目前,國內、外耐磨板材產品的生產流程為:首先采用固定式電渣重熔工藝生產規(guī)格為(350×1250×2000)mm的耐磨板坯,然后采用粗軋機將板坯厚度減小至200mm厚以下,最后再進軋機軋制成中厚板、熱軋卷、冷軋板等。該生產工藝增加了電渣板坯的開坯工序,生產流程長,生產成本、能耗增加。國內外很多大公司均采用該流程生產,其中包括德國迪林根公司、日本JFE鋼鐵、美國ATI公司等。
采用T型結晶器抽錠電渣重熔方式直接生產出厚度小于200mm的電渣板坯,該板坯可以直接進入軋機軋制成中厚板、熱軋卷,節(jié)省中間的鍛造開坯工序,生產成本、能耗降低。目前,國、內外未見在這一領域的研究。
生產流程優(yōu)化研究所采用的電極為中頻感應爐+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、無凸起和氧化皮,試驗材料為JFE-C400耐磨板。
在化渣爐內將烘烤充分的CaF2、Al2O3、CaO、MgO、SiO2五元渣系熔清,然后將液渣注入結晶器中,采用雙極串聯板坯抽錠電渣重熔爐生產,通過設計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程中的漏鋼、漏渣造成的表面質量差問題,Ti元素燒損問題,最終冶煉出表面質量良好、化學成分合格、熱塑性良好的扁錠,電渣扁錠的規(guī)格為:200mm(厚)×1250mm(寬)×3000mm(長),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3300四輥可逆軋機進行熱軋,軋制過程沒有出現裂紋缺陷,熱軋板規(guī)格為:100mm(厚)×1250mm(寬)×6000mm(長),軋后空冷。試驗結果如下:
?。?)沿JFE耐磨板合金扁錠厚度方向取樣,進行結晶組織分析發(fā)現,無疏松、白亮帶、皮下氣泡、翻皮、白點、軸心晶間裂紋、內部氣泡、非金屬夾雜物及夾渣、異金屬夾雜物等缺陷。電渣扁錠由邊緣細等軸晶區(qū)與中間柱狀晶區(qū)兩部分組成,其中細等軸晶區(qū)約占7%,柱狀晶區(qū)約占93%,心部無粗大的等軸晶區(qū),柱狀晶生長方向與軸向的夾角約為40°,該夾角小于電渣錠結晶組織的理想夾角45°。研究表明采用抽錠電渣重熔工藝生產的JFE-C400耐磨板電渣扁錠具有較好的組織結構。
?。?)熱軋板坯表面平整,無軋制裂紋,熱軋板經超聲波探傷后心部無裂紋,JFE-C400耐磨板電渣板坯具有良好的熱變形性能。板坯經熱處理后,力學性能滿足國際標準要求,組織、耐磨性能良好:RP0.2270/255MPa,Rm620/625MPa,A45.0/45.0%,晶粒度6.0。
?。?)耐磨板生產流程省去了中間開坯工序,優(yōu)化了生產流程。