不锈钢板坯的高温力学性能及连铸二次冷却工艺中的应用

泰山不锈钢厂采用60 t电弧炉-GOR底吹转炉精炼-160 mm×1600 mm板坯连铸的工艺流程冶炼不锈钢。通过Gleeble-1500D热模拟试验机试验研究了奥氏体不锈钢201(6.54Mn-16.71Cr-3.62Ni)和J4(8.93Mn-14.84Cr-1.08Ni-1.25Cu),铁素体不锈钢430(16.29Cr)和马氏体不锈钢410S(13.5Cr)连铸板坯的高温力学性能。结果表明,各不锈钢的第Ⅲ脆性温度区分别为201钢-665~990℃,J4钢-600~950℃,430钢-600~700℃和410S钢-720~930℃;201和J4钢采用较弱二次冷却,矫直温度分别控制为≥1010℃和≥995℃,430钢用较强二次冷却,矫直温度900~950℃;410S钢用较弱二次冷却,矫直温度≥980℃。     

Q650低碳贝氏体钢的研制

开发的低碳贝氏体钢Q650(%:0.06～0.08C、1.6～1.8Mn、≤0.3Cr、≤0.06Nb、≤0.02Ti、≤0.15Mo、≤0.05V、≤0.002B)(20～40)mm×(1 600～3 200)mm钢板的生产流程为铁水预处理-120 t转炉-LF精炼-连铸-控轧-控冷。通过控制再结晶区单道次变形量≥15%,累积变形量≥50%,未再结晶区道次累积变形量≥60%,冷却速度15℃/s,终冷温度≥500℃,可获得不同类型的贝氏体相变组织,并具有良好的综合性能。     

T27铁路用钢的研制与开发

T27铁路用钢(%:0.10～0.16C、0.15～0.25Cr、0.025～0.045Al)为包晶钢。莱钢特殊钢厂采用45%～60%铁水+废钢-50 t电弧炉-LF(VD)-连铸机工艺路线生产T27钢。通过电弧炉热装铁水≥45%,调节供氧量,确保终点碳为0.08%～0.10%,电弧炉出钢过程用部分钢芯铝替代硅锰合金进行脱氧,精炼渣碱度为4,控制精炼吹氩参数,控制中间包钢水过热度20～30℃,结晶器配水量180 m³/h,保护渣黏度为(0.85±0.05)Pa·s,使钢中的氧含量为(15～20)×10^-6,连铸坯合格率≥99.95%,钢材质量符合GB/T700-1988标准要求。     

包钢X65管线钢Φ300 mm圆铸坯的试制

包钢钢联股份有限公司炼钢厂采用120 t顶底复吹转炉-100 t LF(VD)-5流Φ300 mm铸坯连铸工艺流程试生产X65管线钢13MnNbTi(%:0.10～0.16C、1.20～1.40Mn、0.03～0.05Nb、0.01～0.02Ti、0.025～0.05Al)。生产实践表明,通过铁水脱硫([S]≤0.005%),转炉挡渣出钢,精炼渣碱度≥3.0,VD处理≥13 min,可以使[S]≤0.005%、[P]≤0.015%、[H]≤1.5×10~(-6)。通过全程保护浇铸和结晶器电磁搅拌工艺,钢中氧含量(13～21)×10~(-6),平均氧含量16.44×10~(-6),铸坯表面质量良好,低倍组织0～1级。     

70 t EAF-LF冶炼低、中碳钢快速脱硫的工艺实践

在70 t EAF-LF冶炼20MnSi钢过程中,通过EAF出钢时加石灰400～450 kg和合成渣80-250 kg,控制EAF出钢温度1 580～1 630℃,增加精炼渣量,保证精炼渣碱度为1．5-2．8,吹Ar搅拌流量为180～280 L/min, (TFe)平均≤1．0％,可使钢中平均硫含量由0．060％降至0．015％,精炼时间由30～45 min降低至20-30 min。     

EAF-VOD-2.5 t ESR-锻造流程生产Φ350 mm 17-4PH不锈钢

采用EAF -VOD工艺冶炼17-4PH沉淀硬化不锈钢(%≤0.04C、16.20～16.50Cr、4.50～4.70Ni、3.30～3.40Cu、0.25～0.40Nb),铁模下铸Φ320 mm电极,并电渣重熔(ESR)成2.5 t(Φ510～550 mm)锭,经800 t液压机或5 t蒸汽锻锤生产17-4PH钢Φ350 mm大规格锻材成品.工艺实践表明,控制停锻温度(蒸气锤980 ℃;液压机1050 ℃),将锻成的Φ350 mm 17-4PH钢成品材返回至室式加热炉(1130～1150 ℃)均热,缓冷至(1050±10)℃均热后,炉冷至420 ℃,并及时在650 ℃退火,有效地消除了该钢锻后炸裂现象.     

