15CrMoG钢Φ450 mm管坯连铸二冷工艺的优化

建立了15CrMoG钢(%0.12～0.18C,0.80～1.10Cr,0.40～0.55Mo)弧形连铸Φ450 mm圆管坯的二冷工艺模型以优化连铸二冷工艺.生产结果表明,在0.4～0.6 m/min拉速下生产Φ450 mm 15CrMoG钢圆管坯时,采用弱二冷工艺,二冷比水量0.30～0.35 L/kg,延长二冷区长度,控制铸坯进入矫直点前表面温度在950 ℃以上,则铸坯的等轴晶率达47.0%～49.3%,无中心缩孔,近表面和中间裂纹0级,中心裂纹0～0.5级,断面碳偏析ΔC%为0.02%,硫偏析ΔS%为0.005%,满足了生产无缝管的铸坯质量要求.     

湘钢预应力钢丝用钢SWRH82B盘条的质量控制

湘钢采用铁水预处理-80t顶底复吹转炉-90 t LF-150 mm ×150 mm方坯连铸机-高速线材轧机成功开发出Φ11~13mm的预应力钢丝和钢绞线用钢SWRH82B(%:0.79~0.83C,0.70~0.80Mn,0.17~0.22Cr,≤0.020S,≤0.025P)盘条。实践表明,中间包钢水过热度控制在15~25(30)℃,拉坯速度2.6~2.9m/min,拉坯速度波动值≤0.2m/min,二冷水量1.95~2.10L/kg,可使铸坯中心碳偏析比(铸坯中心碳含量/钢水碳含量)≤1.04,盘条索氏体率≥85%,实际拉拔和捻股过程中10⁴m的断丝率≤1次。     

钢液过热度控制对连铸工艺和铸坯质量的影响

研究了25 t钢包炉和16 t中间包中GCr15、60Si2Mn、40Cr和20钢液的过热度控制。钢液过热度控制主要取决于钢包衬蓄热过程达到平衡状态时钢液温降速率-钢包和中间包钢液温降速率分别为≤1℃/min和≤0.5℃/min;钢液过热度为15～35℃时,200 mm×200 mm铸坯等轴晶率可达20%～30%,连铸拉漏率≤0.23%,铸坯质量良好。     

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。     

大断面圆坯连铸温度场的数值模拟

通过大型通用有限元软件ANSYS建立铸坯凝固过程有限元仿真分析模型,在拉速0.25～0.35m/min,钢水过热度20℃的条件下,对20钢Φ中600mm和40Cr钢Φ500 mm圆坯连铸过程进行了计算和分析,得出距液面0～32 m时铸坯表面温度变化曲线。计算结果表明,当20钢Φ600 mm圆坯的拉速为0.3 m/min时,结晶器出口坯壳厚度为30.9 mm,结晶器出口铸坯温度为1050℃,二冷区表面最低温度978℃铸坯在距液面19.71 mm处完全凝固。Φ600 mm圆坯连铸机20钢生产实践表明,拉速0.25 m/min,结晶器出口铸坯表面温度为1048℃,二冷区表面最低温度为918℃,与模拟结果相似。     

轻压下和拉速对42CrMo钢410 mm×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100 A/1.5 Hz,末端电搅400A/8 Hz,连铸拉速控制在0.49...     

100 t EAF-LF-VDΦ500 mm连铸坯流程高压锅炉用钢SA-210A1生产实践

生产的高压锅炉用钢SA-210A1（/%:0.08～0.11C,0.22～0.24Si,0.72～0.74Mn,0.007～0.010P,0.004～0.005S,0.010～0.015V,0.025～0.035Ti,0.012～0.018Alt）的冶金工艺流程为55%铁水+废钢-100 t EAFLF-VDΦ500 mm坯连铸-轧制成Φ130mm圆钢。通过低铝脱氧工艺-EAF终点控制[C]≤0.06%,[P]0.006%～0.010%,出钢加石灰12 kg/t,AD粉（/%:10～13A1,55～60Al₂O₃,5～8SiO₂, 5～8Mg0）3 kg/t,700%Al钢芯铝3 kg/t预脱氧;LF采用5.76～6.06高碱度Al₂O₃渣系,LF终点喂0.40 kg/t钙线,软吹≥10 min;中间包钢水过热度15～25℃连铸结晶器和末端电磁搅拌,拉速0.31～0.32 m/min,铸坯缓冷≥48 h等工艺措施,SA-210A1钢中的[O]16×10^-6~ 24×10^-6,[N]65×10^-6～80×10^-6,[Alt]≤0.020%,铸坯和热轧圆钢低倍组织和非金属夹杂物均满足要求     

