35#鋼管

　　興澄特鋼的126t/h步進梁式加熱爐具有對鋼坯進行四面加熱的優點，在對大多數鋼種進行加熱時可以體現出高的加熱效率，標準加熱時間只有160min。但對35#鋼管而言，則嫌爐長太短，給在連續生產中兼顧合適的加熱速度和足夠的擴散時間帶來一定的難度。35#鋼管加熱中的主要問題：

　　1.與其它鋼種相比，35#鋼管加熱有其特殊性。

　　(1)由于(yu)(yu)35#鋼(gang)(gang)管的(de)(de)碳含(han)量很高，因此(ci)對(dui)(dui)加熱(re)(re)速(su)度(du)非常(chang)敏感，冷坯(pi)(pi)(pi)加熱(re)(re)極(ji)易(yi)產(chan)生(sheng)(sheng)“鳥巢裂口”。在(zai)加熱(re)(re)過程中(zhong)，熱(re)(re)量的(de)(de)傳導(dao)總是由表(biao)及(ji)里的(de)(de)，從鋼(gang)(gang)坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)表(biao)面(mian)到(dao)中(zhong)心(xin)存在(zai)著溫度(du)梯度(du)，相應(ying)(ying)地，在(zai)鋼(gang)(gang)坯(pi)(pi)(pi)內部也會產(chan)生(sheng)(sheng)熱(re)(re)應(ying)(ying)力(li)(li)。熱(re)(re)應(ying)(ying)力(li)(li)作(zuo)用的(de)(de)結(jie)果，體現為(wei)鋼(gang)(gang)坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)表(biao)層受(shou)到(dao)壓應(ying)(ying)力(li)(li)，而(er)鋼(gang)(gang)坯(pi)(pi)(pi)中(zhong)心(xin)及(ji)周圍一定范圍的(de)(de)區(qu)域內會受(shou)到(dao)拉(la)應(ying)(ying)力(li)(li)。當應(ying)(ying)力(li)(li)超過鋼(gang)(gang)坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)極(ji)限強(qiang)度(du)時(shi)(shi)(shi)，就會發生(sheng)(sheng)開裂。熱(re)(re)應(ying)(ying)力(li)(li)的(de)(de)大小取決于(yu)(yu)升溫速(su)度(du)、鋼(gang)(gang)坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)導(dao)熱(re)(re)系數(shu)、比(bi)熱(re)(re)、密度(du)以及(ji)成分等因素(su)，一般來說，鋼(gang)(gang)坯(pi)(pi)(pi)的(de)(de)含(han)碳量越(yue)高，升溫速(su)度(du)越(yue)快，加熱(re)(re)時(shi)(shi)(shi)產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)(de)熱(re)(re)應(ying)(ying)力(li)(li)越(yue)大。通常(chang)情況下，材料(liao)耐(nai)壓強(qiang)度(du)要大于(yu)(yu)抗拉(la)強(qiang)度(du)，因此(ci)一旦發生(sheng)(sheng)破壞(huai)，總是先在(zai)鋼(gang)(gang)坯(pi)(pi)(pi)中(zhong)心(xin)產(chan)生(sheng)(sheng)裂紋(wen)，再逐漸向外擴展(zhan)，嚴重時(shi)(shi)(shi)伸展(zhan)到(dao)表(biao)面(mian)造成斷(duan)裂。這(zhe)(zhe)種情況對(dui)(dui)連(lian)鑄坯(pi)(pi)(pi)更(geng)加明顯，因為(wei)連(lian)鑄坯(pi)(pi)(pi)中(zhong)心(xin)部位是低熔點(dian)組(zu)分和雜質富集的(de)(de)地方，強(qiang)度(du)最低，甚至(zhi)還(huan)存在(zai)拉(la)澆時(shi)(shi)(shi)形成的(de)(de)間斷(duan)性(xing)縮孔，所(suo)有這(zhe)(zhe)些都使(shi)連(lian)鑄坯(pi)(pi)(pi)對(dui)(dui)加熱(re)(re)速(su)度(du)比(bi)鋼(gang)(gang)錠(ding)更(geng)加敏感。大斷(duan)面(mian)的(de)(de)鋼(gang)(gang)坯(pi)(pi)(pi)(錠(ding))更(geng)容易(yi)產(chan)生(sheng)(sheng)這(zhe)(zhe)種缺陷。因為(wei)這(zhe)(zhe)種裂縫有其特殊的(de)(de)形貌，人們形象地稱之為(wei)“鳥巢裂口”。

