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歐洲盤條與鋼絲研發現狀
加入時間:2012/3/1 15:36:16 瀏覽:2716
歐洲盤條與鋼絲研發現狀
     “從盤條到鋼絲及鋼絲制品”國際會議2003年10月19~22日在意大利Stresa召開。會議主要內容涉及熱軋盤條的生產和深加工,即盤條的冷拔、鋼絲熱處理及涂層、鋼絲制品等。
   這次會議交流論文的內容涉及盤條生產、鋼絲冷拔及涂層的各個方面。其中,ISPAT漢堡鋼鐵廠用連鑄坯生產鋼簾線、歐洲盤條和高強度鋼絲研究現狀、HICON退火技術、球化退火技術改進和Zn Al Mg合金涂層的開發幾篇論文尤其值得注意,它們反映了當前高品質鋼絲生產的熱點問題。以下重點介紹歐洲盤條和高強度鋼絲研究現狀。
   歐洲高強度盤條、冷拔鋼絲及相關工藝的研究是在歐洲煤鋼聯營支持下進行的。主要目的在于:
(1)在保持高強度水平的前提下,通過微觀組織設計與控制改善冷拔性能及韌性,同時還降低能耗和環境污染;
(2)研發新技術和改進已有技術,以便經濟、清潔和安全地生產高使用性能的鋼鐵產品,使得用戶滿意、服役壽命長、易于回收及再循環使用。
為此,開展了生產流程和產品的研發工作。
一、在生產流程方面的主要工作如下:
1、精煉:
   改善鋼的潔凈度和精確調整成分(主合金元素及微量元素)一直是近10年以來的工作重點。因為,微小的性能波動和個別殘留缺陷都會給生產率和終產品的質量水平帶來非常有害的影響。在夾雜物控制方面取得了重大進展:除減少大塊夾雜物的數量外,還通過夾雜物變性使氧化物和硫化物的危害程度降到小,并借助“氧化物冶金”細化鋼的組織。通過鋼渣平衡精確調節Ca、Mg、Al的含量是關鍵技術。
   此外,借助對耐火材料傳熱過程的研究表明,計算機模型在鋼溫預報等方面的重要性,現在已經能夠比較準確地預報終點成分及溫度。
2、連鑄:
連鑄方面的工作分為以下三方面:
(1)改善產品質量;
(2)過程自動化;
(3)偏析控制。其研發對象集中在中、高碳鋼方面。
   為降低連鑄坯芯部的偏析,采用了強冷及凝固末端的輕壓下技術。
   采用強冷技術時,其水量為常規冷卻時的2.5倍。統計結果表明,對于0.73%~0.75%C、110 mm方的連鑄坯而言,其偏析指數可由約3.7降低到約2.5。相應 C/C0由 1.3降至1.07,成分的標準離差σ則由0.35降至0.15。
   輕壓下減輕中心偏析的有利效果已經在高碳鋼、Cr-Ni-Mo鋼、低合金表面硬化鋼、淬火-回火鋼的生產中得到證實。
3、控軋控冷:
   主要致力于開發為實現自動化的過程模型和物理冶金模型。該項工作往往從用于現有扁平材生產的模型開始,逐漸擴展到適用于長型材生產的模型。
   目前,各道次表面溫度的預報相對誤差已經小于5%;對奧氏體晶粒尺寸預報的標準離差為10%。
   當前采用的幾項重要技術為:在坯料加熱階段進行以提高溫度均勻性和減輕脫碳、易于除鱗為目標的控制;采用高壓(達 400 bar)水除鱗;通過機架間冷卻降低及控制精軋溫度;以細化奧氏體晶粒為目的的軋后控冷技術。
   對于軋后控冷,除Stelmor技術外,還有在 Morgan專利上的改進技術 EDC(Easy Drawing Conveyor),它能根據需要提供從延遲冷卻(隔熱罩)到直接淬火的各種冷卻方式、能提供更高的冷速、獲得更為均勻的組織。雖然EDC技術的推廣應用遠不如Stelmor技術,但它已經用低碳低合金鋼不經熱處理而直接生產8.8級緊固件用鋼,值得重視。
4、氧化皮的形成及除鱗特性:
   酸洗仍然是主要的除鱗方法,但是機械除鱗在環保、成本和防止氫脆方面的優點使其日漸進入工業規模的應用。為配合機械除鱗的推廣應用,開展了氧化皮厚度、氧化層的組成、金屬-氧化皮界面形貌、氧化皮中的殘余應力和氧化皮破裂的研究。這些研究將為確定吐絲溫度、吐絲后的冷卻制度提供依據。
二、在產品開發方面的主要研究工作如下:
1、大規格高強度盤條:
   如直徑≥13 mm的高碳(0.80%~0.82%C)鋼盤條,冷拔后可獲得直徑為4~7mm的高強度鋼絲。目前,通過Si、Cr、V合金化已經能生產規格為4.8~5.2 mm、強度為1850 MPa的鋼絲。
針對懸索橋用鋼纜的損傷及使用壽命問題,優先研究的內容是:鋼纜的標準、取樣及檢驗方法;在鋼絲不同損傷程度時鋼纜強度的預測模型;環境對鋼纜強度影響的機理;疲勞與腐蝕對鋼纜完整性的影響和鋼纜腐蝕系統的評價。
2、中小規格高強度盤條:
   該研究與新工藝的開發并行,旨在既減少或取消熱處理而直接獲得高加工硬化且能進行多道次冷成形、冷拔和冷擠壓的新材料,其具體用途為制造緊固件、彈簧、預應力鋼筋。其中,雙相及多相鋼受到關注,對鋼的Nb、V合金化、相組成、馬氏體碳含量對力學行為的影響及生產工藝進行了細致研究。一般而言,為達到此目的,均需在Ar3附近精軋。來用Si合金化提高Ar3的方法,使現有生產線得以執行上述工藝。
3、鋼簾線
   為獲得細小、片層間距為60~80nm的珠光體、無貝氏體的鉛淬火組織,在TTT圖的基礎上研究高碳鋼鉛淬火相變動力學預報技術,包括相變的起始和終了時間、微觀組織的種類及數量和奧氏體-珠光體的相變潛熱。
   除鉛淬火外,為得到更高的冷速,對流化床的“淬火”技術也進行了研究。
三、今后工作
   今后工作將圍繞盤條生產的新技術,如機架間冷卻、減定徑機組、強化冷卻裝置等的出現,開發盤條生產中的TMCP和精密軋制技術。
   初步目標是以下幾類鋼的盤條將不經退火而直接冷成形和冷拔:
(l)低C、低合金、高Si、高Mn冷拔及冷頂鍛鋼絲;
(2)用于生產8.8級緊固件的中碳低合金及Mn-Cr-B高強鋼;
(3)高碳、Cr-Si、Cr-V和Cr-Mo-Nb彈簧鋼;
(4)高碳冷拔鋼。
   現有的經驗和理論模型因其局限性而難以直接用于以上目的,需針對上述新技術和新裝備建立新的模型。然而這需要以模擬實驗數據和實驗軋機的驗證結果作為支撐,目前缺乏的是應變速率≥50s-1和 750~900℃范圍內變形時奧氏體再結晶動力學方面的知識。
   歐洲鋼鐵工業的形勢與我國差別顯著,本次會議的內容并非一定能夠為我國盤條、鋼絲及鋼絲制品領域的發展提供重要的啟示。但是,提高質量、降低成本、走可持續發展的道路,卻是經濟全球化今天的共同方向。由此出發,結合中國的特點,參考國外的現狀及今后的發展,加快我們技術進步的步伐,是完全必要的。
  
 

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