減少沸腾钢有害偏析的研究——Ⅱ.钢3巨型钢锭的吹氧、吹空气和加钢板冷却处理

在以往的工作中作者发现向凝固看的重量为7.1吨的钢锭吹氧气或吹空气,对于减轻钢3沸腾钢锭的有害偏析有显著的功效.为了进一步了解这类处理方法对于重量更大、因而偏析问题更为严重的钢3钢锭是否也有同样效果,曾进行了10吨以上的(目前鞍钢生产中重量最大的)FX107型钢锭的吹氧试验,并对成品钢板的质量作了监定(试验D).在另两组试验(试验B和H)中,研究了在钢锭模内加鉄板(中板,薄板)冷却对于钢3钢锭内的偏析的影响.试验H中还包括了向钢液表面(而不是象以前作的插入钢液)吹压缩空气的试验.     

锻造钢锭中“A”型偏析形成的临界条件

“A”型偏析的形成,主要受到钢锭的尺寸和化学成分等因素的影响,因此,在对9～400t商品钢锭中通过计算机算出来的凝固状态和重量为14kg的试验钢锭进行统计的基础上,研究了“A”型偏析形成的临界条件。结果发现,当在水平方向上ε·R~(1.1)小于临界条件时,就将形成“A”型偏析,临界值随着δ的增加而增大,其中ε、R和δ分别为冷却速度、凝固速度和固—液共存的温度范围。同时还发现,即使在δ相同的情况下,临界的ε·R~(1.1)值也将随着化学成分的变动而变化,这一临界值按照普通碳钢、含Cr钢、含Ni钢的顺序而渐次递减,而低Si钢则是最低的。考虑到钢锭化学成分的全部影响,“A”型偏析形成的临界条件可以完整地通过ε·R~(1.1),以及溶质富集钢液与基体钢液之间的比重差来表示。     

ИССЛЕДОВАНИЕ ПО УЛЧШЕНИЮ КАЧЕСТВА СЛИТКА КИПЯЩЕЙ СТАЛН

试验证明:对于大型沸腾钢钢锭,采取铸完向模内加入一定数量的SiO_2-FeO造渣剂以强化模内钢液沸腾的方法可以改善钢锭头部组织,减少钢锭上涨从而减少钢坯切头。在钢锭浇铸过程中模口盖盖铸完立即压盖,可使浇铸期间模内钢液沸腾显著减弱,并制止了钢锭的上涨,因而减轻了钢锭尾部及皮层之负偏析,提高了轧制之钢材的机械强度,并有可能进一步增加钢坯的收得率。     

改善沸腾钢钢锭质量的研究

试验证明:对于大型沸腾钢钢锭,采取铸完向模内加入一定数量的SiO_2-FeO造渣剂以强化模内钢液沸腾的方法可以改善钢锭头部组织,减少钢锭上涨从而减少钢坯切头。在钢锭浇铸过程中模口盖盖铸完立即压盖,可使浇铸期间模内钢液沸腾显著减弱,并制止了钢锭的上涨,因而减轻了钢锭尾部及皮层之负偏析,提高了轧制之钢材的机械强度,并有可能进一步增加钢坯的收得率。     

OXIDATION OF RIMMING STEEL INGOT DURING TEEMING AND SOLIDIFICATION

本文定量地研究了在不同性质的气氛下凝固的小沸腾钢锭遭受氧化的程度;并研究了在大气中和隔绝大气凝固的大型沸腾钢锭,在浇铸和模内沸腾过程中的沸腾情况,母液成分的变化及钢坏中杂质含量和偏析等。结果指出:在浇铸和模内沸腾过程中,钢液的二次氧化对沸腾起着主要作用;用限制锭模内钢液与大气接触的办法来控制沸腾,可以减轻钢锭的偏析。     

沸腾钢锭在浇铸及凝固过程中的氧化

本文定量地研究了在不同性质的气氛下凝固的小沸腾钢锭遭受氧化的程度;并研究了在大气中和隔绝大气凝固的大型沸腾钢锭,在浇铸和模内沸腾过程中的沸腾情况,母液成分的变化及钢坏中杂质含量和偏析等。结果指出:在浇铸和模内沸腾过程中,钢液的二次氧化对沸腾起着主要作用;用限制锭模内钢液与大气接触的办法来控制沸腾,可以减轻钢锭的偏析。     

Nb对芯棒用H13钢偏析、液析碳化物及力学性能的影响

利用OM,SEM,EDS,EBSD,硬度测试及冲击韧性实验等分析手段,对比研究H13钢和添加0.06%Nb(质量分数)H13钢(H13-Nb)芯棒偏析、液析碳化物、组织及力学性能.结果表明,与标准H13钢相比,H13-Nb中Nb加重了偏析,导致高温扩散过程偏析未能有效改善;Nb使MC液析碳化物类型由以VC为主变成以(V,Nb)C为主,提高了MC液析碳化物的析出温度,并使液析碳化物数量增加;退火态H13-Nb的严重偏析组织在淬、回火后表现为有效晶粒尺寸较大且不均匀,其较多的液析碳化物未减少;在冲击实验中,链状液析碳化物聚集的地方易产生开裂,断口上表现为横向条纹,导致韧性较低.     