　　(2)高(gao)碳鉻(ge)35#鋼(gang)管對成(cheng)(cheng)分(fen)均勻性有(you)很(hen)高(gao)的要(yao)求，對碳化物液(ye)析(xi)(xi)、帶狀(zhuang)、中心(xin)碳偏等成(cheng)(cheng)分(fen)偏析(xi)(xi)級(ji)別有(you)嚴格(ge)的規定。這些(xie)缺陷在(zai)(zai)連鑄(zhu)坯上總是(shi)或多或少(shao)地存(cun)在(zai)(zai)著，在(zai)(zai)冶金環節(jie)除了(le)通(tong)過對成(cheng)(cheng)分(fen)、過熱度、拉速和(he)配水量等方面采取措施進行控制以外，在(zai)(zai)加熱爐(lu)(或均熱爐(lu))中通(tong)過擴(kuo)(kuo)散退火也可以降低液(ye)析(xi)(xi)和(he)帶狀(zhuang)級(ji)別。對步(bu)進梁式加熱爐(lu)來說，要(yao)在(zai)(zai)連續(xu)生(sheng)產中確保足夠(gou)的擴(kuo)(kuo)散時間，有(you)相當的難(nan)度。

　　2防止產生“鳥巢裂口"的措(cuo)施(shi)

　　2.1發揮工藝流程優勢(shi)。實行(xing)熱(re)送熱(re)裝(zhuang)

　　有研究認為，在(zai)(zai)550℃~--600℃以下，可(ke)(ke)以近似地將(jiang)鋼(gang)(gang)坯看成剛性(xing)體，用材料(liao)的(de)(de)(de)(de)彈性(xing)極限來校核溫(wen)度應力(li)和(he)升溫(wen)速度；超過這(zhe)(zhe)個溫(wen)度后，由于(yu)材料(liao)塑性(xing)得到改善，可(ke)(ke)以通過自身的(de)(de)(de)(de)塑性(xing)變形來消除溫(wen)度應力(li)，開裂(lie)的(de)(de)(de)(de)危險將(jiang)不(bu)復存在(zai)(zai)。興澄特鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)優勢之一(yi)就是(shi)工藝流程和(he)平面(mian)(mian)布置在(zai)(zai)設(she)計時(shi)就考慮(lv)了(le)連鑄坯直接熱(re)(re)送(song)(song)。正(zheng)常情況下，熱(re)(re)送(song)(song)坯人爐時(shi)表(biao)面(mian)(mian)溫(wen)度可(ke)(ke)達650℃～7o0℃，中心溫(wen)度還遠(yuan)高于(yu)這(zhe)(zhe)個數值(zhi)。也就是(shi)說，35#鋼(gang)(gang)管(guan)如(ru)果熱(re)(re)送(song)(song)，就可(ke)(ke)以基(ji)本不(bu)受加熱(re)(re)速度的(de)(de)(de)(de)限制。幾(ji)年來，35#鋼(gang)(gang)管(guan)的(de)(de)(de)(de)熱(re)(re)裝比穩定在(zai)(zai)9O左(zuo)右，既防止了(le)熱(re)(re)應力(li)裂(lie)紋的(de)(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)，又(you)大幅度地降低了(le)燃料(liao)消耗。

　　2.2制定合(he)理(li)的(de)冷坯加熱工(gong)藝。

　　分(fen)批消化35#鋼管冷(leng)(leng)坯(pi)生產(chan)35#鋼管時，由(you)于加(jia)熱能力(li)小于連(lian)鑄能力(li)，并(bing)且有些(xie)情況下連(lian)鑄坯(pi)必須下線緩冷(leng)(leng)，所以(yi)有大約1O的(de)35#鋼管坯(pi)要冷(leng)(leng)態裝入加(jia)熱爐。在熱送貫通以(yi)前的(de)一(yi)(yi)段時間，35#鋼管以(yi)冷(leng)(leng)裝居(ju)多，興(xing)澄特鋼摸索(suo)出一(yi)(yi)套冷(leng)(leng)裝35#鋼管的(de)加(jia)熱工藝，雖然(ran)加(jia)熱效率(lv)較低，但作為正常生產(chan)的(de)一(yi)(yi)種補(bu)充，在確(que)保產(chan)品質量和維持生產(chan)平衡(heng)方面發揮(hui)了(le)重要作用。

