中间包钢液施加电脉冲的冶金效果研究

在攀钢1#板坯连铸中间包上,采用电脉冲处理钢液以提高凝固后铸坯的等轴晶率,对铸坯中心偏析和铸坯内部质量等冶金效果进行了分析.试验结果表明,电脉冲处理中间包钢液后,铸坯等轴晶率为53%～91%,平均66%,与未经过电脉冲处理铸坯相比,铸坯等轴晶率平均提高了45%.电脉冲处理后铸坯中心偏析明显减轻,铸坯内部质量更加良好.电脉冲处理改善铸坯中心碳、磷、硫等元素偏析效果明显,并且随着电流和频率的增加,改善效果更加明显,有利于提高其热轧板力学性能.     

转炉工艺帘线钢的开发

介绍了第二炼钢厂帘线钢用NLX82A盘条的研制与开发过程。通过转炉终点碳控制、脆性夹杂物Al_2O_3、TiN的控制,改良精炼渣系能有效提高钢水纯净度;优化连铸工艺参数,有效改善帘线钢中心碳偏析。结果表明:帘线钢中夹杂物的控制、铸坯中心偏析、高比率的索氏体金相组织是保证高质量帘线钢盘条的重要因素。NLX82A盘条拉拔性能稳定,完全满足钢帘线用户的使用要求。     

帘线钢连铸坯中心偏析的控制技术

分析帘线钢连铸过程中中心偏析的形成原理及对铸坯质量的影响。研究帘线钢连铸坯中心偏析的控制措施,包括连铸拉速与钢水温度优化控制、结晶器电磁搅拌、凝固末端轻压下、二冷动态控制等核心工艺技术。通过应用这些技术,帘线钢WLX72A和WLX82A连铸坯平均中心碳偏析指数分别控制在1.042和1.027,综合合格率达到99.97%。     

帘线钢先进炼钢工艺技术

介绍了国内外先进的帘线钢炼钢工艺流程.以日本神户制钢为例,重点介绍了帘线钢化学成分控制新技术及夹杂物控制,并分析了向钢水中添加新型含锂材料提高多组分氧化物夹杂的韧性、细化夹杂物颗粒的技术发明.在连铸方面,采用动态轻压下、电磁搅拌、电脉冲处理技术是防止帘线钢铸坯中心偏析和中心疏松、提高帘线钢质量的有效手段.最后指出应用神户制钢开发的新技术生产冷加工性能和疲劳性能均优异的超纯净帘线钢,可获得显著的经济效益.     

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90t 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0．7-0．8m／min,二次冷却比水量0．40L／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3．25Hz／250A结晶器电磁搅拌和20Hz／300A凝固末端电磁搅拌,铸坯中心碳偏析指数为0．99～1．20。     

帘线钢中钛夹杂形成的热力学分析

对帘线钢中TiN夹杂的形成热力学进行了计算,通过理论计算表明,在帘线钢凝固过程后期,固液界面的TiN平衡浓度积较低,易形成钛夹杂.相对碳含量较低的帘线钢而言,碳含量较高的帘线钢在凝固后期由于固液界面的温度较低,导致TiN平衡浓度积也较低,更易于形成钛夹杂.根据理论分析结果,采取了相应的技术措施,使与钛夹杂相关的帘线钢合格率得到明显提高.     

C72DA高碳钢小方坯凝固组织模拟

为提高某钢厂C72DA钢内部质量,减少铸坯中心偏析,利用ProCAST软件对铸坯凝固组织进行模拟,并将凝固组织的模拟结果与铸坯的偏析情况进行对比。结果表明铸坯表面到中心碳偏析的变化规律与模拟得出的平均晶粒半径、最大晶粒面积变化规律相似。由此得出可以通过细化晶粒的方法来改善C72DA钢碳偏析。     

碳含量对帘线钢凝固析出TiN夹杂的影响

对含碳量(质量分数)分别为0.72%、0.82%和0.95%的帘线钢凝固析出TiN夹杂进行热力学研究,结果表明:碳含量对于不同强度级别的帘线钢中TiN夹杂的析出有着明显的影响.随着帘线钢碳含量增加,凝固前沿温度逐渐降低,析出TiN夹杂所需的氮钛活度积也逐渐下降.在相同的钢液初始Ti、N含量条件下,较高碳含量的帘线钢中析出的TiN夹杂尺寸会大于较低碳含量帘线钢中析出的TiN夹杂尺寸.为了控制超高强度级别的过共析帘线钢中TiN夹杂的析出对帘线钢加工性能的有害影响,必须通过冶炼工艺进一步降低钢液中的钛、氮含量.     

