含Ni系列钢氧化铁皮的去除

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热温度不均匀, 则会造成钢锭或钢坯因温度应力
作用, 造成开裂〔1〕。所以在装模具钢时温度应稍低 一些, 一般为 600~700℃, 为使钢在炉内充分预 热, 消除温度应力的作用, 焖钢是必要的。此外升 温速度的控制应保证钢锭的均匀加热, 避免钢锭 因急剧升温引起的开裂。相应增加了钢锭的总在 炉加热时间。由于钢在 900℃左右时, 开始相变, 内部组织奥氏体化, 为保证相变的完全, 在 950℃ 保温是必要的。921B 钢相对于模具钢来说, 合金 成分 更高, 是低碳 CrNiM oV 钢, 其 成分 因子 较 大, 焖钢和升温速度的控制是必要的。升温时的温 度应以 700℃为起始点, 一方面可保证钢不至于 急剧温升而开裂, 另一方面缩短了加热期的时间。 13M nNiMo NbR 与 09M nNiDR 为 压 力容 器钢, 其合 金成分 相对于 模具钢 P 20、2311、2738、718 等钢种, 合金成分较低, 导热系数较高, 其焖钢时
第 7 卷第 6 期
·生产实践·
宽厚板
·1 9·
含 Ni 系列钢氧化铁皮的去除
赵 晖
( 舞阳钢铁有限责任公司轧钢厂)
摘 要 本文通 过对含 N i 钢的加热 工艺实践分 析, 提 出其加热工 艺的改进, 从而达 到较好的 除鳞效果, 获得良好的钢板表面质量。 关键词 含 N i 钢的加热工艺 氧化 铁皮 除鳞
宽厚板 间与升温速度的控制按Ⅱ组钢的规定执行, 可以
满足加热工艺及质量的要求。
·2 1·
表 2 不同钢种的化学成分 ( % )
钢种
C
Si
Mn
S
P
Cr
Ni
Mo
V
W
P 20
0. 35
0. 35
1. 15


