钢锭模和帽口的设计对特殊钢6 t八角钢锭成材率的影响

在原有5 t（实际5.15 t）八角锭的基础上,将锭身高度由1505 mm增加至1840mm,锥度由4.56%降至3.64%,由原外置帽口改为内置帽口,钢水帽口率由15.15%减少到9.81%,新设计的6 t（实际5.85 t）八角锭模生产18CrNiMo7-6,D2和30Cr13钢Φ210~300 mm锻材的结果表明,6 t锭平均成材率为86.47%,较5 t锭平均成材率79.71%提高了约7个百分点。     

开拓方形模浇铸镇静钢提高成坯率

介绍方形模浇铸镇静钢,采用圆形保温帽的理论依据和设计方法。通过试验和推广生产使用,采用圆形保温帽可大幅度提高钢锭成坯率,Jb7.93t锭型提高成坯率2～3%,Jc7.65t锭型提高成坯率1%左右,取得了显著的经济效益。     

硅铁合金浇注温度场数值模拟

在硅铁浇铸工艺段,锭模的使用量大,损坏率高,成为制约生产成本的重要环节,针对锭模浇铸过程中的温度变化情况,本文采用有限元方法对不同结构的锭模浇铸过程进行了温度场模拟。计算结果表明,在相同浇铸厚度的条件下,梯形锭模峰值温度最低,组合式锭模峰值温度最高,同时锭模的不同部位存在不同的温度变化速率;随着硅铁浇铸厚度增加,硅铁的冷却速率迅速降低,当浇铸厚度为80 mm时,浇铸后5 min内硅铁冷却速率为147℃/min,当浇铸厚度增加至120 mm时,冷却速率降低至86℃/min,浇铸厚度对硅铁冷却速率影响明显。分析结果为锭模的结构设计和浇铸工艺参数的优化提供理论指导。     

大宽厚比扁钢锭的锭型设计和61tQ345B钢扁锭的生产实践

对国内外扁钢锭的宽厚比进行了分析,并得出宽厚比对扁锭质量的影响。研发了60 t大宽厚比扁钢锭模和大型水冷模铸装备。对EAF-LF-VD冶炼Q345B钢(/%:0.19C,0.36Si,1.39Mn,0.010P,0.003S)浇铸成61 t扁锭(宽3 070 mm,厚1 022 mm,宽-厚比3.0,浇铸温度1 580℃),并轧成220 mm特厚板。探伤和取样试验结果表明,钢锭质量优良,钢板屈服强度348~373 MPa,抗拉强度562~588 MPa,-40℃冲击功40.76~88.80 J,延伸率17.00%~28.50%,Z向断面收缩率33.79%~60.88%,晶粒度8~9级,达到标准要求;钢板探伤性能达到JB/T4730-2005Ⅰ级探伤要求。工业试验表明,大宽厚板扁钢锭水冷模铸技术具备为高品质特厚板提供坯料的能力。     

冷作模具钢Cr12MoV 40t EAF-LF-VD-模铸冶炼工艺优化实践

通过将低碱度(2.6)CaO-Al_2O_3-SiO_2渣系优化成(≥5.0)高碱度CaO-Al_2O_3-SiO_2-CaF_2渣系,LF前钢中[Als]由0.02%~0.03%提高至≥0.06%,将原大气浇铸改进为箱式Ar保护浇铸,3 t锭身浇铸时间由6~8 min优化成4~5 min等工艺措施,使Cr12MoV冷作模具钢[O]≤18×10~(-6),[S]≤0.005%,综合成材率由74.35%提高至80.12%。     

大型钢锭轧板开裂和穿孔缺陷分析及浇铸工艺优化

分析了S355JR和S355J2低碳钢(/%:0.17～0.20C、0.30～0.55Si、1.40～1.60Mn、≤0.020P、≤0.015S、0.020～0.040A1、0.020～0.030Nb)28～40 t钢锭轧成230～400 mm钢板出现的开裂和穿孔缺陷。通过提高浇钢工操作水平,根据钢水过热度控制本体浇铸和帽口浇铸时问;控制精炼终点[O]≤25×10^-6以及钢中铝含量0.020%～0.040%等优化浇铸工艺措施使钢锭探伤合格率提高到96.8%。     

