船用厚钢板氧化铁皮缺陷改善研究

《船用厚钢板氧化铁皮缺陷改善研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、船用厚钢板氧化铁皮缺陷改善研究第一章绪论1.1引言常见厚度规格在5mm至80mm。船板具有较高的强度和韧性，具有较好的焊接性能，用于建造各种类型和规格的船舶。2003年以来，随着中国经济的快速发展，并在国际船舶市场新一轮行情的刺激下，我国船舶产业出现爆发式的发展，成功跻身于世界造船大国的行列。根据资料显示，2010年全国造船完工量6560万载重吨，同比增长54.6%;新接船舶订单量7523万载重吨，比2009年同期新接订单量增长1.9倍;手持船舶定单量达到1959万载重吨【1】。造船业的巨大发展，必然带动全国宽厚板生产线的发展。全国各钢铁企

2、业纷纷新建或改建宽厚板厂，使宽厚板的产能急剧增加。据不完全统计【2】，截至2008年，全国钢厂有73套宽厚板轧机，设计年产能达8430万吨。其中，2005年后新上轧机采用当今最为先进的进口轧机，其他各项配套装备也都趋同。各厂家的生产装备能力已经相差无几。在这种情况下，厚板产品的竞争日益激烈。其中，因为生产流程短，产能大，船板的竞争尤为激烈。2008年四季度后，由于全球经济的低迷，国内发展速度的降低，造船厂产能过剩的现象也逐步显现出来。造船行业竞争压力也越来越明显的传导到各宽厚板生产厂家。造船厂除对船板价格越发敏感之外，对船板的质量也提出了更

3、高的要求。按照用户原有要求，普通船板能够保证船板尺寸、性能等基本要求即可。但是，在新的竞争形势下，各造船厂家已经开始关注钢板表面的质量问题，尤其是国外船厂及部分国内大型船厂，对船板表面质量的要求也日益严格。各船厂已经不是简单的要求船板表面无裂纹、凹坑等严重缺陷，也开始要求船板表面氧化铁皮花纹的深度和面积都必须控制在很严格的范围内。如某钢厂的一个国外战略用户在协议中明确提出钢板表面氧化铁皮缺陷等级要求，并对表面不良的比例都提出了明确的控制要求。1.2氧化铁皮缺陷形成的相关研究为了减少船用钢板在轧制过程中的变形抗力，在其进入轧制前必须进入加热炉

4、加热。就船板而言，通常加热温度在1000℃-1250℃之间，加热时间通常在200分钟以上（具体由各加热炉型和轧制节奏确定）。经过长时间高温的加热，板坯表面会生成大量的氧化铁皮附着，并且因为炉内的气氛不同，氧化铁皮厚度、强度，附着力各不相同【3】。习惯上，将轧制前的钢板称为板坯。加热炉中含有大量的氧化性气体(如02、CO2、H2O、SO2)，在高温环境中将板坯表层氧化，生成Fe的氧化物。板坯在氧化过程中会生成Fe3O4、FeO、Fe2O3等三种氧化产物。这三种氧化产物在板坯表面从外向内依次为:Fe2O3、Fe3O4、FeO，这三种氧化产物的比

5、例会因为氧化因素的变化而变化【5-8】。板坯出炉后，进入轧制工序。根据不同工艺要求，船板轧制温度区间一般在780℃至1050℃之间。在高温轧制过程中，船板表面与辊道冷却水、轧机除鳞水等接触，也会在船板表面形成氧化层。这种氧化层也会因氧化时间、环境的不同而发生变化。第二章试验方法2.1化学成分和加热温度的影响试验为了验证化学成分和加热温度对氧化铁皮生成的影响，选择牌号为AH32的两种成分体系的船板坯料装入同一加热炉（其中成分一为日常生产使用的成分体系,成分二为对比用成分体系），在同一加热状态下对板坯除鳞效果进行试验。据文献【16】，19世纪中

6、叶以前，船板生产中并没有去除氧化铁皮的概念。但是随着技术的发展和使用过程中逐渐暴露出来的问题，人们开始意识到氧化铁皮被压入船板表面后也是一种缺陷。因此，钢厂开始研究如何采取技术手段来减少氧化铁皮缺陷的发生。自19世纪50年代开始，个别厂家利用空气和蒸汽进行吹刷除鳞，通过此办法，可以吹刷掉绝大部分在加热过程中生成的氧化铁皮；19世纪70年代，有钢厂利用在出炉辊道处安装钢丝辊刷装置的方法扫除加热后板坯上下表的氧化铁皮；19世纪末出现专门的二辊式除鳞机，实际上是在轧辊上做出横沟槽，利用一定量压下力将一次氧化铁皮压碎。上世纪30年代开始，部分钢厂开

7、始出现了利用高压水去除氧化铁皮的方法。此后，除鳞水的压力逐步增加，至20世纪70年代有的压力已经达到21MPa，但并不能完全去除温度比较低的合金钢表面的氧化铁皮。90年代个别钢厂采用25～32MPa水压来除鳞，甚至还尝试过45.5MPa的除鳞压力。..2.2除鳞喷嘴打击力测试试验为了测试除鳞喷嘴布置的合理性，需要对目前除鳞箱中的喷嘴进行打击力测试。选择4块目标轧制厚度为19-20mm的船板板坯，其中2块（板号为S-I至S-II）按照原轧制工艺将轧制，2块（板号为S-III至S-IV）按照中间坯厚度和控轧点厚度为相同值来控制，然后对比控轧点等

8、温时间的差异。对板号为S-I至S-II的板坯按照原有的除鳞工艺进行轧制道次间的除鳞；对板号为S-III至S-IV的板坯根据新的轧制道次进行除鳞。对上述4块船板取样进行表面抛丸，去