製錬制御技術
伝統的ホーロー鋼アルミニウムキルド鋼と極低炭素鋼の組成システムを使用しています。 この鋼は比較的純粋で第二相粒子がほとんどないため、水素貯蔵能力と耐スケール性が劣ります。 文献調査によると、ほうろう鋼に特定の合金元素を添加すると、鋼板のスケール防止性能を適切に向上させることができますが、それでも複雑な成形の要件を満たすことはできません。 さらに、鋼中の炭素含有量が高いため、焼成およびエナメル加工後の製品は要件を満たすことができません。 現代のエナメル製品には、耐食性、耐高温性、美的外観に関して高い品質要件が求められます。 この記事で研究した Ti-SBN (チタン-硫黄-ホウ素-窒素) 複合マイクロ合金組成システムは、材料の構造と特性の制御と組み合わせることで、多数の微細な二相粒子 (密度が1020～1021個/平方メートル）以上の強靭な組織により、水素吸蔵量と耐スケール爆発性が大幅に向上するだけでなく、スタンピング成形も容易になります。
Ti-SBN複合マイクロアロイ組成系
鋼中の水素原子が微細構造の第 2 相によって「捕捉」されると、一般に脱出するのは困難です。 このタイプの第 2 段階は、不可逆的な水素トラップと呼ばれることがよくあります。 Ti元素およびその析出相は水素原子との親和力が最も強いため、ほうろう鋼では主に水素トラップ形成元素として使用されます。 ほうろう鋼板の成形性の観点から見ると、組織中の第二相は成形性に大きな影響を与える。 さらに、第 2 相の安定性も、ほうろう加工中のほうろう鋼の機械的特性と耐スケール性に影響を与える主な要因です。 したがって、合理的なコンポーネント設計と最適化プロセスを通じて、微細構造における第 2 相の量、形態、および安定性を制御できます。 本研究では、ほうろう用の超低炭素Ti-SBN冷間圧延帯鋼の化学組成系を提案する。 超低炭素設計に基づいて、適切な N、B 含有量および Mn/S (マンガン/硫黄) を制御するために Ti マイクロアロイングが実行されます。 ）比較する。 Bの粒界偏析特性を利用して炭素原子の固溶・拡散を妨げ、粒内に多数の微細なセメンタイト粒子の析出を促進します。 BとNは微細なセメンタイト中で結合して二相粒子と複合析出相を形成し、鋼板に優れた水素貯蔵効果をもたらします。
材料組織と性能制御技術
超低炭素Ti-SBN複合マイクロ合金組成系に基づいて、ほうろう鋼の成形性と耐スケール性との矛盾、およびほうろう後の強度低下という重要な技術的問題を解決するために、対応する材料構造と性能制御技術が開発されています。 。 プロセス要因は、鋼の水素透過挙動と水素貯蔵特性に大きな影響を与えます。 加熱温度の上昇、巻取り温度の低下、低温長時間焼鈍などの対策により、鋼板への水素の浸透時間を大幅に延長できます。 冷間圧延圧力を上げるなどの対策を行う。速度を下げる、水素の鋼板への侵入時間を長くする、水素拡散係数を下げるなどの対策を行うと、より強い組織が得られ、スタンピング成形に有利となる。 熱間圧延プロセス、冷間圧延プロセス、連続焼鈍およびベル焼鈍プロセスのパラメータがほうろう鋼の耐スケール性および機械的特性に及ぼす影響を分析することにより、熱間圧延プロセスおよび冷間圧延焼鈍プロセスが決定されました[7]。 研究により、S、Mn、N の含有量を適切に増加させ、微量の B を添加すると、ほうろうの性能が大幅に向上することが示されています。 Bを含有するほうろう鋼の連続焼鈍板は、Bを含まない鋼と比較して降伏強さが低くなります。 ひずみ硬化指数（n）は低下していますが、塑性ひずみ比（r）と破断伸びが高く、総合的な性能は優れています。 熱間圧延プロセスに関する研究によると、ビレットを1200-1250度に加熱し、120分以上保持すると、ビレット内の粗大な析出物が溶解して第二相粒子になることがわかっています。 複数パスの圧延の後、厚さは23mmから4mmに変化し、層は冷却されます。巻き取り温度は680〜750度です。 高温の巻き取りおよび冷却プロセス中に、鋼中の転位密度が減少し、これにより炭素および窒化物の再析出が促進され、鋼中の第二相粒子の凝集および成長が促進されます。 冷間圧延圧下率が80%になると、熱延母材中に析出した大きな二相粒子がさらに破砕されて小さくなる。 連続焼鈍プロセスに関する研究では、高温での短時間の連続焼鈍がより強い組織を得るのに役立ち、これがスタンピング成形に有益であることを示しています。 