1 電脈沖處理中間包內鋼液的冶金效果 研究 顧武安 1， 2 張開堅 2 蒼大強 1 陳海軍 3 楊森祥 3 楊素波 3 陳天明 2 （ 京 100083； 川 攀枝花 617000； 川 攀枝花 617062） 摘要： 攀鋼板坯連鑄中間包電脈沖處理工業試驗結果表明， 電脈沖處理鑄坯等軸晶率 53% 91%，平均66%，與沒有電脈沖處理鑄坯相比，鑄坯等軸晶率平均提高了 46%。電極位置對電脈沖處理提高鑄坯等軸晶率效果影響明顯。電脈沖處理改善鑄 坯中心碳、磷、硫等元素偏析效果明顯， 有利于提高其熱軋板力學性能等。 關鍵詞： 電脈沖，晶粒細化，偏析，工業試驗 on of u 1. 100083,2. 17000, o 17062, of in at 3% 1%, 6%, 5% of on , S & P P. 前言 前人從平衡條件下的液態金屬凝固分析研究，發展到物理場作用下的研究，是對電脈沖作用下非平衡凝固的鋼鐵工業應用研究的肯定 1。攀鋼板坯連鑄中間包電脈沖處理工業試驗結果表明，電脈沖處理提高鑄坯等軸晶率，改善鑄坯中心偏析和優化熱軋板力學性能等方面取得一定效果。并探討電極位置對電脈沖處理效果的影響規律。 1 試驗條件和方法 驗條件 電脈沖處理中間包內鋼液工業試驗鋼種為 成品化學成分如表 1 所示。圖 1 是板坯連鑄機中間包蓋俯視示意圖。板坯連鑄機兩流之間距離為 5600烤孔與鑄流之間距離為 750根直徑為 100度為 1200電極安裝靠近在圖 1 中南側鑄流的直徑為450烤孔中，電極插入中間包鋼液深度為 300 2 表 1 成品成分 % 鋼種 C n P S 1 中間包電脈沖處理電極安置位置示意圖 驗方法 電脈沖處理中間包內鋼液工業試驗的電處理工藝參數，頻率 0 50流 0 1000A，中間包內的鋼液過熱度為 20 30，拉速 注鑄坯斷面為 2001050 為了確保電脈沖處理效果以及所取的鑄坯試樣具有代表性，每組參數的工業應用試驗，電脈沖穩定處理時間都在 20上，然后在電脈沖處理對應的鑄坯上取樣分析。 2 試驗結果與分析 脈沖處理中間包鋼液提高鑄坯等軸晶率效果 在板坯連鑄機上，進行電脈沖處理中間包鋼液工業試驗，提高鑄坯等軸晶率的效果明顯 。由表 2 可見，采用頻率 0 50流 0 1000A 等四組參數，鑄坯等軸晶率分別為 5668%， 57 86%， 53 60%， 60 91%，最高鑄坯等軸晶率達到 91%。與未電脈沖處理相比，在過熱度和冷卻條件相當情況下，電脈沖處理提高鑄坯等軸晶率 32 70%，電脈沖處理中間包內鋼液提高鑄坯等軸晶率的效果較為明顯。 表 2 電脈沖處理鑄坯等軸晶率 距電極距離 /50 4850 樣本數 范圍 60 91 53 60 4 平均 79 57 4 未電處理 21 5 極位置對電脈沖提高鑄坯等軸 晶率的影響 中間包工業試驗電極位置對電脈沖處理效果影響規律如圖 2 所示， 中間包鋼液過熱度 25時電脈沖處理效果最差。眾所周知，中間包鋼液過熱度對鑄坯等軸晶率的影響是顯著的。一般來說，中間包鋼液過熱度越低越有利于提高電脈沖處理效果。出現反常現象說明在本次試驗條件下影響鑄坯等軸晶率主要因素不只是中間包鋼液過熱度，還有其它因素。在此影響鑄坯等軸晶率主要因素應該是電脈沖處理的效果。 18 20 22 24 26 28 3050556065707580859095鑄 坯等 軸 晶率，%過 熱 度 ， 750 電極位置對電脈沖提高鑄坯等軸晶率的影響 脈沖對鑄坯低倍組織的影響 電脈沖處理中間包鋼液鑄坯的酸浸低倍檢驗結果如表 3 所示，鑄坯的酸浸低倍評級依 3 據的標準是 4003此可見，采用頻率 0 50流 0 1000A 等四組參數，鑄坯酸浸低倍檢驗結果表明，鑄坯中心偏析評級，都比未經過電脈沖處理鑄坯低 2。