夾雜物形態(tài)對(duì)鋼材成品的影響,內(nèi)蒙古鈣鋁合金的參與邏輯
鋼材產(chǎn)品從鋼水澆筑成型,再經(jīng)過(guò)軋制、沖壓、拉絲等一系列加工工序,內(nèi)部微小的夾雜物,就有可能引發(fā)各類(lèi)質(zhì)量問(wèn)題
鋼材產(chǎn)品從鋼水澆筑成型,再經(jīng)過(guò)軋制、沖壓、拉絲等一系列加工工序,內(nèi)部微小的夾雜物,就有可能引發(fā)各類(lèi)質(zhì)量問(wèn)題。很多鋼材表面出現(xiàn)的裂紋、內(nèi)部分層,溯源之后,都能找到非金屬夾雜物的影子。鈣鋁合金的應(yīng)用,正是從改變夾雜物形態(tài)的方向入手,降低夾雜帶來(lái)的負(fù)面影響。
固體氧化鋁夾雜,硬度數(shù)值很高。當(dāng)鋼坯進(jìn)入軋機(jī),受到軋輥壓力產(chǎn)生塑性變形的時(shí)候,鋼材基體可以順著受力方向延展。但堅(jiān)硬的氧化鋁顆粒很難產(chǎn)生形變?;w不斷延展、夾雜保持原狀,兩者的接觸面位置就容易出現(xiàn)縫隙??p隙慢慢延伸,就演變成鋼材內(nèi)部微小裂紋。裂紋進(jìn)一步擴(kuò)展,就會(huì)在鋼板表面顯現(xiàn)出起皮、開(kāi)裂缺陷。如果是用來(lái)拉絲的鋼種,硬脆夾雜還會(huì)造成鋼絲拉拔過(guò)程中斷絲。
鈣鋁合金加入鋼水后釋放的鈣元素,與固態(tài)氧化鋁發(fā)生反應(yīng)生成鈣鋁酸鹽。在鋼水的溫度環(huán)境之下,部分鈣鋁酸鹽屬于液態(tài)。液態(tài)夾雜在鋼水流淌過(guò)程中,表面張力會(huì)讓顆粒慢慢變成球形。等到鋼水冷卻,液態(tài)夾雜凝固,形成球狀?yuàn)A雜顆粒。球狀?yuàn)A雜在鋼材軋制的時(shí)候,可以跟著基體一起產(chǎn)生形變,不容易在接觸面產(chǎn)生裂紋。
但這里有一點(diǎn)需要理清,鈣鋁合金只能改變已經(jīng)生成的氧化鋁夾雜。它沒(méi)有辦法阻止鋼水后續(xù)出現(xiàn)二次氧化生成新的氧化鋁。如果精煉結(jié)束之后,鋼水轉(zhuǎn)運(yùn)、澆筑的過(guò)程中和空氣接觸,重新吸入氧氣,新的氧化鋁夾雜還會(huì)生成。就算前期鈣處理工藝做得再好,后期二次氧化生成的夾雜依舊會(huì)帶來(lái)質(zhì)量隱患。所以鈣鋁合金夾雜物改性工藝,和整套防二次氧化的操作配套執(zhí)行。
不同成分比例的鈣鋁合金,鈣、鋁占比不一樣,反應(yīng)之后生成的鈣鋁酸鹽產(chǎn)物種類(lèi)也會(huì)發(fā)生變化。不同種類(lèi)鈣鋁酸鹽熔點(diǎn)各不相同。部分產(chǎn)物熔點(diǎn)高于鋼水溫度,依舊保持固態(tài),改性效果有限;熔點(diǎn)低于鋼水溫度的產(chǎn)物,才可以轉(zhuǎn)變成液態(tài)球狀?yuàn)A雜。鋼廠采購(gòu)鈣鋁合金物料的時(shí)候,不能隨意挑選成分配比,要結(jié)合自己生產(chǎn)線鋼水溫度,提前核算反應(yīng)產(chǎn)物熔點(diǎn)區(qū)間,挑選適配本廠工況的合金物料。
不少工廠剛開(kāi)始接觸鈣處理工藝,會(huì)把所有鋼材爐次都添加鈣鋁合金。實(shí)際上,部分對(duì)內(nèi)部夾雜管控寬松的普通鋼材,沒(méi)有必要開(kāi)展這項(xiàng)工序。額外添加鈣鋁合金只會(huì)增加生產(chǎn)成本。鋼廠可以先劃分鋼種清單,挑選那些后續(xù)加工工序多,對(duì)內(nèi)部夾雜敏感的鋼種優(yōu)先開(kāi)展鈣鋁合金改性試驗(yàn)。
夾雜物管控是煉鋼行業(yè)長(zhǎng)期研究的方向,鈣鋁合金屬于眾多處理手段當(dāng)中的一類(lèi)。鋼廠在落地這項(xiàng)工藝的時(shí)候,需要把改性工序放到整套煉鋼流程當(dāng)中統(tǒng)籌看待,兼顧脫氧、防二次氧化、物料配比、加料時(shí)機(jī)等多項(xiàng)條件,一步步減少夾雜物給成品鋼材帶去的不良影響。