热处理对履带用奥氏体-贝氏体钢 38CrMnSi2RE 组织和性能的影响

研究了880～900 ℃奥氏体化,280～340℃盐浴等温淬火对拖拉机履带用铸态低合金奥氏体-贝氏体钢38CrMnSi2RE(%:0.35～0.42C、1.5～2.0Si、1.0～1.5Mn、1.0Cr、0.2RE)力学性能和耐磨性的影响.试验结果表明,38CrMnSi2RE钢最佳热处理工艺为880～900℃奥氏体化,310℃等温60 min.该钢抗拉强度≥1 100 MPa,伸长率=7.9%,HRC硬度值1≥44,冲击值≥88 J/em2.38CrMnSi2RE钢履带板的使用寿命为ZGMn13钢的1.69倍.     

淬-回火温度对高强度钢30NCD16组织和性能的影响

试验了电渣重熔高强度钢30NCD16(％:0．31C、1．41Cr、4.01Ni、0．52Mo)840-930℃淬火、350-625℃回火时的组织和力学性能。结果表明,高强度钢30NCD16最佳热处理工艺为840-870℃淬火+560℃回火,可获得细致均匀的索氏体组织,钢的抗拉强度≥1 200 MPa,冲击功A_KU5≥50 J。     

FTSR薄板坯内部横裂纹形成机理的分析和预防措施

采用Gleeble-3500热模拟机模拟FTSR薄板坯生产工艺,试验了SS330钢板坯(0.06％C)和SS400钢板坯(0.20％C)在600～1 350℃的高温塑性。结果表明,SS400钢在700～900℃的高温塑性高于SS330钢,SS400钢板坯内部产生的横向裂纹是由于柱状晶晶界处硫、氧化物的偏聚,使钢晶界的高温塑性下降所致。通过钢中硫含量由0.015％降低至0.010％,全氧含量由45×10^-6降至30×10^-6,钢中Nn／S≥60,钢水过热度由30～50℃降至20～35℃,铸坯拉速由2.5～6.0 m／min改为3.0～4.5 m／min,控制二冷水量,有效地避免了薄板坯内部横裂纹的产生。     

优化脱氧工艺提高38CrMoAl钢连浇成功率

研究了连铸38CrMoAl钢(/％:0.35 ～ 0.42C、0.20 ～ 0.45Si、0.30 ～0.60Mn、1.35 ～ 1.65Cr、0.15～0.25Mo、0.70 ～ 1.10Al)夹杂物类型和形成原因.通过优化脱氧制度:提高60 t EAF终点[C] ≥0.010％,保持高碱度渣(R≥2.5),出钢前2 ～3 min向熔池喷吹碳粉,控制(FeO),出钢过程减少Si-Fe加入量;LF喂铝线并用铝粒扩散脱氧,采用(/％)50～60CaO、10 ～ 15SiO2、15 ～ 20Al2O3、≤0.7(FeO+ MnO)、≤5MgO高碱度渣;做好VD后保护浇铸,有效地降低钢中Al2O3类型非金属夹杂物.结果表明,优化工艺后38CrMoAl钢连浇炉数达到9炉,夹杂物废品率≤1％.     

EAF-LF( VD) -CC流程开发工程机械轮体用钢40Mn2H-S生产实践

莱钢特钢通过50 t EAF-LF(VD)-260 mm×300 mm方坯连铸-轧制工艺生产轮体用钢40Mn2H-S(%:0.39～0.41C、0.21～0.26Si、1.55～1.60Mn、0.025～0.035Al)Φ80～130 mm棒材。EAF炉料为50%铁水+废钢,出钢过程加1.5～2.5 kg/t_钢钢芯铝,LF出钢喂Al线调整[Al]为0.020%～0.040%,连铸全保护浇铸,(M+F)EMS电磁搅拌,使该钢中[O]、[N]平均值达14.5×10^-6、72×10^-6,低倍组织≤1.0级,非金属夹杂物A、B≤1.5级、C、D≤1.0级,晶粒度≥7级、末端淬透性及力学性能等指标均满足用户要求。     

