2.3 結晶器內鋼水流動控制技術
連鑄時存在于鑄坯內的氣泡和夾雜物是熱軋或冷軋中軋材產生缺陷的一個原因。為了同時滿足高生產效率和高質量的要求,需要開發減少高速連鑄缺陷的技術。JFE 公司開發出叫做鋼流控制FC(FlowControl)結晶器的鋼水流動電磁控制裝置。該裝置具有上下兩段靜磁場,可減少高速連鑄的鑄坯缺陷。此外,還開發出鑄坯缺陷超聲波探傷新技術。該技術可對鑄坯試樣中直徑0.6mm 以上、鑄坯表面下2-10mm 的缺陷進行快速探測。利用該方法對結晶器內鋼水流動條件、澆鑄條件與缺陷位置的關系進行了大量調查。
關于磁場條件,當施加的磁感應強度使表示外力項與慣性力項之比的Stuart 數大于3.5 時,鋼水動量可降低50%以上。此外,為優化磁感應強度和澆鑄條件,進行了鑄坯評價實測值與數值計算值對應關系的研究。計算結果表明,磁感應強度增大可抑制氣泡的捕捉。
2.4 鑄坯表面缺陷防止技術
JFE 公司為應對汽車用鋼的高強度化和輕量化的要求,對高強度汽車鋼板進行開發,在開發過程中出現含有Nb、V 合金元素的亞包晶中碳鋼的裂紋敏感性大,導致連鑄坯產生表面裂紋的問題。
為解決這個問題,在對鑄坯施加相當于彎曲·矯平的應變前,對鑄坯施加預應變,具有提高鑄坯高溫延性的效果。根據這個試驗結果,開發出對鑄坯施加預應變的技術。對鑄坯兩次施加2%-5%的預應變,可獲得與累計應變相同的提高高溫延性的效果。
2.5 鑄坯鼓肚防止技術
連鑄時,引起周期性的鋼液面波動和扇形段變動的鼓肚現象,不僅降低連鑄速度,而且扇形段輥間鼓肚會引起高成分鋼水的形成,這對于偏析要求嚴格的鋼來說,是不可忽視的問題。JFE 開發出用分辨率0.01mm 的水柱式超聲波測距傳感器,直接測定連鑄中扇形段輥間鼓肚變動量的技術。
2.6 其他開發技術
東日本制鐵所的不銹鋼鋼坯曾存在連鑄開始時熱供給不足引起的保護性渣缺陷。對此,JFE 開發出在連鑄初期將預熔化結晶器保護渣添加到結晶器內的保護渣熔融添加法,使鑄坯的保護性渣缺陷大幅度減少。此外,由于鐵素體不銹鋼的凝固組織對產品特性有很大影響,所以應對柱狀晶/等軸晶的比例進行控制。為此,制作了包括澆鑄條件和電磁攪拌等對等軸晶形成有較大影響的等軸晶比例預測模型,實現了等軸晶比例穩定的鑄坯制造。
3 煉鋼技術展望
預計今后對鋼材質量的要求將進一步提高,而鐵礦石和冷鐵源的質量將會下降。因此,在精煉方面,開發進一步提高精煉劑反應效率、高效率降低雜質的高潔凈化技術十分重要。此外,提高精煉效率,減低鋼渣產生量;回收鋼渣熱能和鋼渣中的成分、進行循環利用的技;以及新功能材料是今后重要研發技術。在連鑄方面,穩定的高速連鑄技術與無缺陷連鑄技術是今后需要研究的重點課題。（來源：世界金屬導報，作者高宏適）