H13钢Φ130 ~ 150 mm热轧材探伤不合格原因分析及改进措施

从H13钢和H11钢Φ130～150 mm热轧材的化学成分、生产工艺及探伤合格率的对比分析得出,平均V含量从0.5%提高到1.0%是导致探伤不合格的关键性因素。根据缺陷分析结果并结合Φ380 mm连铸圆坯低倍组织,得出导致H13钢探伤合格率低的原因是连铸坯中心缩孔在轧制过程中未焊合。通过改进连铸工艺和轧制开坯工艺,将拉速从0.58 m/min提高至0.65 m/min, S-EMS从650 A/5 Hz改进为200 A/8 Hz,开坯增加6,8,9道次压下量从原～60 mm至70～85 mm,将Φ380 mm坯型更改为Φ500 mm,使Φ130 mm H13钢探伤合格率从原来50%左右提升至99.8%,Φ150 mm H13钢探伤合格率从原来15.5%提升至97.2%。     

SWRH82B钢盘条笔尖状断口的分析和工艺改进

通过光学显微镜、扫描电镜-能谱仪等分析了Φ12.5 mm SWRH82B钢(/%:0.80C、0.74Mn、0.22Si、0.013P、0.008S)盘条笔尖状断口形成的原因和断裂机理,得出中心碳偏析和网状渗碳体是产生笔尖状断口的主要原因。通过控制120 t转炉终点[C]≥0.20%,LF精炼过程控制[C]0.79%～0.81%,150 mm×150 mm方坯连铸时控制钢水过热度≤25℃,拉坯速度1.5m/min,弱二冷比水量0.30～0.45 L/kg,结晶器末端电磁搅拌3.5 Hz,300 A,控制终轧温度900～930℃,吐丝温度～750℃,冷却速度～5℃/min,使铸坯平均碳偏析指数由原来1.15降至1.08,等轴晶由20%提高至35%,索氏体率由85%提高至90%,网状降到2级以下,笔尖状断口率由原来的20%降至3%。     

Q460钢3 250 mm x 150 mm宽板坯凝固传热数值模拟研究和应用

以Q460钢(/%:0.17C,0.35Si,1.5Mn,0.020P,0.020S,0.020Nb,0.075V)3 250 mm×150 mm宽板坯为研究对象,采用ANSYS软件建立凝固传热模型,研究拉坯速度、比水量、过热度等工艺参数对铸坯凝固过程的影响。模拟结果表明:拉坯速度每增大0.10 m/min,矫直段铸坯表面温度升高36.5℃,出坯温度升高50℃,坯壳厚度减薄2.4 mm,液心长度增加1.2 m;每增加1℃的过热度,矫直点铸坯上表面中心温度增加1.73℃,延长液芯长度0.11 m;因此,拉坯速度是影响铸坯质量的关键。生产应用表明,3 250 mm×150 mm板坯拉速1.20～1.25 m/min,过热度15～20℃时板坯表面矫直温度大于950℃,降低了铸坯中心疏松和偏析,表面质量显著提高。     

电站锅炉管用钢15CrMoG的生产实践

锅炉管用钢15CrMoG(/%:0.12～0.18C、0.17～0.35Si、0.40～0.70Mn、≤0.015P、≤0.010S、0.80～1.10Cr、0.40～0.55Mo、≤0.08V、≤0.020Alt)要求非金属夹杂物的级别C≤1.0、Ds≤1.0。该钢的生产流程为铁水预处理-120 t LD-LF-RH-280 mm×380 mm连铸坯-轧制Φ100～Φ120 mm圆管坯。通过铁水深脱硫、LD终点控制0.03%～0.09%C、0.004%～0.012%P、0.006%～0.015%S,加铝铁2.5 kg/t的低铝脱氧,使用碱度为3～4的精炼渣,使中间包钢水的P含量为0.005%～0.012%,S含量0.005%～0.008%,Al含量为0.004%～0.008%,圆管坯的各项指标均满足用户协议要求。     

