8620系齿轮钢300 mm×360 mm连铸坯宏观偏析改善的工艺实践

8620齿轮钢(/%:0. 18～0.22C,0. 17～0.26Si,0.70～0.90Mn,≤0.025P,0. 15～0.23S, 0.40～0.60Cr,0.40～0.70Ni,0.15～0.25Mo)300 mm×360 mm坯连铸的中间包钢水过热度为20～30℃,拉速为0.5～0. 6 m/min,通过钻孔分析、射钉试验、原位分析和铸坯低倍组织分析,研究了电磁搅拌参数[M-EMS(100～200) A,(2.0～2.2)Hz,F-EMS(150～200)A,8 Hz]和二冷水参数(一段28 L/min,二段38～45.6 L/min,三段19.2～24L/min)对连铸坯C、S偏析的影响。通过采用优化工艺参数-二冷一段28 L/min,二段45. 6 L/min,三段19. 2 L/min和电磁搅拌M-EMS 150 A,2. 2 Hz,F-EMS 200 A,8 Hz,8620系齿轮钢连铸坯偏析指数0. 98～1. 05的比例由原30%提高至92.8%。     

20CrMnTi钢160 mm×160 mm方坯内部质量控制

 针对20CrMnTi连铸160 mm×160 mm方坯严重的内部质量问题,开展结晶器电磁搅拌(M-EMS)与凝固末端电磁搅拌(F-EMS)参数协同优化试验,通过方坯凝固组织检测和碳偏析检测,详细分析电磁搅拌参数对方坯内部质量的影响规律。此外,借助红外热成像仪检测方坯表面温度,进而利用ANSYS软件预测方坯凝固传热过程,得到F-EMS作用区域内的液芯厚度。结果表明,方坯内弧侧与外弧侧柱状晶向等轴晶转变(CET)的起始位置分别距方坯表面约42和28 mm,在M-EMS 240~260 A条件下,受M-EMS电流强度的影响很小;碳元素在方坯皮下10 mm内存在负偏析,然而在CET前沿富集,同时在凝固中心呈现为交替正、负偏析;凝固中心附近负偏析程度正相关于M-EMS和F-EMS强度。根据方坯低倍组织与碳偏析情况,最终确定20CrMnTi最佳的电磁搅拌参数为M-EMS 250 A/4.0 Hz、F-EMS 300 A/7.0 Hz。另外,F-EMS入口与出口处的液芯厚度分别为66.2和60.6 mm,与之对应的固相率分别为86.6%和88.7%,F-EMS安装位置合理。     

低碳钢Q345E Φ600mm连铸圆坯宏观碳偏析的控制

Q345E钢(/%:0.13~0.17C,0.24~0.28Si,1.02~1.40Mn,0.015~0.040Al,≤0.015P,≤0.015S)的冶金流程为70 t转炉-LF-VD-Φ600 mm圆坯连铸工艺。通过0.08 L/kg比水量和0.18、0.20、0.22 m/min拉速条件下的凝固模拟计算,结合拉速0.22 m/min,过热度20℃,一冷4 600 L/min(进出水温差2.7℃),二冷L_1-38、L_2-6和L_3-5 L/min条件下的射钉试验,确定该拉速下Q345E钢Φ600 m/圆坯的凝固末端位置距弯月面22.4 m,在此基础上优化结晶器M-EMS\末端F-EMS组合电磁搅拌,调整连铸工艺,使大圆坯宏观碳偏析取得显著改善。结果表明,浇铸过热度、电磁搅拌参数是影响碳偏析的重要工艺条件;当过热度20~30℃、拉速0.22~0.24 m/min、M-EMS(200 A,2 Hz)、F-EMS(400 A,8 Hz)交替搅拌时,Q345E钢Φ600 mm断面碳极差≤0.04%C。     

