Technologia produkcji wlewków ciągłych ze stali z mikrododatkiem glinu o wysokiej zdolności do kształtowania plastycznego

• Autorzy: Garbarz B. , Żak A. , Marcisz J. , Kania H. , Zdonek B. , Mazur A. , Zalecki W. , Ochab K. , Rachwalski M. , Schwietz J. , Pakieła M.

Warianty tytułu

EN

Technology for production of Al - microalloyed continuously cast steel billets with increased ability to hot working

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł zawiera wyniki badań laboratoryjnych i prób przemysłowych wykonanych w projekcie celowym nr 6 T08 2004 C/06379 pt.: "Opracowanie i wdrożenie technologii produkcji wlewków ciągłych ze stali z mikrododatkiem glinu o wysokiej podatności do kształtowania plastycznego ", dofinansowanym przez Ministerstwo Nauki i Informatyzacji (obecnie Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego). W wyniku realizacji projektu opracowano i wdrożono w zakładzie Ferrostal Łabędy technologie wytwarzania ciekłej stali i jej ciągłego odlewania na wlewki o wysokiej jakości powierzchni o przekrojach poprzecznych 140 mm x 140 mm i 160 mm x 160 mm z gatunków stali o zawartości węgla w zakresie perytektycznym (0,07-0,25%) oraz z mikrododatkami Al i pierwiastków o silnym powinowactwie z azotem (Nb, V, B). Opracowano także procedury uzyskiwania określonego poziomu siarki (do 0,040%) i azotu (do 0,020%) w stali uspokojonej glinem. Opracowano i zastosowano metodę dodatkowego chwilowego schładzania naroży wlewka ciąglego i ponownego ich nagrzewania ciepłem wnętrza wlewka, w celu zmodyfikowania struktury i polepszenia właściwości. Wykonano i zastosowano doświadczalny układ dodatkowego chwilowego schładzania naroży wlewków kw. 160 mm, którego celem, jest modyfikacja struktury obszaru naroży, polegająca na rozdrobnieniu ziarn. Zastosowane chwilowe chłodzenie jest tak realizowane, że po modyfikacji mikrostruktury, na wejściu do klatki ciągnąco-prostującej, naroża osiągają temperaturę mieszczącą się w optymalnym zakresie, ustalonym dla określonej grupy gatunkowej stali. Wyniki pomiarów temperatury przed i za klatką ciągnąco-prostującą oraz wyniki obserwacji mikrostruktury wskazują, że efekt rozdrobnienia i ujednorodnienia struktury następuje na skutek wymuszonej przemiany [gamma] -> [alfa] -› [gamma]. Wytworzona drobnoziarnista struktura w efektywny sposób hamuje rozprzestrzenianie się pęknięć powierzchniowych. Uzyskano wlewki o wysokiej jakości i o dobrej odksztalcalności bez powstawania wad w procesach przeróbki plastycznej. Nowy asortyment wlewków ciągłych, produkowany w wyniku wdrożenia projektu, przeznaczony jest do walcownia wyrobów o wymaganej bardzo dobrej jakości powierzchni (kształtowników specjalnych, prętów, rur) do zastosowań m.in. w przemyśle samochodowym,.

EN

The paper contains results of laboratory investigations and industrial trials carried out in the targeted project no 6 T082004 C/06379 entitled "Development and implementation of technology for production of Al - microalloyed continuously cast steel billets with increased ability to hot working" supported financially by the Ministry of Science and Information Technology (now Ministry of Science and Higher Education). The outcome of the project was development and implementation at Ferrostal Łabędy Sp.zo.o. technologies for steel making of peritectic grades (containing 0.07-0.25%C) microalloyed with Al and the elements having high affinity to nitrogen (Nb, V, B) and continuous casting of these grades into 140 mm square and 160 mm square billets. Procedures for obtaining specific level of sulfur content (up to 0.040%) and nitrogen (up to 0.020%) in Al-killed steel were also worked out. Method for a short-time water cooling of the corners of cc billet followed by re-heating caused by the heat of the billet core for the purpose of modifying microstructure and improving properties was elaborated and implemented. High quality billets showing increased ability to hot deformation without cracking were produced. An experimental additional cooling device for a short-time water cooling of the corners of a 160 mm square billets enabling refinement of grains was constructed and applied. The applied short-time cooling was conducted in such a way that the corners which undergone structure modification at the entry to the unbending stand were re-heated to the optimum temperature range determined for a particular steel grade. Results of temperature measurement in front of and behind the unbending stand and results of microstructure investigation showed that the grain refinement effect resulted from the forced [gamma] -> [alpha] -> [gamma] transformation. Produced fine-grained microstructure hindered effectively propagation of surface intergranular cracks. New grades of continuously cast billets, production of which was implemented as a results of the project, are used for rolling of bars, sections and tubes with demanded high quality surface applied among others in automotive industry.