风电法兰用钢S355NL探伤缺陷的分析和工艺改进

风电法兰用钢S355NL（/%:0.14~0.48C,0.15~0.40Si,1.30~1.60Mn,≤0.013P,≤0.005S,0.04~0.12V,0.03~0.05Nb,≤0.009Ti,≤0.30Cr,≤0.50Ni,≤0.20Cu,≤0.10Mo,≥0.020Alt）的冶金流程为100t UHP EAF—LF—VD—Φ650 mm,Φ800 mm坯CC工艺。该钢1~2 mm裂纹探伤不合格的分析结果表明,其主要原因为氧的铝类夹杂和铸坯疏松缺陷所致。通过在LF终点喂钙线0.45 kg/t,VD处理时间由原25 min增至27 min,降低钢中[N]至78×10^-6~82×10^-6,[H]为1.1×10^-6~1.3×10^-6,[O]为12×10^-6~15×10^-6,软吹氩气流量由2×25L/min降至2×20 L/min,时间≥12 min,降低钢水过热度5℃等工艺措施,使铸坯锻造后的探伤合格率超过99%。     

110 t EAF-LF-RH-CC-连轧流程 Φ110 mm ~ Φ150 mm 22CrMoH齿轮钢的试制

通过电弧炉留钢操作,控制EAF终点[C]≥0.10%,LF精炼白渣时间≥30 min,利用淬透性预测模型微调钢水中元素含量,控制中间包钢水过热度15~30℃、结晶器、铸流和末端电磁搅拌等工艺措施,试制的Φ110mm~Φ150 mm 22CrMoH齿轮钢（/%:0.20~0.22C,0.26~0.28Si,0.73~0.75Mn,0.007~0.012P,0.001~0.004S,1.05~1.09Cr,0.37~0.39Mo）的氧含量为8×10^-6~10×10^-6,轧材J₁₅△HRC值≤4,夹杂物≤1.0级,低倍组织≤1.0级。     

100 t EAF-LF-VD-CC流程冶炼非调质钢49MnVS3的工艺实践

10炉非调质钢49MnVS3(/%:0.46~0.48C,0.30~0.40Si,0.88~0.92Mn,0.001~0.014P,0.004~0.005S,0.09~0.10V,0.19~0.22Cr)由100 t EBT DC EAF-LF-VD-260 mm×340 mm坯连铸-Φ140~150 mm材轧制流程生产。采用兑入75%铁水,EAF前期脱磷至≤0.015%P,出钢前[C]为0.20%~0.30%,精炼时加150~200kg碳化硅,控制LF精炼渣碱度2.80~2.95,(CaO)/(Al₂O₃)=1.2~1.6,VD后喂1.5 m/t钙铁线,软吹时间≥15min等工艺措施,49MnVS3钢中[N]、[H]和[O]分别为130×10^-6~220×10^-6,1.2×10^-6~1.5×10^-6和5×10^-6~11×10^-6,成品材晶粒度≥5级,非金属夹杂物和低倍组织均≤1.5级,组织(带状≤1级)和力学性能(R_m 803~883 MPa,R_el 517~590 MPa, A 16%~21%,A_ku 39~99 J)均满足标准要求。     

80 t转炉-LF-VD-CC流程冶炼N80-1石油套管钢的工艺实践

N80-1石油套管钢36Mn2V(%):0.34～0.38C、0.25～0.40Si、1.45～1.70Mn、≤0.020P、≤0.015S、0.01～0.04Al、0.11～0.16V,(Sn+Sb+As+Pb+Bi)≤0.035,[O]≤35×10^-6,[N]≤80×10^-6,[H]≤2.5×10^-6由80 t顶底复吹转炉-LF-VD-Φ210～270 mm圆坯连铸工艺冶炼。通过高拉碳补吹氧、控制终点[C],控制出钢回磷≤0.008%,使用碱度3.2～4.0的精炼渣系等工艺措施,使该钢P为0.012%～0.019%,S为0.003%～0.005%,[O](11～22)×10^-6,[N](39～76)×10^-6,[H](1.5～2.1)×10^-6,其成分、组织和性能均达到用户以及API Spec5CT标准要求。     

100 t EAF-LF-VD-CC流程生产非调质钢的工艺实践

非调质钢S38MnSiV(/%:0.41～0.45C、0.55～0.70Si、1.40～1.55Mn、≤0.025P、≤0.025S、0.10～0.20Cr、0.11～0.15V、0.012 0～0.020 0N)的生产流程为40%铁水+废钢-100 t EAF-LF-VD-160 mm×160 mm～260mm×340 mm CC工艺。通过控制电弧炉出钢终点[C] 0.15%～0.30%,出钢[P]≤0.012%,出钢温度1 640～1 680℃,高碱度渣精炼,控制钢液铝含量,VD后喂氮化锰线控制钢液中氮含量等工艺措施,8炉生产结果表明,钢中氧含量-[O]5×10^-6～11×10^-6,[H]1.2×10^-6～1.5×10^-6,[N]135×10^-6～180×10^-6;260 mm×340 mm铸坯热孔成Φ140 mm棒材经880℃ 120 min正火风冷,580℃ 240 min回火空冷后的抗拉强度Rm为870～925 MPa,屈服强度Rel为560～605 MPa,其冶金质量满足标准要求。     