　　2.3發揮保溫爐的(de)冷坯(pi)預熱功能。提高加熱爐的(de)加熱效率

　　興澄特鋼的(de)(de)多功(gong)能保(bao)溫爐(lu)(lu)的(de)(de)功(gong)能之一(yi)，就是(shi)可(ke)以(yi)將(jiang)冷坯(pi)(pi)按(an)規定速(su)度(du)預熱(re)至800℃左右。做(zuo)法是(shi)：先在(zai)保(bao)溫爐(lu)(lu)中(zhong)以(yi)合適的(de)(de)速(su)度(du)將(jiang)口300inIn235#鋼管連鑄坯(pi)(pi)預熱(re)到800℃，使(shi)之脫離(li)熱(re)裂敏感區，再以(yi)熱(re)送的(de)(de)方式進(jin)(jin)入加(jia)熱(re)爐(lu)(lu)中(zhong)進(jin)(jin)行進(jin)(jin)一(yi)步(bu)加(jia)熱(re)和擴散退(tui)火，這樣加(jia)熱(re)爐(lu)(lu)的(de)(de)產(chan)量可(ke)以(yi)達到90t/h，較之直接(jie)在(zai)加(jia)熱(re)爐(lu)(lu)中(zhong)加(jia)熱(re)冷坯(pi)(pi)，加(jia)熱(re)效率有明顯的(de)(de)提高。并且在(zai)保(bao)溫爐(lu)(lu)中(zhong)進(jin)(jin)行預熱(re)是(shi)完全離(li)線(xian)的(de)(de)過程，期間加(jia)熱(re)爐(lu)(lu)和整(zheng)條生(sheng)產(chan)線(xian)都可(ke)以(yi)按(an)自己的(de)(de)節奏組織(zhi)正常(chang)生(sheng)產(chan)。

　　3積極進行設備(bei)改造和工藝優化

　　3.1把(ba)握連鑄坯(pi)與模鑄鋼(gang)錠的不同

　　確定(ding)合理的擴散時間(jian)鑄坯(錠)組織(zhi)中(zhong)枝晶(jing)偏(pian)析可以在(zai)加(jia)熱過程中(zhong)通過高(gao)溫擴散來緩(huan)解或消除(chu)，碳化物液析和帶狀是鑄造(zao)時的枝晶(jing)偏(pian)析在(zai)軋(ya)材中(zhong)的表現形式。傳(chuan)統的模鑄一(yi)開坯的生產方式，通常(chang)要在(zai)均熱爐或加(jia)熱爐中(zhong)進行3～4h以上的擴散退火。

　　可(ke)見，枝(zhi)晶(jing)間(jian)距(ju)對擴散時(shi)間(jian)有(you)顯著影響。連(lian)鑄(zhu)坯(pi)在組(zu)(zu)(zu)織(zhi)上與鋼錠有(you)很大(da)(da)的(de)(de)區別。模鑄(zhu)是自(zi)然冷(leng)卻(que)的(de)(de)澆鑄(zhu)過(guo)程，形(xing)成的(de)(de)枝(zhi)晶(jing)比較發(fa)達(da)；而(er)連(lian)鑄(zhu)坯(pi)的(de)(de)結(jie)晶(jing)過(guo)程不但采用(yong)通水強制冷(leng)卻(que)的(de)(de)結(jie)晶(jing)器(qi)(qi)和汽霧噴(pen)淋等(deng)措施(shi)來(lai)增大(da)(da)過(guo)冷(leng)度(du)，還有(you)結(jie)晶(jing)器(qi)(qi)振動、結(jie)晶(jing)器(qi)(qi)電(dian)磁(ci)攪拌和末端電(dian)磁(ci)攪拌等(deng)細化晶(jing)粒(li)的(de)(de)手段，因此，最(zui)終組(zu)(zu)(zu)織(zhi)的(de)(de)枝(zhi)晶(jing)間(jian)距(ju)遠小于(yu)模鑄(zhu)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)。基(ji)于(yu)以上的(de)(de)分析(xi)，在確定35#鋼管加熱工藝(yi)時(shi)遵循一個原則：在達(da)到普通鋼種加熱條件后，再在高溫(wen)(1190℃)環境中停留約2h。幾年來(lai)的(de)(de)實踐證明，現(xian)行工藝(yi)可(ke)以保證液析(xi)基(ji)本穩定在0級，帶狀也(ye)控制在1.5～2.0級范圍(wei)內。