连铸复合电磁搅拌对低碳钢碳偏析的影响

20CrMnTi钢(%:0.17～0.23C、0.80～1.10Mn、1.00～1.30Cr、0.04～0.10Ti)300 mm×340 mm铸坯结晶器-末端电磁搅拌(M-EMS,F-EMS)和3段复合电磁搅拌(M-EMS,S-EMS,F-EMS)对铸坯碳偏析影响的试验结果表明,当M-EMS和F-EMS电流分别从2 HZ/250 A和20 HZ/150 A降至2 HZ/100 A和20 HZ/100 A时,铸坯断面碳成分的极差由0.05%降至0.02%;当采用M-EMS为2 HZ/100 A,S-EMS为20 HZ/50 A,F-EMS为20 HZ/100A三段复合电磁搅拌时,铸坯断面碳成分的极差为0.02%,轧材中心疏松由原2段电磁搅拌的1.0～2.0级降至1.0～1.5级,方框形偏析2.0级出现率由9.7%降至0.8%。     

GCr15轴承钢235mm×265mm方坯连铸工艺的优化

西宁特钢的GCr15轴承钢连铸坯由90 t UHP Consteel EAF-LF(VD)-CC流程生产.通过全程保护浇铸,钢中平均氧含量减少3.15×10-6;控制钢水过热度≤20℃,拉速0.7～0.8 m/min,二次冷却比水量0.40 L/kg,铸坯平均等轴晶率≥60%,且铸坯质量明显提高;在上述优化工艺参数下,采用3.25 Hz/250 A结晶器电磁搅拌和20 Hz/300 A凝固末端电磁搅拌,铸坯中心碳偏析指数为0.99～1.20.     

拉速波动对GCr15轴承钢250 mm×280 mm连铸坯内部质量的影响

试验用GCr15轴承钢的生产工艺为100 t BOF-LF-RH-250 mm×280 mm连铸坯-Φ70 mm轧材。用碳截面偏析检验、射钉试验及高倍检验等分析检测方法,研究了结晶器冷却水2 530 L/min,钢水过热度33~37℃,二冷比水量0.12 L/kg,M-EMS 530 A/2.5 Hz,F-EMS 400 A/3.0 Hz参数下,GCr15轴承钢连铸坯拉速0.52~0.58m/min对连铸坯轴承钢碳偏析、坯壳厚度及末端凝固位置和Φ70 mm轧材带状的影响。结果表明,随着连铸拉速的提升,铸坯的宏观碳偏析先呈现下降后呈现上升趋势,凝固末端位置后移,液相穴长度变长,拉速控制在0.55m/min,有利于降低铸坯的宏观碳偏析和轧材球化退火后的带状组织级别。     

Φ270 mm圆坯末端电磁搅拌工艺的研究

试验分析了不同凝固末端电磁搅拌(F-EMS)参数对Φ270 mm断面铸坯中心等轴晶比率和碳偏析指数等的影响。结果表明,连铸中碳钢时,末端电磁搅拌参数采用300 A/10Hz,可使铸坯中心等轴晶率达到35%以上,铸坯中心碳偏析指数小于1.05。     

末端电磁搅拌参数对帘线钢72A铸坯中心碳偏析的影响

帘线钢72A(%:0.71～0.72C、0.50～0.60Mn、0.22～0.30Si、≤0.010P、≤0.008S)的冶炼工艺流程为铁水预处理-LD-LF-RH-CC-200 mm×200 mm连铸。在连铸时钢水过热度10～20℃,拉速0.98 m/min,二冷比水量0.32 L/kg,结晶器冷却水220 m³/h,结晶器电磁搅拌1.5 Hz、500 A的条件下进行了末端电磁搅拌(F-EMS)的工艺研究。结果表明,当离钢液弯月面8 m处以18 Hz、450 A进行F-EMS,可使帘线钢72A铸坯的中心碳偏析指数≤1.05。     

优化连铸工艺改善SWRH82A钢150 mm x 150 mm 铸坯中心碳偏析实践

 为了减轻SWRH82A钢150 mm x 150 mm铸坯中心碳偏析,进行了拉速(1. 9 ~2. 3 m/min)、二冷比水 量(0. 75 ~ 1.24 L/kg)、过热度(25 ~38 °C )、结晶器电磁搅拌强度(300 - 350 A)和末端电磁搅拌强度(300 - 470 A) 连铸工艺参数试验。结果证明,合理控制拉速1.9-2.0 m/min,钢水过热度25°C 左右、比水量为1. 01 I7kg、结晶 器电磁搅拌强度为350 A/3 Hz、末端电磁搅拌强度为400 A/7 Hz时,铸坯中心碳偏析指数可以得到大幅改善,由原 来的1.21降为1.05。     