一方、比較的低温で長期保温することで得られる「細粒組織+鎖状劣化パーライト」と微細分散パーライトは、セメンタイト粒子が鋼中の水素の拡散速度を低下させ、鋼材の耐スケール性能を向上させるのに役立ちます。エナメル鋼。 ベルアニーリングプロセス中、アニーリング温度が上昇し、保持時間が増加すると、冷間圧延板内の大きな二相粒子は分解と精製を続け、高温で部分的に新しい Ti 炭窒化物を形成します。 仕上げ後、冷間ロール内にTi炭窒化物、硫化炭素、硫化マンガンなどの25～50nmの析出粒子が分散します。二重電解槽法により0.80mmスケールの耐スケール爆発試験を実施しました。深絞り冷間圧延ほうろう鋼DC03EK、スケール爆発防止感度 TH 値は 18.74 min/mm2 と得られました。 一般的な試験経験によれば、TH が 6.7 min/mm2 以上の場合、ホーロー鋼は安定した耐スケール爆発性を示します。 また、化学組成は複合マイクロアロイを採用しているため、複合析出相の熱安定性が非常に強く、焼結後の鋼板の強度低下値は30MPa以内です。
狭組成製錬のための精密制御技術
超低炭素 Ti-SBN 複合マイクロ合金成分系中の Ti 含有量が高いと、冷間圧延ほうろう鋼が鋳造プロセス中に蓄積しやすくなり、効率的かつ安定した生産に影響を及ぼします。 これは冶金業界ではよくある問題です。 特殊なレードルトップスラグ改質材を使用し、窒素増量・酸素制御プロセスによりレードルトップスラグ改質材の量とRH（真空循環脱ガス精錬炉）の酸素吹き込み量との間に特定のマッチング関係を形成します。 高チタンエナメルは鋼とともに鋳造され、流れを蓄積します。 この問題は大幅に改善されました。 冷延ほうろう鋼の連続鋳造の生産効率が大幅に向上し、5炉連続鋳造が可能になりました。 本プロジェクトでは、炭素含有量が極めて低い製錬成分の精密かつ安定した制御を実現するために、RH浸炭および連続鋳造プロセスの浸炭ルールに関する体系的な研究を行っています。 製鋼段階で純粋な溶鋼を得るには、転炉から排出される炭素と酸素の含有量を厳密に管理し、RHプロセスの圧力を下げ、溶鋼の品質を向上させる必要があります。 また、実際の連続鋳造工程では、炭素含有量を効果的に管理するため、タンディッシュ作業層の耐火物としてマグネシア被覆材を使用し、極低炭素保護スラグやアルカリ性被覆剤を使用して厳密に管理しています。連続鋳造プロセス中の溶鋼の炭化。 量。 以上の対策により、連続鋳造時の炭素添加量は6×10-6以下に抑えられています。
アンチスケーリング性能試験技術と装置
本プロジェクトでは、ほうろう用鋼材の水素透過性を電気化学的に測定するための統合技術および装置を開発するとともに、ガスシールドイオン溶接塗装および大型ほうろうの焼成時のスケール爆発防止性能のシミュレーション実験方法およびサンプリング方法を開発した。 -サイズの鋼板。 2つの検出技術を実際の製品抵抗に適用しました。 スケール爆発性能試験と併用して、水素透過データと鋼板のスケール爆発耐性との定量的な関係を確立し、鋼板のスケール爆発耐性性能の予測精度を向上させます。
水素透過性試験技術と装置
二重電解槽電気化学的金属水素透過性試験用の特別な機器が不足していることを考慮すると、試験プロセスでは実験装置の一時的な構築が必要であり、サンプル表面効果と境界効果が試験結果に影響します。 このプロジェクトでは、一体型の金属水素透過試験装置を独自に開発しました。 この実験装置は、試料前処理、電気化学的金属水素透過度測定、データ取得・処理等の機能を実現し、安定、正確、高感度、簡便に水素拡散速度、拡散時間を測定できる金属水素透過度測定装置を構築します。 , 拡散係数は国家規格「ほうろう用冷間圧延鋼板のスケール爆発感受性試験の水素透過法」（GB/T29515-2013）と国際規格「水素透過の測定及び測定」の両方を満たすことができます。電気化学技術を使用した金属中の水素の吸収と移動「方法」(ISO 17081-2014) の試験要件。さらに、この機器は、複雑な構造状態を持つ鋼サンプル上の水素の挙動を研究するために使用できます。
ホーロー焼成による大型鋼板の耐スケール爆発性シミュレーション実験方法
