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1、 1 电脉冲处理中间包内钢液的冶金效果 研究 顾武安 1， 2 张开坚 2 苍大强 1 陈海军 3 杨森祥 3 杨素波 3 陈天明 2 （ 京 100083； 川 攀枝花 617000； 川 攀枝花 617062） 摘要： 攀钢板坯连铸中间包电脉冲处理工业试验结果表明， 电脉冲处理铸坯等轴晶率 53% 91%，平均66%，与没有电脉冲处理铸坯相比，铸坯等轴晶率平均提高了 46%。电极位置对电脉冲处理提高铸坯等轴晶率效果影响明显。电脉冲处理改善铸 坯中心碳、磷、硫等元素偏析效果明显， 有利于提高其热轧板力学性能等。 关键词： 电脉冲，晶粒细化，偏析，工业试验 on of u 1. 100083,
2、2. 17000, o 17062, of in at 3% 1%, 6%, 5% of on , S & P P. 前言 前人从平衡条件下的液态金属凝固分析研究，发展到物理场作用下的研究，是对电脉冲作用下非平衡凝固的钢铁工业应用研究的肯定 1。攀钢板坯连铸中间包电脉冲处理工业试验结果表明，电脉冲处理提高铸坯等轴晶率，改善铸坯中心偏析和优化热轧板力学性能等方面取得一定效果。并探讨电极位置对电脉冲处理效果的影响规律。 1 试验条件和方法 验条件 电脉冲处理中间包内钢液工业试验钢种为 成品化学成分如表 1 所示。图 1 是板坯连铸机中间包盖俯视示意图。板坯连铸机两流之间距离为 5600烤孔与铸流之
3、间距离为 750根直径为 100度为 1200电极安装靠近在图 1 中南侧铸流的直径为450烤孔中，电极插入中间包钢液深度为 300 2 表 1 成品成分 % 钢种 C n P S 1 中间包电脉冲处理电极安置位置示意图 验方法 电脉冲处理中间包内钢液工业试验的电处理工艺参数，频率 0 50流 0 1000A，中间包内的钢液过热度为 20 30，拉速 注铸坯断面为 2001050 为了确保电脉冲处理效果以及所取的铸坯试样具有代表性，每组参数的工业应用试验，电脉冲稳定处理时间都在 20上，然后在电脉冲处理对应的铸坯上取样分析。 2 试验结果与分析 脉冲处理中间包钢液提高铸坯等轴晶率效果 在板坯连
4、铸机上，进行电脉冲处理中间包钢液工业试验，提高铸坯等轴晶率的效果明显 。由表 2 可见，采用频率 0 50流 0 1000A 等四组参数，铸坯等轴晶率分别为 5668%， 57 86%， 53 60%， 60 91%，最高铸坯等轴晶率达到 91%。与未电脉冲处理相比，在过热度和冷却条件相当情况下，电脉冲处理提高铸坯等轴晶率 32 70%，电脉冲处理中间包内钢液提高铸坯等轴晶率的效果较为明显。 表 2 电脉冲处理铸坯等轴晶率 距电极距离 /50 4850 样本数 范围 60 91 53 60 4 平均 79 57 4 未电处理 21 5 极位置对电脉冲提高铸坯等轴 晶率的影响 中间包工业试验电极
5、位置对电脉冲处理效果影响规律如图 2 所示， 中间包钢液过热度 25时电脉冲处理效果最差。众所周知，中间包钢液过热度对铸坯等轴晶率的影响是显著的。一般来说，中间包钢液过热度越低越有利于提高电脉冲处理效果。出现反常现象说明在本次试验条件下影响铸坯等轴晶率主要因素不只是中间包钢液过热度，还有其它因素。在此影响铸坯等轴晶率主要因素应该是电脉冲处理的效果。 18 20 22 24 26 28 3050556065707580859095铸 坯等 轴 晶率，%过 热 度 ， 750 电极位置对电脉冲提高铸坯等轴晶率的影响 脉冲对铸坯低倍组织的影响 电脉冲处理中间包钢液铸坯的酸浸低倍检验结果如表 3 所示
