Công nghệ điều khiển luyện kim
Truyền thốngthép tráng mensử dụng hệ thống thành phần thép khử nhôm và thép cacbon cực thấp. Thép tương đối tinh khiết và có ít hạt ở pha thứ hai, dẫn đến khả năng lưu trữ hydro và khả năng chống cáu cặn kém. Theo nghiên cứu tài liệu, việc bổ sung một số nguyên tố hợp kim nhất định vào thép tráng men có thể cải thiện hiệu quả chống cặn của tấm thép một cách thích hợp, nhưng nó vẫn không thể đáp ứng các yêu cầu tạo hình phức tạp; Hơn nữa, do hàm lượng cacbon trong thép cao nên sản phẩm sau khi nung và tráng men không thể đạt yêu cầu. Các sản phẩm men hiện đại có yêu cầu chất lượng cao về khả năng chống ăn mòn, chịu nhiệt độ cao và vẻ ngoài thẩm mỹ. Hệ thống thành phần vi hợp kim tổng hợp Ti-SBN (titan-lưu huỳnh-boron-nitrogen) được nghiên cứu trong bài viết này, kết hợp với việc kiểm soát cấu trúc và tính chất vật liệu, có lợi cho sự hình thành một số lượng lớn các hạt hai pha mịn (đạt mật độ 1020 ~ 1021 hạt/mét vuông) và lớn hơn Kết cấu chắc chắn không chỉ cải thiện đáng kể khả năng lưu trữ hydro và khả năng chống cháy nổ cặn mà còn thuận lợi hơn cho việc tạo hình dập.
Hệ thống tổng hợp vi hợp kim Ti-SBN
Sau khi các nguyên tử hydro trong thép bị "nhốt" bởi pha thứ hai trong vi cấu trúc, nhìn chung rất khó thoát ra. Loại pha thứ hai này thường được gọi là bẫy hydro không thể đảo ngược. Nguyên tố Ti và pha kết tủa của nó có ái lực mạnh nhất với các nguyên tử hydro, vì vậy Ti chủ yếu được sử dụng làm nguyên tố tạo bẫy hydro trong thép tráng men. Từ góc độ khả năng định hình của tấm thép tráng men, giai đoạn thứ hai trong kết cấu có ảnh hưởng lớn đến khả năng định hình. Ngoài ra, độ ổn định của pha thứ hai cũng là yếu tố chính ảnh hưởng đến tính chất cơ lý và khả năng chống cáu cặn của thép tráng men trong quá trình tráng men. Do đó, thông qua quá trình thiết kế và tối ưu hóa thành phần hợp lý, có thể kiểm soát được số lượng, hình thái và độ ổn định của pha thứ hai trong cấu trúc vi mô. Nghiên cứu này đề xuất hệ thống thành phần hóa học thép dải cán nguội Ti-SBN có hàm lượng carbon cực thấp cho men răng. Dựa trên thiết kế lượng carbon cực thấp, hợp kim vi lượng Ti được thực hiện để kiểm soát hàm lượng N, B và Mn/S (mangan/lưu huỳnh) thích hợp. )So sánh. Các đặc tính phân tách của B ở ranh giới hạt được sử dụng để cản trở dung dịch rắn và sự khuếch tán của các nguyên tử carbon và thúc đẩy sự kết tủa của một số lượng lớn các hạt xi măng mịn trong hạt. B và N kết hợp trong xi măng mịn tạo thành các hạt hai pha và các pha kết tủa tổng hợp, làm cho tấm thép có tác dụng lưu trữ hydro tốt.