1. 70



0. 01
0. 02

0. 38
0. 45
1. 30
1. 80
0. 45 ~
0. 50
Removal of Scale on Ni- containing Series Steel
Zhao Hui
( Plate- r olling Plant o f Wuyang Iro n and Steel Co. Lt d)
Abstract T his paper thr oug h analy sis of heat ing pr ocess pr actice o f N i- containing steel, puts fo rw or d impr ov ement to the hea ting pr ocess so as t o achieve better scale- r emov ing effect and obtain ex cellent sur face quality o f the plate Keywords Heating pr ocess of N i- containing steel, Scale Scale r emov al
体增加, 从而加剧了氧在钢中的扩散, 氧化加 剧〔4〕, 铁皮粘性增大, 这是它与其它普通钢显著的 区别, 但在保温时间延长的情况下, 也易出现铁皮 不掉, 这主要是由于随着保温时间的延长, 氧化铁 皮层也越厚的原因, 因此该系列钢种均热时间不 宜过长。 2. 2 加热工艺改进
根据前面的分析与实践, 含 Ni 系列钢的加热 工艺改进如下。 2. 2. 1 钢锭加热工艺
1. 60
≤ 0. 015
≤ 0. 025
0. 20 ~
0. 40
0. 60 ~
1. 00
0. 20 ~
0. 40
09M nNi DR
≤ 0. 012
0. 15 ~
0. 50
1. 20 ~
1. 60
≤ 0. 015
≤ 0. 025
0. 30 ~
0. 80
921B
0. 085
0. 29
0. 47
0. 002
2) 加 热 速 度 9 ~ 10min/ cm, 最 快 不 大 于 11m in/ cm。
3 加热工艺的实施
3. 1 均热炉的加热 均热炉的操作应作如下要求: 1) 均热炉仪表显示准确, 特别是温度表的显
示, 否则, 按照可比温度适当调整, 满足实际钢温
与曲线要求一致为原则;
2) 严格按照加热工艺曲线执行;
表 3 不同均热温度时间各钢种 的铁皮厚度( mm)
温度℃ P20 2311 2738 718
13M n N iM oN bR
09M nN iD R
1280 4~5 3~4 2~4 2~4
3~4
3~4
1220 2~3 1~3 1~3 1~3
1~3
2~3
921B 2~4
从试验对比分析看出, 上述钢在 1 280℃保温 状态下, 铁皮基本不掉, 所形成的铁皮显气孔率明 显大于 1 220℃保温状态下的显气孔率, 外观上看 蜂窝状层较厚, 而显气孔率越大, 铁皮的粘性越 大, 越不易去除〔3〕。经大量的实践探索, 含 N i 钢在 1 200~1 240℃之间保温, 铁皮基本可 以用除鳞 箱高压水去除( 高压水压力为 17M P a 左右) 。相对 其它普碳钢系列, 含 Ni 钢种的另一个显著特点就 是, 在高温时, Ni 与炉气中的 S 发生反应形成熔 点更低的 NiS 网状组织, 熔化破坏了钢锭在较低 温度下形成的保护膜, 使钢在加热过程中 铁素
0. 006
1. 02
3. 18
0. 33
0. 55
0. 01
2. 1. 3. 2 含 Ni 钢铁皮形成机制 由于钢在 1 000℃以下的氧化速度较慢, 而在
1 000℃以上特别是在 1 200℃以上, 钢的氧化速 度成倍的增长, 因此钢的氧化铁皮主要是在高温
期的加热和均热阶段形成的, 而高温期炉温与炉 内气氛, 对铁皮的结构、粘性, 厚度有较大的影响, 铁皮的粘性、厚度越大, 越不易去除〔2〕。试验中收 集的不同炉温下铁皮厚度如表 3。
1 前言
舞 钢 目前 开 发 的含 Ni 钢 有 模 具 钢 2311, P 20, 718, 容 器 钢 09MnNiDR, 13MnNiM oNbR ( BHW35) , 921B, 建 筑 用 钢 SM 570, 军 工 用 钢 603, GY4 等, 并且合同多, 产量大。但由于加热时 形成的一次氧化铁皮难以去除, 导致钢板修磨量 大, 表面外观质量差, 生产周期长, 生产成本增加, 交货期难以保证等, 影响了该类钢的正常生产。因 此解决上述问题是公司开发新产品, 合金钢批量 生产成功的必由之路。
5
5
5
3
5
1. 5
3
累计
5
10
15
18
23
24. 5
27. 5
炉温为 600~650℃时, 将 921B 钢锭装入炉 内焖钢 5h, 然后升温。其加热时间为 28h。
从生产的 4 支钢锭来看, 表面铁皮基本没掉, 钢坯须大面积扒皮或刨削, 才可进入连续炉加热。 2. 1. 3 含 Ni 钢的加热过程
2 试验条件
钢锭的加热, 在上部单烧嘴结构的均热炉内, 钢坯的加热是在推钢式连续加热炉内, 燃料为重 油。然而由于缺乏实验室高压水除鳞条件, 只有通 过实际生产中探索除鳞效果。 2. 1 钢锭的加热 2. 1. 1 均热炉的设备情况
由于钢锭的加热受炉内气氛、炉压、炉温等诸 多因素的影响, 各坑的生产条件不一样, 有的坑由
1. 80
1. 10 ~
1. 30
0. 20 ~
0. 30
718
0. 35
0. 35
1. 15


