14電脈沖處理中間包內(nèi)鋼液的冶金效果研究

1 電脈沖處理中間包內(nèi)鋼液的冶金效果 研究 顧武安 1， 2 張開(kāi)堅(jiān) 2 蒼大強(qiáng) 1 陳海軍 3 楊森祥 3 楊素波 3 陳天明 2 （ 京 100083； 川 攀枝花 617000； 川 攀枝花 617062） 摘要： 攀鋼板坯連鑄中間包電脈沖處理工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明， 電脈沖處理鑄坯等軸晶率 53% 91%，平均66%，與沒(méi)有電脈沖處理鑄坯相比，鑄坯等軸晶率平均提高了 46%。電極位置對(duì)電脈沖處理提高鑄坯等軸晶率效果影響明顯。電脈沖處理改善鑄 坯中心碳、磷、硫等元素偏析效果明顯， 有利于提高其熱軋板力學(xué)性能等。 關(guān)鍵詞： 電脈沖，晶粒細(xì)化，偏析，工業(yè)試驗(yàn) on of u 1. 100083,2. 17000, o 17062, of in at 3% 1%, 6%, 5% of on , S & P P. 前言 前人從平衡條件下的液態(tài)金屬凝固分析研究，發(fā)展到物理場(chǎng)作用下的研究，是對(duì)電脈沖作用下非平衡凝固的鋼鐵工業(yè)應(yīng)用研究的肯定 1。攀鋼板坯連鑄中間包電脈沖處理工業(yè)試驗(yàn)結(jié)果表明，電脈沖處理提高鑄坯等軸晶率，改善鑄坯中心偏析和優(yōu)化熱軋板力學(xué)性能等方面取得一定效果。并探討電極位置對(duì)電脈沖處理效果的影響規(guī)律。 1 試驗(yàn)條件和方法 驗(yàn)條件 電脈沖處理中間包內(nèi)鋼液工業(yè)試驗(yàn)鋼種為 成品化學(xué)成分如表 1 所示。圖 1 是板坯連鑄機(jī)中間包蓋俯視示意圖。板坯連鑄機(jī)兩流之間距離為 5600烤孔與鑄流之間距離為 750根直徑為 100度為 1200電極安裝靠近在圖 1 中南側(cè)鑄流的直徑為450烤孔中，電極插入中間包鋼液深度為 300 2 表 1 成品成分 % 鋼種 C n P S 1 中間包電脈沖處理電極安置位置示意圖 驗(yàn)方法 電脈沖處理中間包內(nèi)鋼液工業(yè)試驗(yàn)的電處理工藝參數(shù)，頻率 0 50流 0 1000A，中間包內(nèi)的鋼液過(guò)熱度為 20 30，拉速 注鑄坯斷面為 2001050 為了確保電脈沖處理效果以及所取的鑄坯試樣具有代表性，每組參數(shù)的工業(yè)應(yīng)用試驗(yàn)，電脈沖穩(wěn)定處理時(shí)間都在 20上，然后在電脈沖處理對(duì)應(yīng)的鑄坯上取樣分析。 2 試驗(yàn)結(jié)果與分析 脈沖處理中間包鋼液提高鑄坯等軸晶率效果 在板坯連鑄機(jī)上，進(jìn)行電脈沖處理中間包鋼液工業(yè)試驗(yàn)，提高鑄坯等軸晶率的效果明顯 。由表 2 可見(jiàn)，采用頻率 0 50流 0 1000A 等四組參數(shù)，鑄坯等軸晶率分別為 5668%， 57 86%， 53 60%， 60 91%，最高鑄坯等軸晶率達(dá)到 91%。與未電脈沖處理相比，在過(guò)熱度和冷卻條件相當(dāng)情況下，電脈沖處理提高鑄坯等軸晶率 32 70%，電脈沖處理中間包內(nèi)鋼液提高鑄坯等軸晶率的效果較為明顯。 表 2 電脈沖處理鑄坯等軸晶率 距電極距離 /50 4850 樣本數(shù) 范圍 60 91 53 60 4 平均 79 57 4 未電處理 21 5 極位置對(duì)電脈沖提高鑄坯等軸 晶率的影響 中間包工業(yè)試驗(yàn)電極位置對(duì)電脈沖處理效果影響規(guī)律如圖 2 所示， 中間包鋼液過(guò)熱度 25時(shí)電脈沖處理效果最差。眾所周知，中間包鋼液過(guò)熱度對(duì)鑄坯等軸晶率的影響是顯著的。一般來(lái)說(shuō)，中間包鋼液過(guò)熱度越低越有利于提高電脈沖處理效果。出現(xiàn)反?，F(xiàn)象說(shuō)明在本次試驗(yàn)條件下影響鑄坯等軸晶率主要因素不只是中間包鋼液過(guò)熱度，還有其它因素。在此影響鑄坯等軸晶率主要因素應(yīng)該是電脈沖處理的效果。 18 20 22 24 26 28 3050556065707580859095鑄 坯等 軸 晶率，%過(guò) 熱 度 ， 750 電極位置對(duì)電脈沖提高鑄坯等軸晶率的影響 脈沖對(duì)鑄坯低倍組織的影響 電脈沖處理中間包鋼液鑄坯的酸浸低倍檢驗(yàn)結(jié)果如表 3 所示，鑄坯的酸浸低倍評(píng)級(jí)依 3 據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是 4003此可見(jiàn)，采用頻率 0 50流 0 1000A 等四組參數(shù)，鑄坯酸浸低倍檢驗(yàn)結(jié)果表明，鑄坯中心偏析評(píng)級(jí)，都比未經(jīng)過(guò)電脈沖處理鑄坯低 2。