双相不锈钢推钢式加热炉水梁位置缺陷影响因素分析_滕守强.pdf

第 卷第 期 年 月甘 肃 冶 金 ，文章编号：（）双相不锈钢推钢式加热炉水梁位置缺陷影响因素分析滕守强，钱张信，纪显彬（酒泉钢铁（集团）有限责任公司，甘肃 嘉峪关）摘 要：分析了在炉时间、炉膛温度对双相不锈钢推钢式加热炉水梁位置缺陷的影响，表明随在炉时间的延长、炉膛温度的升高，双相不锈钢水梁位置缺陷发生率随之上升。通过引入高温蠕变、高温屈服强度，解释了双相不锈钢容易发生水梁缺陷的原因，即与双相不锈钢的高温强度偏低有关。通过数值模拟得到了炉膛温度、在炉时间与双相不锈钢水梁位置缺陷发生率的关系，模拟结果基本与实际情况相符。关键词：双相不锈钢；推钢式加热炉；水梁位置缺陷；高温蠕变；在炉时间；炉膛温度中图分类号：文献标识码：，（），）：，：；引言 双相不锈钢兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的优点，被广泛应用在化工、石油、造船、天然气等具有强烈腐蚀介质的领域。然而双相不锈钢工业化生产难度较大，容易产生各类位置。本文针对某钢厂采用推钢式加热炉生产双相不锈钢，推钢式加热炉水梁位置容易产生缺陷，针对水梁位置缺陷的影响因素进行分析，并提出相应控制措施。在炉时间对水梁位置缺陷的影响图 统计了 年 月至 年 月在炉时间和 双相不锈钢水梁位置缺陷发生率的对应关系，可以看出随着在炉时间的增加，双相不锈钢水梁位置缺陷发生率随之增加。炉膛温度对水梁位置缺陷的影响在炉时间一定时，加热炉均热段温度对 双相不锈钢水梁位置缺陷的影响见图。可以看出随着均热段温度的提高，双相不锈钢水梁缺陷发生率也随之提高。双相不锈钢水梁位置缺陷机理分析根据生产经验，水梁位置缺陷主要发生在双相不锈钢上，碳钢和常规 基本无此缺陷，由于双相DOI:10.16042/62-1053/tf.2022.06.031图 在炉时间对双相不锈钢水梁位置缺陷的影响图 加热炉均热段温度对双相不锈钢水梁位置缺陷的影响不锈钢高温强度较低，长时间加热时水梁位置容易产生高温蠕变，轧后表现为水梁位置缺陷。为研究水梁位置缺陷，对材料的高温强度进行了研究。材料的高温强度一般用蠕变和高温持久强度来表示，材料的高温蠕变与应变、时间、温度有关，可用式来表示。（）式中：蠕变；时间；外加应力；热激活能；温度；气体常数；、常数。根据蠕变 和应力、时间、温度 的关系可以看出，随着时间的延长、温度的提高、外加应力的增大，高温蠕变随之变大，这也就解释了在炉时间越长、温度越高，双相不锈钢水梁起皮越严重的原因。在温度、应力一定时蠕变 时间，利用双相不锈钢在炉时间与水梁缺陷的关系可得到其高温蠕变 与水梁缺陷发生率 的关系（取），如图 所示，可以看出随着蠕变量的增加，水梁位置缺陷发生率随之增加。目前不锈钢高温蠕变研究较少，而钢种高温拉伸性能（如屈服、抗拉强度等）研究相对较多，在应变、应变速率一定的情况下，材料的高温屈图 高温蠕变与水梁位置缺陷的关系服强度 与温度 呈现一定的函数关系，即（），将其与式联立可得式。式中：蠕变；时间；外加应力；高温强度，、常数（，）。图 为、不同温度下的高温屈服强度，根据图 可以外推出 温度下、的 高 温 强 度 分 别 为 、。