寸,随轧辊表面粗糙度的减小和轧制道次的增加,轧件与轧辊表面的实际接触面积增加,轧件表面凹坑和辊痕的尺寸均减小,轧件表面光洁度提高;当轧辊辊面粗糙度相同时,采用油润滑轧制的试样表面光洁度比干摩擦轧制的试样表面光洁度高;冷轧前几个道次轧辊的表面状态对最终成品带钢的表面形貌同样起着重要作用。

氢气还原对热轧带钢表面形貌的影响

针对酸洗法去除带钢表面氧化皮投资大、成本高等问题,利用管式还原炉采用工业氢气还原的方法,研究了还原工艺参数对热轧带钢还原后表面形貌的影响。实验结果表明,还原后试样表面产生大量的裂纹和气孔,表面氧化铁皮层转变成金属铁层,厚度约为120～170μm;还原温度达到800℃、还原时间为7min、还原气流量为70L/h时,氧化铁皮单位面积减重量可以达到7.56g/m2。随着还原温度的升高和还原时间的增加,试样表面氧化铁皮减重量增加,而气流量对还原效果影响不明显。

还原冷轧过程中带钢表面形貌演变规律

利用四辊轧机对氢还原后的热轧带钢试样进行了5道次冷轧试验,采用扫描电镜对试样冷轧前后的表面形貌进行了跟踪观察,采用TR200型粗糙度测量仪测量了轧制前后试样的表面粗糙度轮廓,研究了不同轧辊表面粗糙度和润滑条件下试样表面形貌的演变规律。结果表明:还原后的热轧带钢试样再经过5道次冷轧,试样表面的大部分缺陷被压平,未被压平的缺陷转变为显微凹坑残留在轧件表面;随着轧制道次增多,轧件表面光洁度提高;干摩擦条件下,试样表面裂纹的压平程度比油润滑条件下更好,表面残留的显微凹坑少且浅,但辊痕相对较多。