經(jīng)過(guò)電脈沖處理中間包鋼液鑄坯中心疏松，角裂紋和氣泡評(píng)級(jí)，與未經(jīng)過(guò)電脈沖處理鑄坯，兩者鑄坯內(nèi)部質(zhì)量良好。 表 3 電脈沖處理鑄坯低倍評(píng)級(jí) 工藝參數(shù) 中心偏析 /級(jí) 中心疏松 /級(jí) 角裂紋 /級(jí) 氣泡 /級(jí) 樣本數(shù) 電處理 未電處理 脈沖對(duì)鑄坯中心偏析的影響 脈沖處理鑄坯中心偏析 為了評(píng)價(jià)鑄坯橫斷面元素的偏析程度，不同參數(shù)的電脈沖作用下，分析了鑄坯中心六個(gè)取樣點(diǎn)上元素的偏析度，如圖 3 所示。表 3 表示電脈沖處理改善鑄坯中心偏析的情況。中間包施加電脈沖，改善鑄坯中心碳偏析的效果，是鑄坯中心碳偏析 總鑄坯中心碳偏析的百分比； 改善鑄坯中心磷、硫偏析的效果，是鑄坯中心磷、硫偏析 總鑄坯中心 磷、硫 偏析的百分比 。由表 3 可 見(jiàn)，脈沖頻率 0 50流 0 1000A 時(shí)，鑄坯中心碳偏析波動(dòng)范 圍分別為 均 電流相同情況下，隨著電脈沖頻率增加，鑄坯中心碳偏析程度有所增加。在電脈沖處理頻率相同情況下，隨著電脈沖電流增加，鑄坯中心碳偏析沒(méi)有明顯變化。 脈沖 頻率 0 50流 0 1000A 時(shí)，鑄坯中心磷偏析波動(dòng)范 圍分別為 均 電流相同情況下，隨著電脈沖頻率增加，鑄坯中心磷偏析程度有所增加。在電脈沖處理頻率相同情況下，隨著電脈沖電流增加，鑄坯中心磷偏析有所減輕。 由表 3 可見(jiàn)， 脈 沖 頻率 0 50流 0 1000A 時(shí)，鑄坯中心硫偏析波動(dòng)范 均 在電流相同情況下，隨著電脈沖頻率增加，鑄坯中心硫偏析程度有所減輕。在電脈沖處理頻率相同情況下，隨著電脈沖電流增加，鑄坯中心硫偏析有所減輕。 圖 3 鑄坯橫斷面成分偏析取樣位置 表 3 電脈沖處理鑄坯中心偏析 偏析元素 200A 400A 10505 電脈沖改善鑄坯中心偏析的效果 電脈沖處理改善鑄坯中心硫偏析的效果 3，在電脈沖頻率相同條件下，改善鑄坯中心碳、磷、硫等三種元素點(diǎn)偏析效果，表現(xiàn)出完全一致的規(guī)律性，就是隨著電流增加，改善鑄坯中 4 心偏析明顯增加。同樣，在電脈沖電流相同條件下，改善鑄坯中心碳、磷、硫等三種元素點(diǎn)偏析效果，也表現(xiàn)出完全一致的規(guī)律性，就是隨著頻率增加，改善鑄坯中心偏析明顯增加。 脈沖處理對(duì)熱軋板性能的影響 中間包施加電脈沖對(duì)熱軋板性能的影響如表 5 所示，鋼種為 間包施加電脈沖與否的爐次，均為同一澆次，其成品成分如表 1 所示，差別不明顯。試驗(yàn)樣品規(guī)格為 31100過(guò) 電脈沖處理的熱軋板 屈服強(qiáng)度為 305 310拉強(qiáng)度為 385 390伸率為 42 45%，沒(méi)有經(jīng)過(guò) 電脈沖處理的熱軋板 屈服強(qiáng)度為 250 360拉強(qiáng)度為320 445伸率為 34 48%，由此可見(jiàn)，經(jīng)過(guò) 電脈沖處理的熱軋板 屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度和延伸率，比沒(méi)有經(jīng)過(guò) 電脈沖處理的熱軋 板穩(wěn)定， 其力學(xué)性能明顯好于沒(méi)有經(jīng)過(guò) 電脈沖處理的熱軋板 4。 表 5 電脈沖處理對(duì)熱軋板性能的影響 項(xiàng)目 屈服強(qiáng)度 /拉強(qiáng)度 /伸率 /% 熱軋規(guī)格 /本數(shù) 范圍 平均 范圍 平均 范圍 平均 電處理 305 310 308 385 390 388 42 45 44 3 1100 3 爐 未處理 250 360 302 320 445 386 34 48 38 3 1100 5 爐 （ 1）電脈沖處理中間包鋼液，提高鑄坯等軸晶率效果明顯，最高達(dá)到 91%，與未電脈沖處理相 比，鑄坯等軸晶率提高 70%。 （ 2）電極位置對(duì)電脈沖處理提高鑄坯等軸晶率效果影響明顯。 （ 3）電脈沖處理改善鑄坯中心碳、磷、硫等元素偏析效果明顯，并且隨著電流和頻率的增加，改善效果更加明顯。并能改善熱軋板力學(xué)性能，有利于產(chǎn)品使用性能