锻轧复合用途5.5-7 t钢锭模的研制

锻轧复合用钢锭模是一种高效率、低成本、用途广的钢锭模,基于钢厂大量方锭生产经验并依据钢锭模设计原理对钢锭锥度、高宽比、帽容比、锭模厚度等参数进行设计,开发了锻轧复合用5.5～7 t方锭钢锭模。生产实践表明,采用设计参数为3.8%锥度、2.0～2.5高宽比(可调节式帽口)、12.5%帽容比、上薄下厚式壁厚(上部150mm,下部175mm)的钢锭模,钢锭质量提升效果明显,锻造成材率由原83.0%提高到85.0%。     

粗铜大锭浇铸机的研制与使用

采用大锭浇铸机代替直线浇铸机后,每块铜锭由80kg提高到650kg,浇铸能力达35t/h。实现了外运装卸机械化,杜绝了运输途中被盗现象。大锭机加工件少,维修费用低。     

J_B12.25模改变帽型结构和缩小容积的研究

J_B12.25帽部减少钢水量580kg,切头率由16.8％下降到12％,相当于提高成坯率5％。经解剖,钢锭一次缩孔小于7％,说明缩小帽部容积是可能的。在不减少浇高的情况下,缩小帽部的断面尺寸,可达到缩小帽部容积的目的。由于帽部断面大幅度缩小,使每锭减少850kg,一炉钢等于增加两个锭,同时解决了J_B12.52脱锭难的问题。浇铸的钢锭表面质量良好,中心疏松和偏析轻微,钠质良好。1985年平均提高成坯率1.8％,总效益达138.1万元。     

钒铁冶炼浇铸锭模打结工艺研究

研究了适用于大型电炉钒铁冶炼浇铸过程的锭模打结工艺特性。考察打结料粒度配比、卤水配比、打结时间、刚玉渣配比及烘烤制度等参数对浇铸锭模中渗合金产生量及其钒含量的影响。结果表明:因浇铸锭模合金渗透而导致的钒损失随镁砂粒度及打结时间的增加而降低,随刚玉渣比例的提高而增加;同时随着卤水配比的提高,渗合金产生量及其钒含量呈先降低后升高的趋势;试验条件下的三种烘烤制度对锭模浇铸钒损影响较小。本研究最优工艺条件为:3~8 mm与0~3 mm镁砂粒度配比8∶1,卤水配比2.5∶1时,打结时间60 min,烘烤制度0~500℃2.0 h,500℃2.0 h,500~800℃2.0 h,800℃4.0 h。此时渗合金重量为131 kg,渗合金钒含量可降至2.43%,单炉渗合金钒损从8.82 kg降低到3.16 kg。     

-70°C低温用09MnNiD钢Φ219 mmx20 mm无缝管生产实践

按照20 t EAF→LF+VD→模铸3t钢锭→轧制Φ270 mm圆钢→斜轧穿孔→CPE轧管→在线常化工艺流程,生产Φ219 mm×20 mm 09MnNiD钢无缝管（/%:0.07～0.10C,0.25～0.35Si,1.35～1.40Mn,0.49～0.51Ni,0.020～0.035Al,≤0.02Nb,≤0.015P,≤0.006S）。通过控制EAF终点C≤0.04%和P≤0.008%,LF精炼S≤0.005%,VD≤67Pa,≥15 min,模铸过热度≤45℃,热轧后荒管冷却速度30～70℃/min,钢管常化温度910℃,开发了Φ219 mm×20 mm钢管。测试结果表明:生产的钢管显微组织为F+P,晶粒度10级,-70℃冲击功KV2≥275 J,抗拉强度503～508 MPa,屈服强度354～356 MPa,以及其化学成分、非金属夹杂物、无损检测均满足GB 150.2-2011标准要求。     