电磁搅拌参数对大方坯20CrMnMoH碳偏析影响的研究

基于国内某大型钢厂350mm×430mm断面大方坯连铸机装备条件下,进行组合电磁搅拌技术在保淬透性合金结构钢20CrMnMoH碳偏析控制的应用研究。本文通过对比不同M-EMS+F-EMS工艺参数下,铸坯低倍、轧制圆钢横截面C元素统计偏析度,碳极差以及硬度极差,确定了最佳组合电磁搅拌工艺参数为M-EMS:电流350A,频率2.5Hz,F-EMS:电流600A,频率5Hz时轧制圆钢横截面C元素偏析最小,C元素统计偏析度0.0524,碳极差0.025%,硬度极差22HRB。     

连铸参数和末端电磁搅拌对82B钢小方坯中心碳偏析的影响

试验研究了结晶器电磁搅拌240 A/4 Hz时末端电磁搅拌(160 A/4 Hz～280 A/8 Hz),中间包钢水温度(1 500～1 542℃),拉速(1.7～1.9 m/min)和二冷区比水量(0.7～1.1 L/kg)对82B钢(/%:0.81C、0.76Mn、0.25Si、0.2Cr)150 mm×150 mm方坯中心碳偏析的影响。结果表明,在未采用末端电磁搅拌时,降低过热度和拉速、提高比水量有利于减少小方坯中心碳偏析。采用最佳的末端电磁搅拌参数160 A/6 Hz时,82B钢小方坯中心碳偏析指数最低,为1.02。     

连铸工艺参数对SWRH82B钢160 mm x 160 mm坯中心碳偏析的影响

试验研究了结晶器电磁搅拌频率、拉速、过热度及二冷强度对SWRH82B连铸小方坯中心碳偏析的影响。研究结果表明,结晶器搅拌电流为300 A时,低电磁搅拌频率下铸坯中心碳偏析情况较好;拉速为1.8 m/min时,提高二冷比水量有利于改善中心碳偏析,但二冷比水量过高会加剧偏析;拉速为1.8 m/min时,二冷比水量为0.75 L/kg较为合适,拉速为1.9 m/min时,二冷比水量为0.8 L/kg是比较合适的;当过热度在20～30℃时,过热度对铸坯中心碳偏析的影响不大。     

提高齿轮钢8620RH( K)末端淬火内控符合率的工艺实践

齿轮钢8620RH(K)(/%:0.18～0.22C,0.17～0.26Si,0.70～0.90Mn,≤0.025P,0.015～0.025S,0.4～0.6Cr,0.4～0.7Ni,0.15～0.25Mo,0.015～0.045Al,≤0.010 0N)的冶炼流程为60 t BOF-LF-VD-300 mm×360mm铸坯。分析了工艺改进前BOF终点残余元素,出钢量,精炼合金调整量,VD增N方式和铸坯C偏析,得出BOF出钢量不稳定、中间包钢水过热度高、内控成分合格率低,铸坯C偏析指数高是导致末端淬火试验AHRC值4～5带宽符合率偏低的主要因素。通过稳定转炉装入量和出钢量,LF吹氮气增氮,空置红钢包加盖,控制中间包钢水过热度15～25℃,优化连铸电磁搅拌参数等工艺措施,使8620RH(K)钢末端淬火内控符合率由原<60%提高至82.93%。     

82B高碳钢小方坯中磷的偏析行为

研究了拉速(2.8～3.0 m/min)、二冷比水量(0.83～1.8 L/kg)和末端电磁搅拌(0～400 A,6 Hz)对82B钢(/%:0.79～0.81 C、0.21～0.24Si、0.81～0.83Mn、0.012～0.016P、0.005～0.008S、0.25～0.30Cr)130 mm×130mm铸坯断面P偏析的影响结果表明,磷在铸坯中的最大偏析点不在凝固中心,而是在柱状晶与等轴晶交界处;随着二冷比水量的增大、拉速的降低及末端电磁搅拌强度的增大,P元素的最大偏析率有明显降低。     