钎具钢55SiMnMo轧材表面裂纹的成因分析及工艺改进

针对100 t BOF-LF-VD-Φ450 mm连铸坯-Φ200 mm轧材流程生产的钎具钢55SiMnMo轧材表面易产生裂纹缺陷，分析对比了过热度、二次冷却、拉速、成分(Ti.B)等对缺陷的影响。通过工艺改进；控制钢水过热度20～30℃,控制B含量≤0.0008%,加Ti 0.015%～0.025%,拉速0.41 m/min,二冷比水量0.17 L/kg,使裂纹的缺陷率由原来的12.2%降低到1.6%。     

50CrMo钢Φ600 mm连铸圆坯中心裂纹分析及工艺改进

钢厂90 t LD-LF-VD-CC流程生产的Φ600 mm钢50CrMo连铸圆坯中心裂纹比率达到30%,分析得出：连铸圆坯中心裂纹全部出现在内弧一侧。主要原因是该钢种柱状晶发达,内弧柱状晶基本延伸到圆坯中心,在矫直时圆坯中心产生开裂并向内弧侧扩展。通过采取将结晶器电磁搅拌电流由260 A提高到400 A,中间包钢水过热度由30～50℃降到15～30℃,拉速由0.34 m/min降到0.28 m/min,进拉矫机前支撑辊及拉矫机辊道对弧精度由0.40～1.00 mm降到0.20 mm以下等措施,50CrMo钢Φ600 mm连铸圆坯中心裂纹全部消除。     

连铸小方坯生产易切削钢SUM24HSL的技术措施

铅易切削钢生产的关键技术是控制铅的收得率,铅在钢液中的均匀性,铅蒸汽对环境的污染、铸坯表面质量及顺行浇铸。从铅的控制和提高可浇铸性两方面研究了SUM24HSL钢(%:≤0.11C、1.0～1.5Mn、≤0.05Si、0.04～0.09P、0.26～0.42S、0.25～0.32Pb)的100 t EAF-LF-CC工艺。结果表明,在1 620～1 640℃加铅3.5～4.0 kg/t,铅粒度2～3 mm,加入速度50～60 kg/min,氩气流量420～480 L/min,铅的收得率为75%。匹配结晶器振动参数,合适的结晶器保护渣、浇铸温度和保护浇铸技术可保证连铸顺行和轧材冶金质量。     

120t BOF-LF-180mm×180mm坯连铸-连轧流程生产易切削钢1215工艺实践

成功开发了1215易切削钢120 t转炉-120 t LF-180mm×180mm连铸-高线轧制生产工艺。关键控制点为:转炉出钢C 0.05%、转炉终点温度1 630～1 660℃、精炼自由氧控制目标50×10~(-6)～55×10~(-6),炉渣二元碱度2.5～3.0。设计成分(/%)为:0.05～0.07C,1.20～1.35Mn、0.340～0.360S,该工艺条件下钢中硫化物形貌和含量控制合理,Mn/S有利于易切削钢的轧制和改善切削性能。钢水的过热度按25～40℃控制,拉速1.2 m/min。实践表明,准确预判终点氧含量以确定脱氧剂加入量,合理控制不同工序的氧含量是达到线材产品质量稳定的关键。     

高压锅炉管用12Cr1MoVG钢水平连铸圆管坯的试制

衡阳华菱钢管公司采用 30tEAF LF 水平连铸 (HCC)工艺试生产了高压锅炉用 12Cr1MoVG钢110～ 14 0mm圆管坯。生产结果表明 ,当钢中 (As +Sn)含量为 0 0 6 4 %时 ,管坯经 5 80℃ 5 0 0 0h时效后 ,室温冲击功由 130J降至 15J;当在炉料中配加 30 %优质生铁 ,钢中 (As +Sn)含量为 0 0 2 9%时 ,经 5 80℃ 6 0 0 0h时效后 ,室温冲击功为 185J ,满足标准要求。在冶炼时控制钢中 (As +Sn)≤ 0 0 30 % ,O≤ 4 0× 10 - 6 ,N≤ 90×10 - 6 ,P≤ 0 0 15 % ,S≤ 0 0 10 % ,各类夹杂物≤ 1级时 ,圆管坯各项性能均能达到标准和使用要求。     

