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本文通过对珠钢CSP(CompactStripProduction)生产线在液芯压下LCR(LiquidCoreReduction)工艺和非液芯压下工艺条件下SPA-H钢铸坯和成品板的质量进行对比研究,分析了连铸连轧过程中组织、性能以及各种缺陷和夹杂物的变化过程,并探讨了CSP工艺下晶粒细化、成分偏析变化的原因。在此基础上,结合薄板坯连铸过程的工艺特点,研究了不锈钢凝固特性和组织变化规律,探讨了应用CSP技术生产不锈钢的可行性,为应用CSP技术生产不锈钢提供了基础依据。
研究表明:在CSP工艺下,SPA-H钢板材微观组织为铁素体基体上均匀、弥散分布的珠光体,最后得到的成品板具有均匀细小的组织。晶粒主要以3~15μm尺寸为主,约占全部晶粒的90%,平均尺寸为9μm左右。板材强度达到525MPa左右,延伸率接近33%。组织细化原因可归结为大压下、高刚度的连轧工艺、钢中大量弥散析出氧化物以及终轧后的层流冷却作用。液芯压下工艺与非液芯压下工艺相比较,铸坯表面组织和内部组织有较明显的差异;在两种工艺下,铸坯和板材的性能都有一定差异。在珠钢CSP生产中,板坯组织细化,性能优越,但因为液芯压下只有一道次且压下量较小,经过6道次热轧后两种工艺下的成品板组织和性能差别不明显。CSP工艺下铸坯的宏观偏析很少,主要是C、P偏析,偏析程度很小,而液芯压下工艺偏析程度更小。磁粉探测铸坯有表面裂纹,裂纹较浅,数量很少;超声波检测铸坯中的各种缺陷和夹杂以中心对称分布,铸坯中心出现不规则坑状缺陷,主要是中心疏松;夹杂物以铝酸盐为主,钙处理后都呈球形,多数小于5μm,不会对钢材质量产生较大影响。
不锈钢凝固组织和性能与冷却条件有密切关系,不锈钢凝固组织随冷却速度的升高而细化,强度也随之升高,在冷速为10℃/s左右时,抗拉强度达到990MPa左右,延伸率达到33%。冷速继续提高,晶粒细化和强度提高较少。通过对SPA-H钢和不锈钢的对比分析,并考虑到不锈钢的凝固特性,认为在珠钢的现有条件下,通过合理的控制冷却速度和相关工艺参数,应用CSP工艺生产不锈钢是可行的。