大型钢锭及锻件的解剖

<正> 一、前言近二十年来,由于世界各国工业的发展,巨大钢锭的生产越来越多。欧洲、美国和日本都已锻造了许多300吨以上的钢锭。日本制钢所甚至用500吨钢锭生产了273吨锻件的150万千瓦原子能发电机转子,该转子长为17000mm,直径为1800mm。众所周知,巨大钢锭的制造不可避免的受冶金和物理因素的影响,存在着较大的质量问题,诸如偏析、气体、疏松、夹杂等。然而,在过去二十年内在最大尺寸与重量方面     

宏观偏析

<正>宏观偏析又称区域偏析,是指钢锭或铸坯不同区域之间的成分差异。在凝固速率不是很高的情况下,由于液相可以流动,原枝晶近旁的杂质元素在液相中有可能被转移到很远的地方。随着凝固的进展,杂质元素在最后剩余的钢液中富集,结果各种元素在钢锭范围内发生了长距离的重新分布,产生了宏观偏析。宏观偏析大小程度常用偏析量ΔC=C-C0、偏析度A=     

高氮不锈钢高压冶炼工艺研究

高氮不锈钢具有优异的力学性能和化学性能,但其冶炼难度较大.高压底吹氮工艺适用于冶炼高氮不锈钢.分析了高压底吹氮条件下影响钢中增氮的热力学和动力学参数.业已确定:高压和高铬、高锰含量有利于钢液中氮的溶解;底吹氮流量越大钢液增氮速率越大,底吹时间延长钢液中氮含量增加;提高凝固压力可有效抑制钢液中氮因偏析而逸出.     

H13钢退火材心部微裂纹缺陷成因分析

利用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪等检测手段对H13热作模具钢低倍检验缺陷进行了分析。结果表明:退火材心部裂纹长度约650μm,且在该裂纹内部,以(V,Ti)C为主的共晶碳化物面积约3500μm~2。从夹杂物尺寸角度分析,退火材裂纹处12μm的夹杂物比例高达28.94%;从夹杂物类型的角度分析,脆性夹杂物Al_2O_3比例高达30.36%,Mn S-Al_2O_3复合夹杂比例为19.35%。试验钢钢锭凝固过程中形成严重的组织偏析,偏析带中大量的脆性Al_2O_3、Al_2O_3-Mn S复合夹杂物、粗大块状的共晶碳化物偏聚产生内应力,是造成试验钢退火材心部产生微裂纹的原因。     

钢锭凝固过程温度场数值模拟

本研究采用大型商业软件MSC.Marc建立了38t钢锭凝固传热数学模型,模型中的钢热物性参数是通过钢凝固过程微观偏析模型预测钢锭凝固过程相的变化规律,并根据钢锭凝固过程钢热物性参数与相组成之间的关系式来确定.随后采用红外测温试验验证了钢锭凝固传热数学模型,并模拟了钢锭凝固过程温度场变化规律以及不同浇注温度和冒口保温条件对钢锭凝固过程的影响.结果表明:钢锭凝固过程由钢锭底部向冒口逐渐凝固,随着钢锭冒口发热剂的加入,钢锭凝固末期,最后凝固区域逐渐从无发热剂情况时位于钢锭本体向冒口区域移动.38t钢锭4125V2钢可采用向浇注后冒口加入200 mm厚发热剂增强钢锭凝固末期钢液补缩能力,脱模时间为浇注后12.5 h.     

