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耐候钢连铸纵裂漏钢会造成设备损失,造成停产,纵裂会造成板坯下线和报废。减少耐候钢连铸板坯纵裂就显得极为重要,防止纵裂的主要措施有以下几点:1、将碳含量降低到0.02%下,同时不添加任何合金元素,通过降低热轧终轧和卷取温度来保证产品性能;2、碳含量在0.85-0.12%时,提高Mn/S,进行贴水深脱硫处理;3、降低中间包钢水过热度,减少高温钢炉次发生率,其中高温钢炉次比率由10.6%下降到3.5%;4、杜绝RH脱硫处理作业。

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耐候钢连铸纵裂漏钢会造成设备损失,造成停产,纵裂会造成板坯下线和报废。分析认为纵裂受到碳含量、Mn/S、RH脱硫工艺的影响。1、碳含量:碳含量在0.09-0.14%的钢液凝固时发生了包晶反应。伴随着包晶反应,凝固坯壳产生较大的线性收缩,使的结晶器弯月面的初生坯壳厚度不均。此外,包晶范围内,奥氏体晶粒粗大,连铸坯塑性会明显降低。

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高强耐候钢含有较高的Cu、Cr、Ni、Al、V、N元素,且C含量正好处于包晶反应区,钢种的浇铸难度大。浇铸后的大方坯表面较易出现凹陷、凹槽缺陷和中心裂纹、疏松缺陷,分析认为凹陷、凹槽缺陷与连铸拉速较低、结晶器区域冷却偏强有关。通过适当降低结晶器冷却水量,减弱结晶器区域铸坯的冷却强度,可以减小结晶器的热流,以利于铸坯在结晶器内冷却均匀,减少因冷却偏强产生的铸坯表面缺陷,可对结晶器内弧侧、外弧侧、东侧、西侧的热流减弱处理,适用范围内热流越低,铸坯的表面凹陷和凹槽缺陷的发生率越小。

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对大气环境下的腐蚀性评价,普遍采用的是长期暴露实验测定腐蚀量的方法,但要花费很长时间方能得出结果。测量异种金属腐蚀产生短路电流的acm(大气腐蚀监测器)传感器法从很早就开始使用,日本的辻川等人对传感器进行改良,将其作为环境腐蚀监控法进行广泛应用。由于腐蚀电流与海盐在钢材表面的附着量、环境温度、湿度有关,acm传感器不仅可以检测出钢材表面的浸润程度,还可以得出腐蚀电流与腐蚀速度的关系。

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钢厂常规生产的耐候钢,09CuPCrNi的屈服强度约为400MPa,09CuPTiRE的屈服强度约为345MPa。尽管在目前的试验中采取的工艺条件比较苛刻,一般的大产业生产无法实现,但通过与轧制后钢板的力学性能和铁素体晶粒尺寸相比较,钢板的强度和铁素体晶粒尺寸与大生产的耐候钢相比没有明显的改进。

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采用周浸试验和盐雾试验两种方法对普通碳素钢Q235及超细组织高强度耐候钢板进行加速腐蚀试验,普通碳素钢Q235的腐蚀失重最高,是其它耐候钢的2倍以上,说明它的耐蚀性最差;其它几种钢如09CuPTiRE、09CuPTiRE-Nb、09CuPCrNi、09CuPCrNi-Nb的腐蚀失重只有少量区别,而且RE耐候钢的耐蚀性高于含CrNi的耐候钢,说明在耐候钢中添加Nb对耐蚀性基本没有损害。通过对锈层表面组织的观察及锈层减薄的丈量,含稀土RE的耐候钢与CrNi系耐候钢的锈层形貌有明显差异,关于Nb、RE以及晶粒尺寸对耐候钢耐蚀性的影响有待进一步研究。

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为满足钢板在低温环境下的安全使用,钢板应具有较低的韧脆转折温度,通常采用系列温度冲击试验,测试50%FATT表征韧脆转折温度。在A588和A871成品钢板上取试样进行系列温度冲击试验。采用64mm厚度的A588钢板制作试样,其韧脆转折温度50%FATT约为-40℃,在此温度时钢板的冲击功值约为100J,表现了优良的冲击韧性;而采用26mm厚度钢板制作的A871冲击试样,其50%FATT约为-50℃,该温度下的冲击功也约为100J,同样具有优良的低温冲击韧性。