本研究は、ほうろう鋼の試験面積を拡大すると同時に、鋼板溶接継手部の耐スケール性能を調査し、鋼板の耐スケール性能の予測精度を向上させるために、給湯器ライナー用の冷間圧延ほうろう鋼。 検出方法。 同じバッチの鋼板から 2 つの検査サンプルを採取し、ガスシールドイオン溶接を使用して (90 ～ 120) mm × (180 ～ 240) mm の大きな検査サンプルを形成します。 大型の検査用サンプル鋼板の外面にエナメルをコーティングし、焼結後、高温室と低温室で交互に試験を行った後、サンプル全体の上面と下面にスケールが発生するかどうかを観察します。 原理は、プラズマアーク溶接により空気中の水を電気分解して生成した水素が高温で熱影響部に溶け込むというもので、これは鋼板自体の水素吸蔵能力を考慮したものです。 この方法は、物質の爆発を正確に予測するために電気化学的方法と組み合わせて使用されます。 多数のテストの結果、厚さ 1 mm のホーロー鋼の標準サンプルは、水素侵入時間が 9.5 分を超える場合の耐スケール爆発性の要件を満たすことが判明しました。 同時に、この研究では、熱間連続圧延帯鋼のサンプリング方法を設計しました。これにより、サンプリング作業の強度が軽減され、製品の歩留まりが向上し、生産リズムが高速化されます。
高精度形状制御技術
このプロジェクトによって開発されたほうろう鋼の熱間圧延および冷間圧延プロセスの新しい高精度形状制御技術は、ギャップフィット、荒加工および仕上げ圧延のセンタリングおよびマッチング制御のオンラインリアルタイム監視、中間ロールの自動ロールストリング制御を使用します。圧延機、熱間連続圧延による冷間圧延リコイリングユニット。 重ね溶接機薄帯肉盛溶接、冷間圧延コイラーマンドレルにゴムスリーブを重ね合わせ、冷間圧延機コイラーヘルパーの作動振動低減装置の設置により、ほうろう完成板形状の安定制御を実現1nm以内の鋼。
熱間タンデム圧延機のギャップを一致させるためのオンラインリアルタイム監視技術
熱間タンデム圧延機の嵌合隙間のオンラインリアルタイム監視技術の機能は以下のとおりです。 ① 圧延機アーチ径と軸受座径の制御精度範囲、正常値範囲、正常測定周期範囲をあらかじめ設定します。圧延機のアーチウェイとベアリングシートはオンライン監視システムのクリアランス範囲に適合します。 ② 軸受座情報や圧延機アーチ情報などのオリジナルデータをオンライン監視システムに入力・保存する。 ③ オリジナルデータに基づいて、オンライン監視システムが圧延機アーチとオンラインベアリングシートの間のマッチングクリアランスを自動的に計算して保存し、リアルタイムで圧延機を出力します。 アーチウェイとオンラインベアリングシートの間のマッチングクリアランスが大幅に向上しますモニタリングの適時性と正確性。
熱間連続圧延粗圧延と仕上げ圧延の芯出しとマッチング技術と装置
熱間連続圧延における粗圧延と仕上げ圧延の心出し・合わせ技術・装置は、主に中間ローラーテーブルとサイドガイドプレートで構成されます。 中間ローラーテーブルには複数の伝達ローラーがあり、2 つの側面ガイド板、つまり第 1 側面ガイド板と第 2 側面ガイド板が間隔を置いて配置されています。 第 1 側ガイド プレートは中間ローラー テーブルの中央に位置し、第 2 側ガイド プレートは仕上げ圧延機に位置します。 ユニット入口前、一次側ガイド板と仕上げ圧延ユニットの間。 側面ガイド プレートには、ラッパ状の入口、クランプ部、およびこれら 2 つの交差点に位置するガイド ホイールが含まれています。 ガイドホイールは回転軸を有する。 この装置は、粗圧延機、仕上げ圧延機、中間ローラーテーブルの中心線を変更する必要がありません。 動きやすいサイドガイド板によりズレを補正します。 シンプルで実装が簡単で、最終的には中間ビレットの心出しと仕上げ圧延テーブルの心出しを一致させるという目的を達成できます。
タンデム冷間圧延機の圧延システムの最適化
冷間圧延機の圧延システムの最適化には次の側面が含まれます。 ① 冷間圧延リコイリングユニットの重ね溶接機の薄帯溶接方法を開発します。 ② 冷間圧延エマルジョンオイルスキミング装置、冷間圧延ハードコイルコア溶接装置を改善し、冷間圧延を削減する 圧延機のコイラーを振動させる装置。 ③ パージ流量制御システム、酸再生システムの供給ラインの結晶を除去するための循環システム、および全自動スチールコイルラベル貼り付け統合システムを最適化します。 ④ 冷間圧延コイラー特許群のセットやダイヤルなどのコアシャフトに重層接着剤を塗布し、ローラーが研削盤主軸台から外れないよう設計します。 以上の最適化策により、最終的には完成品のプレート形状を1nm以内で安定制御することができました。