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連鑄無縫鋼管坯表面氬氣泡疤的防止

2018-08-29   來源:   點擊數:60次 選擇視力保護色: 杏仁黃 秋葉褐 胭脂紅 芥末綠 天藍 雪青 灰 銀河白(默認色)   合適字體大小:
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 中國無縫管網品牌訊息:連鑄無縫鋼管坯表面質量的好壞是影響產品合格率以及生產成本的重要因素,38CrMoAl鋼管和40鋼無縫管同屬于結構鋼,含碳量在0.45%以下.但由于內部含有的合金元素以及數量有明顯的差異,因此其氮化后的性能也就不同。38CrMoAl鋼管是氮化用鋼,其含碳量適中?確保了材料具有足夠的強度,合金元素鉬、鉻不僅能提高淬透性,而且也提高了心部基體的強度,而鉬還具有降低鋼的回火脆性的作用。 鋁是提高氮化層硬度的重要元素,十分穩定,即使在1000°C的溫 度下也不會分解。綜上所述,該無縫鋼管經過氮化后使工件的硬度、耐磨性、疲勞強度等均有很大的提高。
 
40鋼無縫管為中碳鋼,主要用于制作抗蝕氮化件,進行的是抗蝕氮 化處理,既可提高其抗蝕能力,也可提高表面硬度,40鋼無縫管的氮化 一般是同淬火加熱合并進行的,氮化溫度按照無縫鋼管的淬火溫度來確 定,淬火劑一般是依據無縫鋼管的化學成分而定,冷卻介質為水或油。一般而言影響20#無縫管尺寸穩定的因素有以下幾個方面:
 
①淬火組織中的殘余奧氏體是不穩定性的,在室溫下放置過程中會自發分解,并向馬氏體轉變,從而引起體積的膨脹;
 
②馬氏體分解析出細小的分散的碳化物,造成馬氏體正方f變 減小,使體積收縮;
 
③殘余應力的重新分布造成了20#無縫管尺寸的變化,其存在會引起彈性變形,部分轉變成塑性變形,引起20#無縫管最長邊方向的尺寸縮小。
 
可以了解到上述三個過程中任何一個過程有了變化均會引起微〔 小尺寸的變化,但對于高精度的20#無縫管而言,是不允許的,因此在熱處理過程中應當消除這些不穩定的因素,才能確保20#無縫管尺寸的穩定。保證良好的連鑄無縫鋼管坯表面質量是鑄坯熱送和直接軋制的前提條件。鑄坯表面缺陷形狀各異,形成原因是復雜的。除了常見的裂紋、夾渣等,還可能出現鑄無縫鋼管坯表面氬氣泡疤。 
 
在生產45優碳鋼等鋼種的寬板坯時,鑄坯表面常會出現氬氣泡疤缺陷。鑄坯表面氬氣泡疤產生的原因如下:在生產中將氬氣吹入水口,在水口內部形成正壓,防止空氣卷入。氬氣泡在水口內和鋼水充分混合,當吹入到水口的氬氣與鋼液一起從浸入式水口出口流出時,碰到結晶器窄面后會形成上、下兩個回旋區。上回旋區的氣泡隨著鋼液流動容易排出,而下回旋區的氣泡則不容易排出,未排出的氣泡在結晶器中被凝固前沿所捕捉,就會在鑄坯上形成泡疤缺陷,并且這些氣泡在鑄坯上呈不均勻分布。
 
中國無縫管網品牌訊息:鑄坯表面捕捉氬氣泡的情況受諸多因素的影響,其中氬氣泡的大小、吹氣量和拉速是影響氬氣泡捕捉的關鍵因素,這些因素決定氣泡的沖擊深度及氬氣泡沖擊到結晶器下部的量。研究證明,直徑大于500微米的氣泡的上浮速度比拉速大,在上浮過程中會被捕捉,引起成品材表面缺陷,特別是在不恰當的操作條件下易于發生。比如:吹氣量較大而拉速相對較低時,這些氣泡會沖擊到熔池下部;而當拉速較大而吹氣量相對較小時,流股同結晶器窄面相碰后向下流動的速度較大,氬氣泡同樣會沖擊到熔池的下部。另外,結晶器的寬度、水口的浸入深度、水口的側孔面積和水口的出口傾角都會影響氬氣泡在結晶器內的沖擊深度。 
 
模擬試驗表明:進入結晶器內的氣體量隨著上水口和塞棒吹氣量的增加而顯著增加;吹氣量相同時,上水口吹入結晶器的氣體比率和氣體量比塞棒吹入的大;吹入水口的氬氣泡,經鋼水高溫加熱后體積膨脹5~6倍,氬氣泡的大小隨吹氣量、水口孔徑的增加而增大,隨流體流速的增加而減小。當流股在水口和結晶器內呈紊流狀態時,大氣泡可能分裂成若干個小氣泡,小氣泡隨后也可能相互碰撞聚合成大氣泡。直徑0.5mm的氣泡上浮速度為17.11cm/s,吸附夾雜后上浮速度比原來有所降低。小水口角度下氣泡更容易為窄面坯殼捕捉;如拉速增加,氣體分布最大位置向窄面靠近,則更容易為窄面坯殼捕捉,即更容易出現氬氣泡疤缺陷。 
 
針對無縫鋼管鑄坯表面氬氣泡疤缺陷發生的成因和影響因素,可采取以下措施:以生產45優碳鋼為例,在保持Ar氣、O2氣總管壓力和流量穩定的前提下,水口浸入深度保持在150~200mm,拉速穩定保持在1.0~1.2m/min,塞棒、上水口氬氣及上下水口間氬封氬氣流量均保持在小于1.1L/min。此時,Ar氣流量、壓力及工藝參數間的配合趨于合理,既保證了表面鋼流及彎月面活躍,又不致使表面波動過大,利于夾雜和氣泡上浮,防止了水口堵塞,可以有效減少氬氣泡捕捉,從而避免發生鑄坯表面氬氣泡疤缺陷。中國無縫管網品牌訊息 
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