Công nghệ tổ chức vật liệu và kiểm soát hiệu suất
Dựa trên hệ thống thành phần vi hợp kim tổng hợp Ti-SBN carbon cực thấp, cấu trúc vật liệu tương ứng và công nghệ kiểm soát hiệu suất được phát triển để giải quyết mâu thuẫn giữa khả năng định hình và khả năng chống cáu cặn của thép tráng men, cũng như vấn đề kỹ thuật chính là giảm cường độ sau khi tráng men . Các yếu tố quy trình có ảnh hưởng lớn đến đặc tính thâm nhập hydro và đặc tính lưu trữ hydro của thép. Các biện pháp như tăng nhiệt độ gia nhiệt, giảm nhiệt độ cuộn và ủ lâu ở nhiệt độ thấp có thể làm tăng đáng kể thời gian thâm nhập của hydro vào tấm thép; thực hiện các biện pháp như tăng áp suất cán nguội Các biện pháp như giảm tốc độ, tăng thời gian thẩm thấu của hydro vào tấm thép và giảm hệ số khuếch tán hydro có thể thu được kết cấu mạnh hơn, có lợi cho việc tạo hình dập. Bằng cách phân tích ảnh hưởng của các thông số của quá trình cán nóng, quá trình cán nguội, ủ liên tục và ủ chuông đến khả năng chịu cặn và tính chất cơ lý của thép tráng men, đã xác định được quá trình cán nóng và quá trình ủ cán nguội [7]. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng việc tăng hàm lượng S, Mn và N một cách thích hợp và thêm một lượng nhỏ B có thể cải thiện đáng kể hiệu suất của men răng. So với thép không có B, tấm thép tráng men chứa B được ủ liên tục có cường độ năng suất thấp hơn. Mặc dù chỉ số độ cứng của biến dạng (n) đã giảm, tỷ lệ biến dạng dẻo (r) và độ giãn dài sau khi gãy cao và hiệu suất tổng thể là tuyệt vời. Nghiên cứu về quá trình cán nóng cho thấy khi phôi được nung nóng đến 1200-1250 độ và giữ trong hơn 120 phút, các kết tủa thô trong phôi sẽ hòa tan thành các hạt pha thứ hai. Sau nhiều lần cán, độ dày thay đổi từ 23mm đến 4mm và lớp làm mát Nhiệt độ cuộn là 680 ~ 750 độ. Trong quá trình cuộn và làm mát ở nhiệt độ cao, mật độ trật khớp trong thép giảm, điều này có lợi cho sự tái kết tủa của carbon và nitrit, đồng thời có lợi cho sự kết tụ và phát triển của các hạt pha thứ hai trong thép. Khi tốc độ giảm cán nguội là 80%, các hạt hai pha lớn hơn kết tủa trong vật liệu nền cán nóng sẽ tiếp tục bị nghiền nát và trở nên nhỏ hơn. Nghiên cứu về quá trình ủ liên tục cho thấy rằng ủ liên tục trong thời gian ngắn ở nhiệt độ cao sẽ có lợi hơn để thu được kết cấu chắc chắn hơn, có lợi cho việc tạo hình dập; trong khi "cấu trúc hạt mịn + ngọc trai bị phân hủy giống như chuỗi" và ngọc trai phân tán mịn thu được bằng cách cách nhiệt lâu dài ở nhiệt độ tương đối thấp Các hạt xi măng hữu ích hơn trong việc giảm tốc độ khuếch tán của hydro trong thép và cải thiện hiệu suất chống cặn của thép. thép tráng men. Trong quá trình ủ chuông, khi nhiệt độ ủ tăng và thời gian giữ tăng, các hạt hai pha lớn trong tấm cán nguội tiếp tục phân hủy và tinh chế, đồng thời một phần tạo thành Ti carbonitride mới ở nhiệt độ cao. Sau khi hoàn thiện, các hạt kết tủa có kích thước từ 25 đến 50 nm được phân tán trong cuộn nguội là Ti carbonitride, carbon sulfide, mangan sulfide, v.v.. Sử dụng phương pháp điện phân kép để tiến hành thử nghiệm khả năng chống nổ quy mô trên 0,80mm thép tráng men cán nguội kéo sâuDC03EK,và giá trị TH độ nhạy nổ chống cáu cặn thu được là 18,74 phút/mm2. Theo kinh nghiệm thử nghiệm chung, khi TH lớn hơn hoặc bằng 6,7 phút/mm2, thép tráng men có khả năng chống cháy nổ ổn định. Ngoài ra, do thành phần hóa học sử dụng hợp kim vi mô tổng hợp nên độ ổn định nhiệt của pha kết tủa hỗn hợp rất mạnh và giá trị giảm cường độ của tấm thép sau khi thiêu kết nằm trong khoảng 30 MPa.