基于AnyCasting的长细钢锭铸造成型数值仿真

为了获得力学性能、表面质量、内部组织优良的某型电极坯用长细钢锭,分析了其铸造原理及工艺。运用有限元铸造仿真软件AnyCasting建立了长细钢锭铸造成型的数值仿真模型,对其在铸造成型过程中的钢液流动速度、温度、缺陷概率及碳偏析变化趋势及分布规律进行了数值仿真。结果表明:在长细钢锭铸造成型过程中,钢液流动速度由中心向两侧逐渐减小;温度和碳偏析最大值主要分布在钢锭中心位置,分布区域呈沿长度方向的长椭圆状;缺陷主要分布在上端中心位置处,区域呈沿长度方向的细长椭圆状。该研究结果能为细长钢锭铸造产品质量提升提供参考。     

52吨B.E.S.T.锻造钢锭的质量特性

<正> 重型锻件的质量特性是由材料性能和材质均匀性来决定的,而生产优质锻造钢锭的先决条件是采用相应的冶炼和铸造工艺。例如,将钢中的含磷量和含硫量降低到最低限度就能够显著地改善材料性能。在金属液凝固期间,由于物理和冶金现象,在惯常生产的钢锭中就产生不均匀性或偏析。这些偏析的避免或减小也只能通过干预钢锭凝固过程才能达到。Bhler电渣补注方法是一个强烈影响钢锭凝固过程的方法。B.E.S.T.(Bhler电渣补注)法的特点就是在钢锭浇注以后,将热能输入液态的锭体之中。输入钢锭冒口     

大型耐热钢主轴锻件的质量保证的研究

研究了1％CrMo(Ni)V钢主轴锻件的性能及其均匀性,为此,主要采用了长型的KWU(Kraftwerk UnionAG——电站设备联合公司)径向芯棒抗拉试样。锻件由不同方法生产的钢锭锻成,一部分是油淬,一部分是空冷。各种方法生产的钢锭的偏析图形以及偏析的特殊性,也是我们的研究目的。象报导汽轮机主轴的生产试验一样的报导了1％CrMoNiV钢的长期试验结果。     

真空碳脱氧纯净化技术在大型钢锭制备中的应用

通过控制主要脱氧元素Si、Al含量,可以使钢液在真空条件下发生剧烈C、O反应,从而进一步降低大型钢锭中的氧化物夹杂、气体含量,使其达到高纯净化效果.本研究利用真空碳脱氧生产纯净钢的优势,在不同锭型上实施了双真空碳脱氧(DVCD)冶炼、浇注工艺操作,最终制备出T[O]≤15×10-6、[H]＜1×10-6加氢反应器、电站类锻件产品用的高纯净大型钢锭.研究结果表明:真空碳脱氧作为钢液纯净化生产的一种手段,可以有效提高大型钢锭的纯净度;进行真空碳脱氧工艺操作,中间包使用滑动水口控制系统同样能制备出高纯净度的大型钢锭;对于中碳钢55A来说,只需控制钢液中Al含量,就可以实现很好的真空碳脱氧效果.     

高温均匀化退火对H13钢芯棒带状偏析和冲击性能的影响

采用热轧态H13钢芯棒进行高温均匀化退火试验,研究了不同的保温温度、时间及冷速对带状偏析和冲击性能的影响.结果表明,H13钢在1250 ℃均匀化退火4 h,经快速冷却后,带状偏析明显减轻,二次碳化物和杂质元素在晶界偏聚倾向减小,冲击性能及等向性均得到提高.经生产实践检验,钢锭在锻造前进行1250 ℃均匀化处理,锻后快冷,钢材性能基本达到进口8407钢水平.     

3Cr16NiMoS钢锻制模块预硬化硬度不合原因分析及工艺改进

采用27t钢锭试制的3Cr16NiMoS钢厚度280～370mm×宽度1,200～1,400mm锻制模块预硬化硬度带宽满足不了5HRC要求.通过酸蚀试验、硬度检验、碳含量分析、热处理试验,结果表明:由于钢锭大导致碳偏析严重而影响预硬化硬度不均匀,碳正负偏析差值为0.163％,预硬化硬度带宽为7.5HRC.采用15t钢锭...     

钢管钢冶炼工艺的改进

<正> 在250—500吨平炉上按照通常的冶炼钢管钢的工艺,是先向炉内加含硅铁合金予脱氧,然后向钢包内加铁合金再顺钢流加入铝锭,铝的消耗量为600-1000克/吨。采用下注法在发热渣(2.5公斤/吨)保护下进行浇注。钢包水口直径50mm。钢锭模带有绝热板,模型为C-3、C-8M及K-2。钢锭头部用-14发热剂保温。重8.26及892吨的钢锭轧成直径180mm的管坯。按这种工艺生产的钢管出现机械性能     

提高大锻件质量的某些方法

长期生产的实践证明,大锻件的质量好坏与钢锭的质量优劣有着密切的关系。由于在冶炼与铸锭过程中,钢锭组织产生偏析、孔隙、疏松及杂质聚集等缺陷,随着钢锭重量及尺寸的增加,钢锭中的这些固有缺陷也愈严重,这就使锻造焊合内部缺陷,改善钢