1. 70
1. 20
0. 40



0. 01
0. 020



0. 38
0. 45
1. 30
1. 80
1. 30
0. 50
13M nNi M oNbR
≤ 0. 015
0. 15 ~
0. 50
1. 20 ~
于翻板失灵, 炉压无法控制, 有的坑渣位高, 有的 坑渣位低, 炉温显示准确度差, 火焰长短不一致, 因此该钢的生产过程受诸多不良条件影响。一般 情况下, 含 Ni 钢在如下条件下取得较好的加热质 量和除鳞效果:
1) 炉温反映准确; 2) 炉压易于控制; 3) 渣位较低; 4) 火焰稳定; 从试生产情况分析, 均热炉应满 足以上条件, 是执行加热工艺的重要保证。 2. 1. 2 钢锭加热工艺 1) 原 P20、2311、2738、718 钢锭加热工艺( 见 图 1) 。 保温时间根据不同锭型规定如下: 升温速度: 1 100℃以上速度不限。 锭型( t ) 11. 7 13. 54 21. 35 27. 99 时间( h) 5 5. 5 7 8 按此加热工艺, 钢锭上的一次铁皮基本不掉, 曾经多次采集氧化铁皮块观察, 所形成的一次铁
P20、2311、2738、718 钢坯 的加 热作 如下 要
求:
1) 加热温度根据钢坯的温度高低可按下限或
2 3 4 5 6
降温温度( ℃) 1 150 1 000 950 900 850 800
宽厚板
6) 推迟轧制时间与提前轧钢时间按如下要求
执行
锭型( t )
< 21 > 21
提前时间( min) ≤30 ≤20
推迟时间( min) ≤40 ≤50
3. 2 连续炉的加热
由于含 Ni 量及其它合金成分的不同, 所形成 的铁皮化学组成及结构也不同, 有必要对钢的化 学成分进行分析( 表 2) 。
由表 2 中可知: P20 钢不含 Ni, 但含 Cr 、M o 高, 2311 含 Ni 量 为 0. 20% ~ 0. 40% , 2738、718 含 Ni 量为 1. 10% ~1. 30% , 13M nNiM oNbR 含 Ni 为 0. 60% ~1. 00% , 09M nNiDR 含 Ni0. 30% ~0. 80% , 921B 含 Ni 为 3. 18% , 同时不同 程度 的含有 Cr, 该类钢含 Ni, Cr 量较高, 其导温性差, 在高温下, 其强度和塑性急剧下降, 因此若钢的加
3) 921B 钢是抚顺钢厂冶炼的属于合金钢, 原 加热工艺参见表 1。
图 1 模具钢在均热 炉的原加热工艺
表 1 921B 钢在均热炉的原加热工艺
操作项目 焖钢 ≤40℃/ h ≤60℃/h
900℃
≤100℃/ h
升温时间 升温时间 保温时间 升温时间
1300℃ 均热时间
1280℃ 均热时间
时间( h)
1) P 20, 2311, 718, 2738 钢锭加热工艺( 括号
·22·
内为 2738、718 钢锭保温温度) 见图 2。 保温时间, 锭型应满足轧 钢要求, 适当 延长
为: 锭型( t ) 11. 7 13. 54 20. 75 27. 99
2001 年第 6 期
时间( h) ≥6 ≥6. 5 ≥11 ≥12 2) 13M nNiM oNbR, 09M nNiDR 钢锭加热工
艺曲线如图 3。
图 2 含 N i 模具钢锭的加热工艺
图 3 含 N i 容器钢锭的加热工艺
2. 2. 3 钢坯的加热工艺 P20、 2311、2738、 718、13M nNiMo NbR、
09M nNiDR 钢坯加热时按如下加热工艺执行, 可 获得较好的除鳞效果与轧制板形:
1) 最高加热温度 1 240~1 260℃( 加热段) , 均热段 1 220~1 240℃;
·20·
皮厚度与结构有所不同, P20, 2311 钢所形成的氧 化铁皮较厚, 一般为 3~5mm, 结构较疏松, 2738, 718 钢锭所形成的氧化层较薄, 一般为 1~3mm , 结构较致密。
2) 13MnNiM oNbR、09M nNiDR 钢锭原加热
2001 年第 6 期
工艺是按照Ⅱ组钢加热, 最高加热温度 1 280℃, 生产实践证明 80% 的钢锭铁皮难以去除, 说明原 加热工艺存在不足之处。
3) 加热期应大风量, 阀位 75% ~100% , 负炉
压, 压力为- 35~- 25P a, 均热期风量适当减少,
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阀位 40% ~60% , 炉压为- 25~- 10Pa;
4) 火焰不允许直喷钢锭表面, 确保钢锭头部
不化钢;
5) 严格遵守待轧降温制度, 待轧降温制度按
如下要求执行。
待轧时间( h) 1
2311
0. 35 ~
0. 38
0. 35 ~
0. 45
1. 15 ~
1. 30
≤ 0. 07
≤ 0. 015
1. 70 ~
1. 80
0. 20 ~
0. 40
0. 20 ~
0. 40
2738
0. 35 ~
0. 38
0. 35 ~
0. 45
1. 15 ~
1. 30
≤ 0. 07
≤ 0. 015
1. 70 ~
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