經過電脈沖處理中間包鋼液鑄坯中心疏松，角裂紋和氣泡評級，與未經過電脈沖處理鑄坯，兩者鑄坯內部質量良好。 表 3 電脈沖處理鑄坯低倍評級 工藝參數 中心偏析 /級 中心疏松 /級 角裂紋 /級 氣泡 /級 樣本數 電處理 未電處理 脈沖對鑄坯中心偏析的影響 脈沖處理鑄坯中心偏析 為了評價鑄坯橫斷面元素的偏析程度，不同參數的電脈沖作用下，分析了鑄坯中心六個取樣點上元素的偏析度，如圖 3 所示。表 3 表示電脈沖處理改善鑄坯中心偏析的情況。中間包施加電脈沖，改善鑄坯中心碳偏析的效果，是鑄坯中心碳偏析 總鑄坯中心碳偏析的百分比； 改善鑄坯中心磷、硫偏析的效果，是鑄坯中心磷、硫偏析 總鑄坯中心 磷、硫 偏析的百分比 。由表 3 可 見，脈沖頻率 0 50流 0 1000A 時，鑄坯中心碳偏析波動范 圍分別為 均 電流相同情況下，隨著電脈沖頻率增加，鑄坯中心碳偏析程度有所增加。在電脈沖處理頻率相同情況下，隨著電脈沖電流增加，鑄坯中心碳偏析沒有明顯變化。 脈沖 頻率 0 50流 0 1000A 時，鑄坯中心磷偏析波動范 圍分別為 均 電流相同情況下，隨著電脈沖頻率增加，鑄坯中心磷偏析程度有所增加。在電脈沖處理頻率相同情況下，隨著電脈沖電流增加，鑄坯中心磷偏析有所減輕。 由表 3 可見， 脈 沖 頻率 0 50流 0 1000A 時，鑄坯中心硫偏析波動范 均 在電流相同情況下，隨著電脈沖頻率增加，鑄坯中心硫偏析程度有所減輕。在電脈沖處理頻率相同情況下，隨著電脈沖電流增加，鑄坯中心硫偏析有所減輕。 圖 3 鑄坯橫斷面成分偏析取樣位置 表 3 電脈沖處理鑄坯中心偏析 偏析元素 200A 400A 10505 電脈沖改善鑄坯中心偏析的效果 電脈沖處理改善鑄坯中心硫偏析的效果 3，在電脈沖頻率相同條件下，改善鑄坯中心碳、磷、硫等三種元素點偏析效果，表現出完全一致的規律性，就是隨著電流增加，改善鑄坯中 4 心偏析明顯增加。同樣，在電脈沖電流相同條件下，改善鑄坯中心碳、磷、硫等三種元素點偏析效果，也表現出完全一致的規律性，就是隨著頻率增加，改善鑄坯中心偏析明顯增加。 脈沖處理對熱軋板性能的影響 中間包施加電脈沖對熱軋板性能的影響如表 5 所示，鋼種為 間包施加電脈沖與否的爐次，均為同一澆次，其成品成分如表 1 所示，差別不明顯。試驗樣品規格為 31100過 電脈沖處理的熱軋板 屈服強度為 305 310拉強度為 385 390伸率為 42 45%，沒有經過 電脈沖處理的熱軋板 屈服強度為 250 360拉強度為320 445伸率為 34 48%，由此可見，經過 電脈沖處理的熱軋板 屈服強度，抗拉強度和延伸率，比沒有經過 電脈沖處理的熱軋 板穩定， 其力學性能明顯好于沒有經過 電脈沖處理的熱軋板 4。 表 5 電脈沖處理對熱軋板性能的影響 項目 屈服強度 /拉強度 /伸率 /% 熱軋規格 /本數 范圍 平均 范圍 平均 范圍 平均 電處理 305 310 308 385 390 388 42 45 44 3 1100 3 爐 未處理 250 360 302 320 445 386 34 48 38 3 1100 5 爐 （ 1）電脈沖處理中間包鋼液，提高鑄坯等軸晶率效果明顯，最高達到 91%，與未電脈沖處理相 比，鑄坯等軸晶率提高 70%。 （ 2）電極位置對電脈沖處理提高鑄坯等軸晶率效果影響明顯。 （ 3）電脈沖處理改善鑄坯中心碳、磷、硫等元素偏析效果明顯，并且隨著電流和頻率的增加，改善效果更加明顯。并能改善熱軋板力學性能，有利于產品使用性能