淮钢特殊钢大型圆坯连铸工艺装备特点及实践

淮钢生产碳素、合金结构钢、锚链钢、轴承钢、齿轮钢及低合金高强度钢生产流程为80 t转炉-90 t LF-100 t RH-喂线-Φ380～Φ600 mm圆坯CC工艺。中间包容量40 t,自动控制弧形管式结晶器液面,喷水+气雾2次冷却,M-EMS+F-EMS电磁搅拌,连铸机拉速0.3～0.8 m/min,年生产能力120万t圆铸坯。文中介绍中间包、结晶器、电磁搅拌、二次冷却的设备特点和相关工艺的优化和圆坯冶金质量的改善。     

凝固组织对GCr15轴承钢220 mm×260 mm连铸坯中心偏析的影响

铸坯高中心等轴晶率及小的二次枝晶臂间距有利于降低高碳钢M+E-EMS连铸坯中心偏析。通过建立GCr15钢220 mm×260 mm连铸坯耦合有限元-元胞自动机模型(CAFE)及二次枝晶臂间距(SDAS)模型,研究结晶器电磁搅拌、过热度和拉速对中心等轴晶率及二次枝晶臂间距的影响。结果表明,相比于拉速,过热度和结晶器电磁搅拌对其影响明显。随着过热度降低及结晶器电磁搅拌强度增加,铸坯中心等轴晶率增加而二次枝晶臂间距减小,而拉速对凝固终点和中心固相率影响大。工业试验结果表明,采用结晶器与凝固末端电磁搅拌,相比于过热度35℃和拉速0.75 m/min,控制过热度小于25℃且拉速调整为0.8 m/min时,轴承钢GCr15铸坯中心等轴晶率由原27%增加至38%且二次枝晶臂间距细化,中心碳偏析指数由原1.06～1.39降至0.93～1.13。     

轻压下和拉速对42CrMo钢410 mm x 530 mm铸坯轧成Φ195 mm材的低倍和中心C偏析的影响

对比试验了铸坯的轻压下量(0～8 mm)及拉速(0.42～0.49 m/min)对42CrMo钢Φ195 mm轧材低倍组织和偏析的影响。结果表明,在现有工艺条件下,42CrMo钢过热度控制在20～30 ℃,二冷比水量0.30 L/kg,结晶器电搅100A/1.5 Hz,末端电搅400A/8 Hz,连铸拉速控制在0.49 m/min,总压下量6～8 mm,能有效改善42CrMo钢轧材的内部质量。     

100 t EAF-LF-VD-圆坯连铸流程生产石油钻铤用钢 AISI4145HM 的工艺实践

莱钢特钢事业部新区采用铁水+废钢-100 t电弧炉-LF-VD-Φ500,600 mm圆坯连铸-步进式加热炉-950轧机轧制-缓冷-退火的流程生产Φ110～260 mm AISI4145HM钢（/%:0.44～0.46C,0.21～0.23Si,1.32～1.33Mn,1.18～1.20Cr,0.30～0.31Mo,0.16～0.17Ni,≤0.012P,≤0.004S,≤0.05Cu,0.15～0.35Alt）。通过控制电弧炉终点[C]≥0.15%,[P]≤0.008%,出钢预脱氧和合金化,LF高铝精炼渣（30%～40%Al₂O₃）及喂0.45kg/t钢钙线,VD后梯度软吹,控制中间包钢水过热度12～25℃,拉速0.25～0.35 m/min,全程保护浇铸及M-EMS和F-EMS,轧后缓冷、退火等工艺措施,生产的铸坯低倍组织良好,中心疏松和中心缩孔≤1.0级,裂纹和皮下气泡为0级,各类夹杂物级别≤1.5,级别总和≤7.0,钢的各项指标均满足协议要求。