Công nghệ điều khiển chính xác cho quá trình nấu chảy thành phần hẹp
Hàm lượng Ti cao trong hệ thống thành phần vi hợp kim composite Ti-SBN carbon cực thấp khiến thép tráng men cán nguội dễ bị tích tụ trong quá trình đúc, ảnh hưởng đến hiệu quả và ổn định sản xuất. Đây là vấn đề thường gặp trong ngành luyện kim. Một bộ điều chỉnh xỉ trên đỉnh muôi đặc biệt được sử dụng, đồng thời sử dụng quy trình tăng nitơ và kiểm soát oxy để hình thành mối quan hệ phù hợp cụ thể giữa lượng chất biến tính xỉ trên đỉnh muôi và lượng thổi oxy của RH (lò tinh chế khử khí tuần hoàn chân không). Men High-Ti được đúc bằng thép để tích tụ dòng chảy. Vấn đề đã được cải thiện đáng kể. Hiệu quả sản xuất của việc đúc liên tục thép tráng men cán nguội đã được cải thiện rất nhiều và có thể đạt được việc đúc liên tục 5 lò. Để đạt được khả năng kiểm soát chính xác và ổn định các thành phần nấu chảy có hàm lượng carbon cực thấp, dự án này tiến hành nghiên cứu có hệ thống về quá trình cacbon hóa RH và các quy tắc cacbon hóa của quá trình đúc liên tục. Để thu được thép nóng chảy nguyên chất trong giai đoạn luyện thép, cần kiểm soát chặt chẽ hàm lượng carbon và oxy ra khỏi bộ chuyển đổi, giảm áp suất của quá trình RH và nâng cao chất lượng của thép nóng chảy. Ngoài ra, để kiểm soát hàm lượng carbon một cách hiệu quả, trong quá trình đúc liên tục thực tế, vật liệu phủ magie được sử dụng làm vật liệu chịu lửa của lớp làm việc dư thừa, và chất xỉ bảo vệ carbon cực thấp và chất phủ kiềm được sử dụng để kiểm soát chặt chẽ. quá trình cacbon hóa của thép nóng chảy trong quá trình đúc liên tục. Số lượng. Thông qua các biện pháp trên, lượng carbon bổ sung trong quá trình đúc liên tục được kiểm soát dưới 6×10-6.
Công nghệ và thiết bị kiểm tra hiệu suất chống mở rộng
Dự án đã phát triển một công nghệ và thiết bị tích hợp để đo điện hóa độ thấm hydro của thép dùng làm men, cũng như phương pháp thực nghiệm mô phỏng và phương pháp lấy mẫu về hiệu suất chống nổ của lớp phủ hàn ion được bảo vệ bằng khí và men đốt có kích thước lớn. - tấm thép kích thước. Hai công nghệ phát hiện đã được áp dụng cho khả năng kháng sản phẩm thực tế. Nó được sử dụng cùng với thử nghiệm hiệu suất nổ quy mô để thiết lập mối quan hệ định lượng giữa dữ liệu thâm nhập hydro và khả năng chống nổ quy mô của tấm thép, đồng thời cải thiện độ chính xác dự đoán về hiệu suất chống nổ quy mô của tấm thép.