2311塑料模具钢板的研制

2311模具钢16～80 mm板经KR脱硫-130 t BOF-LF-RH-300 mm连铸板坯-轧制-580～610℃回火流程生产。结果表明:对2311钢(/%:C 0.38～0.42,Si 0.25～0.35,Mn 1.30～1.50,P≤0.020,S≤0.005,Cr 1.80～2.00,Mo 0.17～0.25,Als 0.015～0.045),通过转炉、LF和RH工序合金配加分工可提高中间包钢水成分命中率;采用连铸弱冷低拉速(0.70～0.75 m/min)浇注、热坯坑冷和坯料缓慢加热工艺(10～12 min/cm)可有效避免钢坯开裂的风险;在合理的热机械控制轧制(TMCP)+580～610℃回火工艺下,可实现16～80 mm钢板硬度值28～33HRC,截面硬度值控制偏差≤3HRC,金相组织为回火贝氏体,组织内应力消除,钢板的性能和组织可满足2311预硬模具钢的要求。     

150 mm×150 mm方坯连铸高效化的二冷技术

根据连铸坯二冷均匀冷却的构想,重新设计并优化二冷喷淋结构和喷嘴的布置,增加了一个二冷喷啉段.提出二冷段各段水量Qi(L/min)与钢液过热度ΔT(℃)和拉速V(m/min)关系的新的二冷水模型Qi=a+bv+cv2+d(ΔT-30)+F,其中a、b、c、d和F为常数.实践证明,通过使用优化后的二冷结构和模型,150 mm×150 mm连铸坯断面的最高拉速达3.8～4.0 m/min,Q235和HRB335钢连铸坯的质量明显改善,疏松、偏析、裂纹等低倍组织≤2级,废品率降低0.23个百分点,钢坯平均日产量由8.0万t提高至9.4万t,生产率提高约17.5%.     

连铸结晶器水口不同浸入深度的数值模拟

通过ANSYS Fluent软件对结晶器浇铸1200mm×244mm断面铸坯在不同浸入深度下流场、温度场进行数值模拟计算。结果表明,针对结晶器1200mm×244mm断面下,当浸入深度为110mm时,自由液面的最大速度为0.166m/s,波高为2.4mm;当浸入深度增加至130mm后,自由液面速度有所降低,为0.127m/s,但当浸入深度在130～170mm变化时,自由液面速度波动不明显。液面波动随着浸入深度的增加而略有降低,浸入深度分别为130、150、170mm时,液面波高分别为1.98、1.89、1.49mm,整体变化不大。不同浸入深度在结晶器内上旋流钢液大部分温度为1516～1518℃,下旋流钢液温度基本为1514～1516℃,比较均匀,影响不大。     

弧形连铸机生产S355NL/Q355NE钢Φ1200 mm连铸圆坯的工艺实践

Φ1200 mm S355NL/Q355NE钢(Ceq 0.38～0.41)连铸圆坯的生产流程为100 t KR-BOF-LF-RH-R18 m连铸。采用全保护浇注、精确冷却工艺、三段式电磁搅拌、缓冷工艺等技术措施,过热度控制在15～45℃,拉速为0.14～0.20 m/min,电磁搅拌300 A/2 Hz,二冷比水量0.20 L/kg,圆坯入坑缓冷时间≥72 h,出坑温度≤300℃。检测结果表明,[O]≤0.0018%、[H]≤0.00008%;铸坯中心疏松≤1.5级、中心裂纹≤1.5级、缩孔≤0.5级;全截面碳含量极差≤0.07%;圆坯成分、低倍、表面均满足标准要求。圆坯经用户锻造成壁厚450～550 mm的风电法兰后,夹杂物、力学性能、内部探伤等质量指标检测结果,完全符合技术规范及用户使用要求。