图 、高温屈服强度 甘 肃 冶 金 第 卷 利用高温屈服强度与蠕变、时间与蠕变以及蠕变与水梁位置缺陷的关系即可得到、以及 等在炉时间与水梁缺陷发生率的关系（本文作简化处理、），如图 所示，可以看出 和 基本不会产生水梁位置的刮蹭缺陷，随时间增加，缺陷发生率随之上升。图 等钢种在炉时间与水梁起皮的关系（）此外，温度对材料的高温屈服强度影响较大，图 为温度与 钢种高温屈服强度以及以 为基准的强度系数的关系，可以看出随着温度的升高，高温屈服强度及其强度系数呈指数下降。通过温度与材料屈服强度的关系，可得出炉膛温度与水梁缺陷发生率的关系，如图 所示，可以看出随着炉膛温度的降低，水梁缺陷随之减轻。在炉时间控制在 ，钢种 、水梁缺陷发生率分别为、。图 温度与 屈服强度及其强度系数的关系图 炉膛温度对 水梁缺陷发生率的影响 图 为 在炉时间（）、炉膛温度（）以及对应的理论、实际水梁起皮打磨率，可以看出随着在炉时间、炉膛温度的降低，理论和实际水梁起皮均随之减轻，理论与实际有一定偏差但基本相符。图 在炉时间、炉膛温度以及对应的理论、实际水梁缺陷情况 综上所述，双相不锈钢推钢式加热炉水梁位置缺陷与其高温强度偏低有关，通过降低炉膛温度、缩短在炉时间可明显改善其水梁缺陷发生率。理论分析炉膛温度、在炉时间对双相不锈钢水梁位置缺陷第 期 滕守强，等：双相不锈钢推钢式加热炉水梁位置缺陷影响因素分析 发生率与实际有一定偏差，但基本相符。结语随在炉时间的延长、炉膛温度的升高，水梁位置缺陷发生率随之升高。通过引入高温蠕变、高温屈服强度，解释了双相不锈钢容易发生水梁缺陷的原因，主要与其高温强度偏低有关，高温强度相对较高的、基本不会发生该缺陷。通过理论分析，得到了炉膛温度、在炉时间与双相不锈钢水梁位置缺陷发生率的关系，基本与实际情况相符。参考文献：陆世英不锈钢概论北京：中国科学技术出版社，肖纪美不锈钢的金属学问题北京：冶金工业出版社，梁浩宇 金属材料的高温蠕变特性研究太原理工大学，吴光亮，孙彦辉，周春泉，等 板坯（）高温力学性能试验研究钢铁，（）：李 燕 双相不锈钢连铸板坯的高温力学性能研究西安建筑科技大学，谭 威、不锈钢高温组织演变及其对高温塑性的影响兰州理工大学，收稿日期：作者简介：滕守强（），男，汉族，甘肃省会宁县人，工程师，本科。主要从事不锈钢产品的开发和研究。（上接第 页）结语高加工性基板化学成分，可以采用、固溶强化和 微合金析出强化原理，通过合理控温控轧，得到均匀晶粒和高变形储能。通过模拟退火试验，测试不同温度退火条件下的力学性能和硬度，结合金相组织形态，确定基板再结晶温度为 。在镀锌线进行工业试验，最终在 个退火方案中确定了退火温度控制在 ，既保证产品具备较高的强度，又具有良好的加工性能。参考文献：李九岭 带钢连续热镀锌（版）北京：冶金工业出版社，董苑华，陆长春，樊雷 低合金结构用冷轧钢带 的退火工艺及优化 柳钢科技，（）：苏晓智，张梁罩式炉退火工艺对 钢性能的影响山西冶金，（）：杨 源 远，董 丽 丽，梁 世 胤 冷 轧 高 强 度 低 合 金 钢 的连续退火工艺金属热处理，（）：尹翠兰汽车用冷轧低合金高强钢 的开发生产山东冶金，（）：收稿日期：作者简介：宁培栋（），男，汉族，甘肃省酒泉市人，工程师，本科。主要从事涂镀产品研发工作。甘 肃 冶 金 第 卷