Công nghệ và thiết bị kiểm tra độ thấm hydro
Do thiếu các dụng cụ đặc biệt để kiểm tra độ thấm hydro kim loại điện hóa kép của tế bào điện hóa kép, quá trình thử nghiệm yêu cầu xây dựng tạm thời các thiết bị thí nghiệm và hiệu ứng bề mặt mẫu và hiệu ứng ranh giới ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm. Dự án này đã độc lập phát triển một máy thử độ thấm hydro kim loại tích hợp. Thiết bị thí nghiệm này có thể thực hiện các chức năng như tiền xử lý mẫu, đo độ thấm hydro kim loại điện hóa, thu thập và xử lý dữ liệu, v.v., tạo thành một thiết bị đo độ thấm hydro kim loại, có thể đo tốc độ khuếch tán, thời gian khuếch tán hydro một cách ổn định, chính xác, nhạy và thuận tiện. , Hệ số khuếch tán có thể đáp ứng cả tiêu chuẩn quốc gia "Phương pháp thâm nhập hydro để kiểm tra độ nhạy nổ quy mô của thép tấm cán nguội để tráng men" (GB/T29515-2013) và tiêu chuẩn quốc tế "Đo lường độ thâm nhập và xác định độ thâm nhập của hydro Các yêu cầu kiểm tra về Sự hấp thụ và di chuyển hydro trong kim loại bằng "Phương pháp" công nghệ điện hóa (ISO 17081-2014). Ngoài ra, thiết bị này có thể được sử dụng để nghiên cứu hành vi của hydro trên các mẫu thép có trạng thái cấu trúc phức tạp.
Phương pháp thực nghiệm mô phỏng khả năng chống cháy nổ quy mô của tấm thép kích thước lớn bằng phương pháp tráng men và nung
Để tăng diện tích vùng thử nghiệm thép tráng men, đồng thời kiểm tra khả năng chống cặn của vùng mối hàn tấm thép, đồng thời nâng cao độ chính xác trong việc dự đoán khả năng chống cặn của tấm thép, nghiên cứu này thiết kế thép tráng men cán nguội dùng cho lớp lót máy nước nóng. phương pháp phát hiện. Lấy hai mẫu kiểm tra từ cùng một lô thép tấm và sử dụng phương pháp hàn ion được bảo vệ bằng khí để tạo thành mẫu kiểm tra lớn có kích thước (90~120) mm × (180~240) mm. Phủ lên bề mặt bên ngoài của tấm thép mẫu kiểm tra lớn bằng lớp men. Đối với men, sau quá trình thiêu kết và thử nghiệm xen kẽ theo thời gian trong buồng nhiệt độ cao và thấp, hãy quan sát xem có xuất hiện cặn ở bề mặt trên và dưới của toàn bộ mẫu hay không; nguyên tắc là hydro được tạo ra bằng cách điện phân nước trong không khí thông qua hàn hồ quang plasma sẽ hòa tan vào vùng chịu ảnh hưởng nhiệt ở nhiệt độ cao. Điều này xét đến khả năng lưu trữ hydro của bản thân tấm thép. Phương pháp này được sử dụng kết hợp với các phương pháp điện hóa để dự đoán chính xác vụ nổ vật liệu. Sau một số lượng lớn thử nghiệm, người ta xác định rằng mẫu thép tráng men dày 1mm tiêu chuẩn đáp ứng yêu cầu về khả năng chống nổ cáu cặn khi thời gian xuyên qua hydro lớn hơn 9,5 phút. Đồng thời, nghiên cứu này thiết kế phương pháp lấy mẫu cho thép dải cán nóng liên tục, giúp giảm cường độ lấy mẫu, cải thiện năng suất sản phẩm và đẩy nhanh nhịp độ sản xuất.
Công nghệ điều khiển hình dạng có độ chính xác cao
Công nghệ kiểm soát hình dạng có độ chính xác cao mới của quy trình cán nóng và cán nguội bằng thép tráng men do dự án phát triển sử dụng chức năng giám sát thời gian thực trực tuyến về độ khít khe hở, gia công thô và hoàn thiện việc định tâm và điều khiển khớp, điều khiển xâu chuỗi cuộn tự động của cuộn giữa của cuộn máy cán và bộ phận thu hồi cán nguội thông qua cán nóng liên tục. Máy hàn chồng lớp phủ dải mỏng, trục cuộn cán nguội được đặt chồng lên nhau bằng ống bọc cao su và việc lắp đặt một thiết bị để giảm độ rung khi làm việc của máy cuộn cuộn cán nguội đã đạt được khả năng kiểm soát ổn định hình dạng tấm của sản phẩm tráng men thành phẩm. thép trong vòng 1nm.