　　3.2針(zhen)對35#鋼管熱送(song)的加熱特(te)點

　　進行(xing)加(jia)熱爐設(she)備改造興澄特鋼得天獨厚(hou)的(de)(de)(de)(de)熱送條件，在確保35#鋼管質量(liang)上發揮了重(zhong)要(yao)作用。由于不必受加(jia)熱速度(du)的(de)(de)(de)(de)限制，在20m的(de)(de)(de)(de)有效爐長內，設(she)法提(ti)高加(jia)熱段乃至預熱段的(de)(de)(de)(de)溫度(du)，讓鋼坯的(de)(de)(de)(de)補熱升溫過程在加(jia)熱爐的(de)(de)(de)(de)一半多一點的(de)(de)(de)(de)行(xing)程內完成，盡量(liang)提(ti)高擴散(san)退火(huo)時(shi)間(jian)(jian)在總(zong)加(jia)熱時(shi)間(jian)(jian)里的(de)(de)(de)(de)份額(e)。為此(ci)，進行(xing)了多項設(she)備改造：

　　(1)在(zai)(zai)預(yu)熱(re)(re)段(duan)增(zeng)設(she)6支預(yu)熱(re)(re)段(duan)燒嘴，強化供熱(re)(re)，提高預(yu)熱(re)(re)段(duan)溫度。鑒(jian)于爐(lu)子寬而短，燒嘴又(you)只能布置在(zai)(zai)側墻上，故開發了專門的燃燒裝置，此裝置有較大的供熱(re)(re)能力(li)(250kg/h)，火焰細長，適應了爐(lu)型(xing)特點和工藝(yi)要(yao)求，同時還可(ke)對這(zhe)組燒嘴進行(xing)獨(du)立的自動控制。投用后，預(yu)熱(re)(re)段(duan)重(zhong)油(you)流(liu)量控制在(zai)(zai)1100kg/h，溫度比原來提高120℃～2OO℃。

　　(2)原來的(de)(de)爐尾(wei)部端墻和高溫(wen)(wen)煙道采用的(de)(de)是輕質澆注料，使用溫(wen)(wen)度(du)(du)不能(neng)適應新的(de)(de)溫(wen)(wen)度(du)(du)要求。2000年9月，利用年修(xiu)的(de)(de)機會，用浙江省德清耐火纖維噴涂(tu)有限公司提供的(de)(de)高鋁一含(han)鋯(gao)纖維復合噴涂(tu)結構進(jin)行了更換(huan)，不但滿足了工藝(yi)要求，還(huan)使爐子外(wai)壁溫(wen)(wen)度(du)(du)由8O℃下降到5O℃。

　　(3)預熱(re)段(duan)溫度(du)提高(gao)后(hou)，爐(lu)子排煙溫度(du)也相(xiang)應提高(gao)(超(chao)過900℃)，為保護換(huan)熱(re)器，又對(dui)換(huan)熱(re)器進(jin)(jin)行改造，將保護管組面積增加了5O。在(zai)上述(shu)工藝(yi)實(shi)施后(hou)，用數(shu)學模(mo)型對(dui)35#鋼管坯(pi)在(zai)爐(lu)內的加熱(re)過程進(jin)(jin)行了實(shi)時(shi)測算，結(jie)果表明，每(mei)支鋼坯(pi)在(zai)1100℃以上的擴散時(shi)間在(zai)90~100min。

　　連鑄的過熱度、拉速、振幅和振頻、電磁攪拌強度和位置，甚至煉鋼的成分控制也都對加熱有顯著的影響。另外，35#鋼管熱(re)送人溫度(du)是對(dui)加熱(re)質量舉足輕重(zhong)卻(que)常常被忽(hu)略的問題，人爐(lu)溫度(du)越(yue)高，在同樣加熱(re)時間和溫度(du)制度(du)下，擴(kuo)散時間就越(yue)長，對(dui)降低碳化物液析和帶狀的級別就越(yue)有利。

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