6、，铸坯的酸浸低倍评级依 3 据的标准是 4003此可见，采用频率 0 50流 0 1000A 等四组参数，铸坯酸浸低倍检验结果表明，铸坯中心偏析评级，都比未经过电脉冲处理铸坯低 2。经过电脉冲处理中间包钢液铸坯中心疏松，角裂纹和气泡评级，与未经过电脉冲处理铸坯，两者铸坯内部质量良好。 表 3 电脉冲处理铸坯低倍评级 工艺参数 中心偏析 /级 中心疏松 /级 角裂纹 /级 气泡 /级 样本数 电处理 未电处理 脉冲对铸坯中心偏析的影响 脉冲处理铸坯中心偏析 为了评价铸坯横断面元素的偏析程度，不同参数的电脉冲作用下，分析了铸坯中心六个取样点上元素的偏析度，如图 3 所示。表 3 表示电脉冲处理改善
7、铸坯中心偏析的情况。中间包施加电脉冲，改善铸坯中心碳偏析的效果，是铸坯中心碳偏析 总铸坯中心碳偏析的百分比； 改善铸坯中心磷、硫偏析的效果，是铸坯中心磷、硫偏析 总铸坯中心 磷、硫 偏析的百分比 。由表 3 可 见，脉冲频率 0 50流 0 1000A 时，铸坯中心碳偏析波动范 围分别为 均 电流相同情况下，随着电脉冲频率增加，铸坯中心碳偏析程度有所增加。在电脉冲处理频率相同情况下，随着电脉冲电流增加，铸坯中心碳偏析没有明显变化。 脉冲 频率 0 50流 0 1000A 时，铸坯中心磷偏析波动范 围分别为 均 电流相同情况下，随着电脉冲频率增加，铸坯中心磷偏析程度有所增加。在电脉冲处理频率相同
8、情况下，随着电脉冲电流增加，铸坯中心磷偏析有所减轻。 由表 3 可见， 脉 冲 频率 0 50流 0 1000A 时，铸坯中心硫偏析波动范 均 在电流相同情况下，随着电脉冲频率增加，铸坯中心硫偏析程度有所减轻。在电脉冲处理频率相同情况下，随着电脉冲电流增加，铸坯中心硫偏析有所减轻。 图 3 铸坯横断面成分偏析取样位置 表 3 电脉冲处理铸坯中心偏析 偏析元素 200A 400A 10505 电脉冲改善铸坯中心偏析的效果 电脉冲处理改善铸坯中心硫偏析的效果 3，在电脉冲频率相同条件下，改善铸坯中心碳、磷、硫等三种元素点偏析效果，表现出完全一致的规律性，就是随着电流增加，改善铸坯中 4 心偏析明显
9、增加。同样，在电脉冲电流相同条件下，改善铸坯中心碳、磷、硫等三种元素点偏析效果，也表现出完全一致的规律性，就是随着频率增加，改善铸坯中心偏析明显增加。 脉冲处理对热轧板性能的影响 中间包施加电脉冲对热轧板性能的影响如表 5 所示，钢种为 间包施加电脉冲与否的炉次，均为同一浇次，其成品成分如表 1 所示，差别不明显。试验样品规格为 31100过 电脉冲处理的热轧板 屈服强度为 305 310拉强度为 385 390伸率为 42 45%，没有经过 电脉冲处理的热轧板 屈服强度为 250 360拉强度为320 445伸率为 34 48%，由此可见，经过 电脉冲处理的热轧板 屈服强度，抗拉强度和延伸率
10、，比没有经过 电脉冲处理的热轧 板稳定， 其力学性能明显好于没有经过 电脉冲处理的热轧板 4。 表 5 电脉冲处理对热轧板性能的影响 项目 屈服强度 /拉强度 /伸率 /% 热轧规格 /本数 范围 平均 范围 平均 范围 平均 电处理 305 310 308 385 390 388 42 45 44 3 1100 3 炉 未处理 250 360 302 320 445 386 34 48 38 3 1100 5 炉 （ 1）电脉冲处理中间包钢液，提高铸坯等轴晶率效果明显，最高达到 91%，与未电脉冲处理相 比，铸坯等轴晶率提高 70%。 （ 2）电极位置对电脉冲处理提高铸坯等轴晶率效果影响明显。 （ 3）电脉冲处理改善铸坯中心碳、磷、硫等元素偏析效果明显，并且随着电流和频率的增加，改善效果更加明显。并能改善热轧板力学性能，有利于产品使用性能的提高。 参考文献 1 薛庆国，王静松，何宇明 特殊钢 ， 2004，（ 2）： 53 55. 2 A. 1993， 33（ 12）： 733 742. 3 鄢红春，何冠虎，周本濂等 b 合金凝固组织的影响 997，（ 4）： 352 358. 4 王静松，薛庆国，王建中等 铸造，2001，（ 11）： 677 679.
14电脉冲处理中间包内钢液的冶金效果研究