Công nghệ giám sát thời gian thực trực tuyến để khớp các khoảng trống trong các nhà máy cán nóng song song
Các chức năng của công nghệ giám sát thời gian thực trực tuyến đối với các khoảng trống phù hợp với máy cán nóng song song như sau: ① Đặt trước phạm vi độ chính xác điều khiển của kích thước cổng vòm máy cán và kích thước ổ trục, phạm vi giá trị bình thường và phạm vi chu trình đo thông thường của phạm vi khe hở phù hợp của cổng vòm và ổ trục máy cán trong hệ thống giám sát trực tuyến; ② Nhập và lưu trữ dữ liệu gốc bao gồm thông tin bệ ổ trục và thông tin vòm máy cán vào hệ thống giám sát trực tuyến; ③ Dựa trên dữ liệu gốc, hệ thống giám sát trực tuyến sẽ tự động tính toán và lưu trữ khe hở phù hợp giữa vòm máy cán và bệ ổ trục trực tuyến, đồng thời xuất ra máy cán trong thời gian thực. Khe hở khớp giữa vòm máy cán và bệ ổ trục trực tuyến được cải thiện đáng kể tính kịp thời và chính xác của việc giám sát.
Cán nóng liên tục cán thô và cán hoàn thiện công nghệ và thiết bị định tâm và kết hợp
Công nghệ định tâm và khớp nối và các thiết bị cán thô và cán hoàn thiện trong cán nóng liên tục chủ yếu bao gồm bàn lăn trung gian và tấm dẫn hướng bên. Có nhiều con lăn truyền động trên bàn con lăn giữa và hai tấm dẫn hướng bên được đặt cách nhau, cụ thể là tấm dẫn hướng bên thứ nhất và tấm dẫn hướng bên thứ hai. Tấm dẫn hướng bên thứ nhất nằm ở giữa bàn lăn giữa, và tấm dẫn hướng bên thứ hai nằm trong máy cán hoàn thiện. Phía trước lối vào thiết bị và giữa tấm dẫn hướng bên thứ nhất và bộ phận cán hoàn thiện. Tấm dẫn hướng bên bao gồm một đầu vào hình loa kèn, bộ phận kẹp và một bánh xe dẫn hướng nằm ở giao điểm của cả hai. Bánh xe dẫn hướng có trục quay. Thiết bị này không cần thay đổi đường tâm của bộ phận cán thô, bộ phận cán hoàn thiện và bàn lăn trung gian. Nó điều chỉnh độ lệch thông qua tấm dẫn hướng bên dễ di chuyển. Nó đơn giản và dễ thực hiện, cuối cùng đạt được mục đích khớp tâm của phôi trung gian với tâm của bàn cán hoàn thiện.
Tối ưu hóa hệ thống cán của máy cán nguội song song
Tối ưu hóa hệ thống cán nguội bao gồm các khía cạnh sau: ① phát triển phương pháp hàn dải mỏng của máy hàn chồng của bộ phận cuộn cán nguội; ② cải tiến thiết bị hớt dầu nhũ tương cán nguội, thiết bị hàn lõi cuộn cán nguội và giảm cán nguội Thiết bị rung cuộn cuộn của máy cán; ③ Tối ưu hóa hệ thống kiểm soát dòng thanh lọc, hệ thống tuần hoàn để loại bỏ sự kết tinh trong đường cấp liệu của hệ thống tái sinh axit và hệ thống tích hợp ghi nhãn cuộn thép hoàn toàn tự động; ④ Thiết kế lớp keo phủ trên trục lõi của các nhóm được cấp bằng sáng chế của máy cán nguội như bộ và mặt số để ngăn chặn các con lăn bị tách ra khỏi đầu máy mài. Thông qua các biện pháp tối ưu hóa trên, hình dạng tấm thành phẩm cuối cùng đã được kiểm soát ổn định trong phạm vi 1nm.