目前,國(guó)內(nèi)、外耐磨板材產(chǎn)品的生產(chǎn)流程為:首先采用固定式電渣重熔工藝生產(chǎn)規(guī)格為(350×1250×2000)mm的耐磨板坯,然后采用粗軋機(jī)將板坯厚度減小至200mm厚以下,最后再進(jìn)軋機(jī)軋制成中厚板、熱軋卷、冷軋板等。該生產(chǎn)工藝增加了電渣板坯的開(kāi)坯工序,生產(chǎn)流程長(zhǎng),生產(chǎn)成本、能耗增加。國(guó)內(nèi)外很多大公司均采用該流程生產(chǎn),其中包括德國(guó)迪林根公司、日本JFE鋼鐵、美國(guó)ATI公司等。
采用T型結(jié)晶器抽錠電渣重熔方式直接生產(chǎn)出厚度小于200mm的電渣板坯,該板坯可以直接進(jìn)入軋機(jī)軋制成中厚板、熱軋卷,節(jié)省中間的鍛造開(kāi)坯工序,生產(chǎn)成本、能耗降低。目前,國(guó)、內(nèi)外未見(jiàn)在這一領(lǐng)域的研究。
生產(chǎn)流程優(yōu)化研究所采用的電極為中頻感應(yīng)爐+AOD精煉的方式冶煉規(guī)格為(90×320×3500)mm的電極,拼焊成兩支規(guī)格為(90×1320×3500)mm的電渣重熔用電極,電極表面平整、光潔、無(wú)凸起和氧化皮,試驗(yàn)材料為JFE-C400耐磨板。
在化渣爐內(nèi)將烘烤充分的CaF2、Al2O3、CaO、MgO、SiO2五元渣系熔清,然后將液渣注入結(jié)晶器中,采用雙極串聯(lián)板坯抽錠電渣重熔爐生產(chǎn),通過(guò)設(shè)計(jì)抽錠電渣重熔用渣系、電極的熔化速度、冷卻條件等,解決了耐蝕合金扁錠抽錠電渣重熔過(guò)程中的漏鋼、漏渣造成的表面質(zhì)量差問(wèn)題,Ti元素?zé)龘p問(wèn)題,最終冶煉出表面質(zhì)量良好、化學(xué)成分合格、熱塑性良好的扁錠,電渣扁錠的規(guī)格為:200mm(厚)×1250mm(寬)×3000mm(長(zhǎng)),單重6噸。
將表面打磨好的電渣扁錠放入天然氣加熱爐均溫區(qū),加熱至1200℃,保溫5h,出爐后高壓水除鱗,采用3300四輥可逆軋機(jī)進(jìn)行熱軋,軋制過(guò)程沒(méi)有出現(xiàn)裂紋缺陷,熱軋板規(guī)格為:100mm(厚)×1250mm(寬)×6000mm(長(zhǎng)),軋后空冷。試驗(yàn)結(jié)果如下:
(1)沿JFE耐磨板合金扁錠厚度方向取樣,進(jìn)行結(jié)晶組織分析發(fā)現(xiàn),無(wú)疏松、白亮帶、皮下氣泡、翻皮、白點(diǎn)、軸心晶間裂紋、內(nèi)部氣泡、非金屬夾雜物及夾渣、異金屬夾雜物等缺陷。電渣扁錠由邊緣細(xì)等軸晶區(qū)與中間柱狀晶區(qū)兩部分組成,其中細(xì)等軸晶區(qū)約占7%,柱狀晶區(qū)約占93%,心部無(wú)粗大的等軸晶區(qū),柱狀晶生長(zhǎng)方向與軸向的夾角約為40°,該夾角小于電渣錠結(jié)晶組織的理想夾角45°。研究表明采用抽錠電渣重熔工藝生產(chǎn)的JFE-C400耐磨板電渣扁錠具有較好的組織結(jié)構(gòu)。
?。?)熱軋板坯表面平整,無(wú)軋制裂紋,熱軋板經(jīng)超聲波探傷后心部無(wú)裂紋,JFE-C400耐磨板電渣板坯具有良好的熱變形性能。板坯經(jīng)熱處理后,力學(xué)性能滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求,組織、耐磨性能良好:RP0.2270/255MPa,Rm620/625MPa,A45.0/45.0%,晶粒度6.0。
(3)耐磨板生產(chǎn)流程省去了中間開(kāi)坯工序,優(yōu)化了生產(chǎn)流程。