303F易切削不锈钢Φ9.0 mm盘条的工艺开发与生产实践

易切削不锈钢盘条303F(/%:≤0.15C,≤1.0Si,≤2.0Mn,0.15～0.35S,≤0.045P,17.00～19.00Cr,8.00～10.00Ni,≤0.6Mo)的生产工艺流程为30 t EBT EAF-AOD-LF-150 mm×150 mm CC-高速线材轧制Φ9.0 mm盘条。通过AOD还原熔渣二元碱度1.0～1.4使硫铁中硫的回收率达到70%以上,LF精炼≤45 min,能有效防止[S]的流失。连铸钢水过热度30～40℃,二冷比水量0.28～0.32 L/kg,选用特定保护渣,能有效的避免絮流,铸坯表面质量良好,连铸坯低倍中心疏松≤2.0级,中心偏析≤2.0级,锭型偏析≤2级,无气孔缺陷。开轧温度1 230～1 250℃,终轧温度≥1 050℃,进行关水轧制,能有效避免轧制头部开裂。结果表明,303F钢中硫化物夹杂级别为2.5～3.0级,以MnS夹杂为主。盘条抗拉强度650～670 MPa,晶粒度11～12级,HBW硬度值180～195,车屑呈银灰色的断屑。     

M2高速钢 Φ183 mm锻坯针孔缺陷分析和工艺改进

M2高速钢(/%:0.86C,0.39Si,0.32Mn,0.015P,0.006S,6.00W,4.00Cr,4.80Mo,1.85V)Φ183 mm圆坯由2.0 t电渣锭(Φ500 mm)锻制而成。M2钢锻坯探伤缺陷率为33.33%~69.23%,主要为中心部位针孔缺陷。分析表明,针孔缺陷是钢锭偏析部位在开坯加热和锻制过程中产生过热形成的。通过将电渣重熔电流由8 000→6 800 A降至7 000→6 000 A,降低电渣重熔速度,开锻温度由1070~1090℃降至1030~1060℃,终锻温度由960~980℃C降至900~950℃以降低中间坯的中心温度等工艺措施,使M2钢 Φ183 mm锻坯的探伤缺陷率由50%降低到5.71%。     

Q235B热轧板表面纵裂成因分析及工艺控制

Q235B钢(0. 11% ~0. 17%C)10~20 mm热轧板的生产流程为铁水预处理-50 t转炉-吹氧-(2。0 ~ 230)mm x(900 ~ 1 600)mm板坯连铸-热轧工艺。分析表明.Q235B钢热轧板表面裂纹来源于铸坯纵裂。统计分 析了成分、钢水过热度、拉速、连铸二冷水量、保护渣等对连铸坯纵裂的影响。通过控制Mn/S≥40,钢水过热度 15-35 °C,拉速1. 15 m/min,按季节调节二冷水量,釆用熔点≥1 100 °C,粘度0.20 ~0. 32 Pa .s,碱度≥1. 10的保 护渣等措施,使Q235B钢热轧板表面纵裂纹由3.51%降至W0. 96%。     

Q235B和Q345B钢中厚板表面纵裂纹的成因分析和工艺优化

Q235B钢（/%:0.14~0.17C,0.30~0.60Mn,0.010~0.040Als）和Q345B钢（/%:0.15~0.18C,1.30~1.60Mn,0.010~0.040Als）100 mm厚板的生产流程为铁水预处理-120 t转炉-LF-200 mm板坯连铸-轧制工艺。通过分析得出中厚板表面纵裂纹源于铸坯裂纹。通过保护渣碱度由1.16提高至1.26,1300℃黏度由0.80Pa·s提高至0.97 Pa·s,软搅拌时间不低于10 min,拉速控制在1.0 m/min左右,液面上下波动≤5 mm,保持结晶器锥度9.0 mm,钢水过热度20~25℃,二冷水为0.662 L/kg等工艺措施,使Q235B和Q345B钢中厚板纵裂率由2.17%下降至1.08%,板材综合合格率由原94.78%提高到98.16%。     