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硅镇静钢(C:0.29%,Mn:0.8%~1.2%,Si:0.15%~0.40%),LF精炼后钢水中[O]D与水口堵塞和针孔的关系可知:钢水中[O]D控制在(10~20)×10^-6,既可防止水口堵塞,铸坯又无皮下气孔生成,但钢水中[O]D<10×10^-6,水口堵塞的可能性增加,因此应控制好三个因素极为重要:(1)合适的Mn/Si:①Mn/Si低时形成SiO2夹杂,增加了水口堵塞的可能性;②Mn/Si高(>2.5)时生成典型的MnO·SiO2(MnO:4.1%,SiO2:45.9%),夹杂物容易上浮。

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铝镇静钢生产时加入铝来脱氧,加铝量的多少极为重要,可能会发生较少或较多两种情况,可以通过钙处理来解决。(1)加铝较少:[Al]s较低,采用轻钙处理,轻钙处理后生成钙长石或钙黄长石,夹杂物钙长石熔点低(1200~1400℃),在钢液中易上浮,可浇性好,不堵水口,热轧时夹杂物易变形不会发生拉拔脆断现象;(2)加铝较多:[Al]s较高,采用重钙处理,溶解钙与钢水中固相Al2O3生成不同组成的铝酸钙(CaO-Al2O3)夹杂,CaO和Al2O3生成五个中间相,应控制钢中钙含量,避免生成中间相CA6、CA2、CA而生成液相的12CaO·7Al2O3,有利于夹杂物上浮,也能够防止水口堵塞。

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沸腾钢板是由普通碳素结构钢沸腾钢热轧成的钢板。沸腾钢是一种脱氧不完全的钢,只用一定量的弱脱氧剂对钢液脱氧,钢液含氧量较高,当钢水注进钢锭模后,碳氧反应产生大量气体,造成钢液沸腾,沸腾钢由此而得名。沸腾钢含碳量低,由于不用硅铁脱氧,钢中含硅量也低(Si<0.07%)。沸腾钢的外层是在沸腾时所造成的钢液剧烈搅动的条件下结晶成的,故表层纯净、致密,表面质量好,有很好的塑性和冲压性能,没有大的集中缩孔,切头少,成材率高,而且沸腾钢生产工艺简单,铁合金消耗少,钢材本钱低。

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沸腾钢由于有良好的沸腾作用,钢锭可形成一个纯净、坚实的外壳,故轧成的产品表面质量较好,特别适于制造薄板。因其含碳、硅量较低,有良好的焊接、冷弯和冲压性能,如拖拉机箱、汽车壳体等冷冲压件均使用沸腾钢,沸腾钢还可用于轧制一般型钢、中板、线材、窄带和管材。沸腾钢钢锭头部没有集中缩孔,轧制成坯后切头率低,且消耗脱氧剂和耐火材料少,成本较低,但沸腾钢偏析严重、组织不致密、力学性能波动较大,在轧材的不同部位抗拉强度和伸长率有明显差别。

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沸腾钢钢锭的结构可分为5个带:(1)坚壳带:钢液接触模壁后受到强烈冷却,形成由细小等轴晶组成的无气泡的致密、坚实的外壳带,一般厚度为12~25mm;(2)蜂窝气泡带:钢锭下部的柱状晶在向锭心生长时,平行于柱状晶生长方向而逐渐长大成为椭圆形气泡组成;(3)中心坚固带:为防止出现过分严重的偏析在钢液上面加盖封顶后,抑制了碳氧反应,气体停止析出,蜂窝气泡终止生长,而结晶继续进行,形成无气泡的由柱状晶组成的中心坚固带。

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半镇静钢钢锭偏析较小和轧制废品少,成材率可接近沸腾钢,钢材性能却比沸腾钢好,浇注无需强制封顶,特别适宜于快速上注,使铸锭生产能力比沸腾钢更高。半镇静钢的含碳量和含锰量也没有严格限制([c]可为0.05%~0.90%,[Mn]可为0.25%~1.70%,[Si]<0.12‰),还允许含有一定量的合金元素,(如Nb、Cu等),因而可浇铸的钢种多。半镇静钢生产的主要难度是对钢水的脱氧和脱气程度的严格要求。

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钢根据冶炼时脱氧程度的不同,钢可分为以下几种钢:1.沸腾钢:炼钢时仅加入锰铁进行脱氧,脱氧不完全,这种钢液铸锭时,有大量的一氧化碳气体逸出,钢液呈沸腾状,故称为沸腾钢,代号为“F”,沸腾钢组织不够致密,成分不太均匀,硫、磷等杂质偏析较严重,故质量较差,因其成本低、产量高,故被广泛用于一般工程。


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