50 t EAF-LF(VD)-CC流程开发4130钢Φ350 mm连铸圆坯的生产实践

采用50 t EAF-LF(VD)-CC-缓冷工艺,通过控制电弧炉终点[C]0.12%~0.25%,终点[P]≤0.015%,出钢预脱氧和合金化,LF精炼时采用CaO-Al₂O₃系无氟预熔精炼渣,以及连铸综合铸坯控制技术包括钢水深度≥800 mm 19 t中间包,控制拉速0.35~0.45 m/min,钢水过热度15~25℃,优化二冷制度和末端电磁搅拌参数(350 A/8 Hz)等工艺措施,所生产的4130钢(/%:0.29~0.31C、0.25~0.28Si、0.51~0.54Mn、0.96~0.98Cr、0.19~0.20Mo、0.016~0.025A1)Φ350 mm连铸圆坯的[O]、[N]分别为(12~14)×10^-6、(55~70)×10^-6,低倍组织≤1.0级,锻件的非金属夹杂物A、B≤1.0级、C、D≤0.5级,锻件超声波探伤级别、尺寸公差及表面质量等质量指标均满足用户要求。     

高强度耐热钢40CrMoV盘条的开发和生产实践

邢钢采用80t顶底复吹转炉-LF-RH-325 mm×280mm大方坯连铸流程生产40CrMoV钢（/%:0.36～0.44C, 0.15～0.35Si, 0.45～0. 70Mn, ≤0.025P, ≤0.025S, 0.80～1.15Cr, 0.50～0.65Mo, 0.25～0.35V）Φ18 mm热轧盘条。结果表明,通过控制BOF终点碳0.08%-0.12%,出钢温度1640～1660℃出钢加脱氧剂和合金,LF渣系为CaO-SiO₂-Al₂O₃,精炼后白渣碱度4～8,T（FeO+MnO）≤1. 0%,RH真空度≤100 Pa,处理时间≥20 min,喂钙线,并采用连铸结晶器电磁搅拌和控冷控轧等工艺措施,该钢盘条平均T[O]为10×10^-6,平均N含量33×10^-6,抗拉强度1 200～1 250 MPa,断面收缩率59%～62%,非金属夹杂级别A0.5和D1.0,低倍组织级别均为1.0级,各项性能指标较好满足了客户的需求。     

110 t UHP EAF-LF-RH-CC流程生产GCr15轴承钢的工艺实践

马钢特钢公司生产GCr15轴承钢的流程为110 t UHP EBT EAF-120 t LF-RH-Φ380~Φ600 mm圆坯连铸工艺。通过控制EAF终点[C]≥0.10%,下渣量≤2.0 kg/t钢,出钢用铝铁预脱氧;LF终渣(/%):50~60CaO、5~6MgO、8~15SiO₂、15~20Al₂O₃,RH 67 Pa时间≥10 min,连铸结晶器、铸流、凝固末端电磁搅拌等工艺措施,使钢中总氧含量-T[O]≤8×10^-6,Φ130 mm材中A、B、C、D夹杂物≤1.0级,Ds夹杂0级,满足对产品冶金质量的要求。     

石油套管钢Φ150～Φ200mm连铸圆坯的质量控制

采用120 t顶底复吹转炉-LF-VD-Φ150～Φ200 mm圆坯连铸流程,通过控制铁水有害残余元素含量,强化转炉前期脱磷,控制终点[C]≥0.10%,出钢钢包渣厚≤50 mm,控制精炼终渣(FeO+MnO)≤1.0%,提高VD过程底吹氩流量至200～300 L/min,连铸全程保护浇注等措施,天钢完成J55(37Mn5),L80(TC80,0.24%～0.28%C,1.40%～1.55Mn),N 80(36Mn2V)和P 110(26CrMo4)级石油套管钢连铸圆坯的开发生产。生产结果表明,J55钢级的全氧含量≤25×10-6,P≤0.020%;N80、LS0和P110级别的全氧含量≤20×10^-6,P≤0.015%;残余有害元素(Pb+Sn+As+Sb+Bi)≤140×10^-6,夹杂物总量≤2.5级,圆管坯的中心疏松和缩孔等分别≤1.0级。