控制高铝钢45CrAlMo中Al2O3夹杂的工艺实践

45CrAlMo钢（/%:0.40～0.50C,≤0.60Mn,0.15～0.45Si,1.30～1.70Cr,0.15～0.30Mo,0.85～1.20Al）的生产工艺流程为60 t EAF-LF-VD-氩气保护浇铸2.1 t锭-锻成120 mm×120 mm材。分析了电弧炉冶炼和LF精炼过程脱氧,VD脱气、浇铸过程的工艺参数对钢中氧含量和Al₂O₃夹杂的影响。通过将LF终点S含量从≤0.015%降至0.008%,喂铝线改成加铝锭、VD真空度从100 Pa降至67 Pa,加CaSi改成不进行Ca处理,浇铸温度从1 585～1 595℃降至1 570～1 580℃等工艺措施,消除了低倍点状夹杂,B类和D类夹杂分别从1.5级降至0.5级,探伤合格率从67%提高到98%,成材率由55%提高到68%。     

12Mn2VB非调质钢材表面质量的改善

本钢特钢采用EBTEAF LF冶炼 复合保护渣 (% :16～20C ,≥10Al₂O₃,35～40SiO₂ ,10～16CaO)浇注650 kg钢锭生产0.10 %～0.15 %C的 12Mn2VB非调质钢80～95mm方轧材时出现1mm深裂纹 ,钢材表面C含量局部高达0.62 %。在采用EBTEAF LF冶炼 降低渣中C含量的复合保护渣 (% :≤ 12C ,≥ 10Al₂O₃,35～40SiO₂ ,10～16CaO)浇注3.16t钢锭后 ,轧材表面增碳明显减小 ,有效控制表面裂纹的产生 ,成材率由 74 %提高到 82 %。     

石油套管用钢37Mn5 Φ210 mm连铸圆坯凝固过程的数学模拟和工艺优化

在分析37Mn5钢（/%:0.34~0.39C,0.20~0.35Si,1.25~1.50Mn）凝固特性的基础上通过用ANSYS软件建立连铸圆坯凝固热-力耦合数学模型,对Φ210 mm连铸圆坯凝固过程进行模拟,分析了40 t中间包,拉速1.4 m/min,浇铸温度1531℃时,二冷水比水量0.58~0.78 L/kg和各段配置对铸坯表面温度、坯壳厚度、液芯长度和表面应力的影响。模拟结果表明,比水量每增加0.1 L/kg,铸坯表面约下降18℃,试验比水量变化对出口坯壳厚度、液芯长度和表面应力影响不显著,但原工艺配水量0.68 L/kg下二冷0段和1段之间空冷部位出现高达185℃急速回温,最大应力达6.41×10⁷Pa,通过保持配水量0.68 L/kg不变,调整各段配水量使0~1段间回温降至123℃,最高应力降至4.53×10⁷Pa,铸坯裂纹基本消失,表面质量显著改善。     

600 MPa级Nb-Ti微合金高强度钢的开发

开发的Nb-Ti微合金高强钢(/%:0.04C、0.34Si、1.40Mn、0.010P、0.004S、0.098Nb、0.020Ti、0.045Al、0.002 5N)由真空感应炉冶炼、50 kg钢锭40 mm锻造板坯经试验室单架轧机于1 200℃7道次轧制成10mm板,末道次压缩比≥15%,终轧温度880℃,喷水冷却至600℃,置于热处理炉600℃30 min,炉冷至室温,分别模拟层流冷却和卷取工艺。该钢经Gleeble 3500热模拟机试验得出,高温低塑性区为650～800℃和≥1 300℃。力学性能试验结果为下屈服强度R_el625～640 MPa,抗拉强度R_m705～710 MPa,伸长率18.0%～19.5%。所开发的钢具有碳当量低,焊接性能好,成本低等特点。