Słowa kluczowe

PL

wlewek ciągły; technologia produkcji; stal; glin; kształtowanie plastyczne

EN

continuous cast; technology; steel; aluminium; hot working

• Wydawca: Instytut Metalurgii Żelaza im. Stanisława Staszica
• Czasopismo: Prace Instytutu Metalurgii Żelaza
• Rocznik: 2007
• Tom: T. 59, nr 1
• Strony: 7--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Garbarz B.

autor

Żak A.

autor

Marcisz J.

autor

Kania H.

autor

Zdonek B.

autor

Mazur A.

autor

Zalecki W.

autor

Ochab K.

autor

Rachwalski M.

autor

Schwietz J.

autor

Pakieła M.

• Instytut Metalurgii Żelaza, FERROSTAL Łabędy Sp. z o.o.

Bibliografia

• 1. Walmag G., Schmitz A., Marique C.: A New Secondary Cooling Concept for Avoiding Surface Cracks During Casting of Peritectic and Micro-Alloyed Steels, Conference Papers of 4th European Continuous Casting Conference (Birmingham, UK), IOM Communications, London, 2002, t. 1, s. 840-848
• 2. Kato T., Ito Y., Kawamoto M., Yamanaka A., Watanabe T.: Prevention of Slab Surface Transverse Cracking by Microstructure Control, ISIJ International, t. 43, 2003, s. 1742-1750
• 3. Garbarz B., Żak A., Marcisz J., Wojtas J.: Opracowanie zasad eliminowania wad wlewków ciągłych typowych dla gatunków stali perytektycznych na podstawie analizy przemian fazowych i strukturalnych zachodzących w stalach podczas krzepnięcia i stygnięcia po zakrzepnięciu, Sprawozdanie z pracy badawczej IMZ Nr S-00384/1/BM/2002 i Nr S-00384/2/BW/2002 (prace niepublikowane)
• 4. Garbarz B., Żak A., Marcisz J., Ochab K., Rachwalski M.: Możliwości modyfikacji mikrostruktury przypowierzchniowej warstwy stalowych wlewków ciągłych, Hutnik-Wiadomości Hutnicze, t. 71, 2004, nr 5, s. 198-204
• 5. Chimani C.M., Resch H., Morwald K., Kolednik 0.: Precipitation and phase transformation modelling to predict surface cracks and slab quality, Ironmaking and Steelmaking, t. 32, 2005, nr 1, s. 75-79
• 6. Ludlow V., Bain K.-G., Riaz S., Muller K., Wans J., Alvarez G., Zając S., Senk D.: Precipitation of nitrides and carbonitrides during solidification and cooling in continuous casting, La Revue de Metallurgie-CIT, 2006, Janvier, s. 17-24
• 7. Cicutti C., Boeri R.: Analysis of Solute Distribution during the Solidification of Low Alloyed Steels, Steel Research Int., t. 77, 2006, nr 3, s. 194-201
• 8. Baba N., Ohta K., Ito Y., Kato T.: Prevention of slab surface transverse cracking At Kasahima no2 caster with surface structure control (SSC) cooling, La Revue de Metallurgie-CIT, Avril 2006, s. 174-179
• 9. Calcosoft-2D User Manual
• 10. http://www.calcom.ch/index.html
• 11. Suzuki H. S., Nishimura S., Yamaguchi S.: Physical simulation of the continuous casting. Proceedings of International Physical Simulation of Welding, Hot Forming and Continuous Casting, MTL 92-43 (TR), Ottawa, Canada, 1988.
• 12. Grabelus J., Mazur A., Wittchen W.: Sprawozdanie z pracy badawczej IMŻ, nr PC 00091/8/BS/2003, Gliwice, grudzień 2003, (praca niepublikowana)
• 13. Bolender T., Cappel J.: Continuous casting without secondary spray water cooling, Steel Grips, t. 2, 2004, nr 2, s. 84.
• 14. Sengupta J., Thomas E.G., Wells M.A.: The Use of Water Cooling during the Continuous Casting of Steel and Aluminium Alloys, Metallurgical and Mater. Trans. A, t. 36A, 2005, s. 187
• 15. Nozaki T., Matsuno J., Murata K., Ooi H., Kodama M.: A Secondary Cooling Pattern for Preventing Surface Cracks of Continuous Casting Slabs, Trans. ISIJ, t.18, 1978, s. 330.
• 16. Patrick B., Ludlow V.: Development of casting practices to minimise transverse cracking in microalloyed steels, La Revue de Metallurgie-CIT, 1994, s. 1081.
• 17. Schmidt L., Josefsson A.: On the Formation and Avoidance of Transverse Cracks in Continuously Cast Slabs from Curved Mould Machines, Scand. J. Metallurgy, 1974, nr 3, s. 193.
• 18. Leclerc J., Pollak W.: Continuous cast slab defects related to final product quality and associated operating precautions, Continuous casting of steel, The Metals Society, London, 1977, s. 125.
• 19. Shan G., Wimmer F., Chimanic C.: Non-linear Numerical Simulation of the Continuous-Casting Process during Solidification and Product Development. Proc. of CCR'04 Conference, 2004, Linz, Austria, Paper No. 6.4