脉冲电流处理方式对45钢凝固组织的影响

45钢(0.43%C)在10kg中频感应炉出钢前(凝固前)经2600V、0.862Hz、电容器电容量200μF脉冲电流处理60s和钢水在铸模凝固过程用相同参数的脉冲电流处理3.5min后发现,两种脉冲电流处理方法均能改善钢的凝固组织:增加等轴晶和减少柱状晶数量,并减少魏氏组织,使珠光体片层间距减小;同时改善了钢的成分偏析,碳、硫、磷的偏析指数分别由未经脉冲电流处理的1.257、1.502和1.384降低至脉冲电流处理的1.125～1.194、1.067～1.300、1.227～1.092。     

铸坯及轧材中元素偏析行为分析

帘线钢由于含有较高的碳含量，极易在连铸过程中产生中心偏析和疏松、缩孔缺陷，影响成品稳定性。目前，轻压下工艺作为一种改善铸坯内部质量的有效方法之一，被广泛应用于连铸生产中。实验以LX86帘线钢为例，制定不同拉速下的轻压下实验方案，进行工业试验。使用碳硫检测仪、电子探针(EPMA)等对工业试验后铸坯及轧材元素偏析情况进行检测，试验结果表明，拉速设定为2.2 m/min时，铸坯中心碳偏析指数由1.136降低至1.062,轧材中碳、硅元素偏析指数得到改善，有效改善了铸坯内部元素均匀性，为后续成品的质量稳定性提供了支撑。     

对连铸结晶器钢液施加电脉冲提高铸坯等轴晶率的研究

从结晶器施加电脉冲的输入能量、电脉冲频率、钢液过热度角度,探讨电脉冲技术提高铸坯等轴晶率的效果.在攀钢1     

CaO-MgO-SiO2-Al2O3类夹杂物塑性化对帘线钢加工断丝率的影响

通过分析70 t转炉流程和180 t转炉流程生产的LX72A帘线钢合股断丝率,得出中心偏析相同的条件下,当钢中脆性夹杂物比例由90.7%降至20.5%,也就是塑性夹杂物的比例由9.3%提高79.5%时,平均盘条断丝率由4.20次/t降至2.56次/t。通过采用碱度1.05不含MgO的LF精炼渣,控制钢中Als含量≤0.001%,氧含量≤22×10^-6,可有效地降低钢中脆性夹杂物含量,降低盘条断丝率。     

脉冲电场对普碳钢凝固组织的影响

通过改变脉冲电场的电压对普碳钢熔体进行处理,得到了晶粒细化的效果,并针对晶粒细化效果得出了最优的脉冲电压控制参数.利用原位分析仪分析了凝固过程钢中主要元素的分布与偏析情况.在电场对主要元素的分布影响方面做出了探索性的研究,并结合前人的研究成果,浅析了脉冲电场的作用机制.     

利用射钉法测量240mmx240mm铸坯凝固坯壳厚度

利用射钉法测定了连铸机生产240mm×240mm断面35CrMoA、20CrMoA、GCr15、60Si2MnA四个钢种的铸坯凝固坯壳厚度,并根据凝固定律计算了其液相穴长度和综合凝固系数;针对240mm×240mm方坯选择固相率0.70、0.75进行计算得出F-EMS在不同拉速条件下的电磁搅拌位置,分析了工艺参数对连铸机凝固系数的影响,提出的工艺优化措施为:改变电磁搅拌位置,F-EMS位置修正为根据高碳钢GCr15、60Si2MnA来安装,35CrMoA,20CrMoA,GCr15和60Si2MnA四钢种拉速值分别调整为0.80、0.81、0.78、0.80 m/min。工艺优化后铸坯质量得到明显改善,中心偏析级别≤0.5合格率由原来≤40%提高到100%,中心疏松级别≤1.5合格率由原来≤50%提高到≥90%。     

帘线钢中氮含量对TiN析出的影响

 研究了攀钢新钢钒公司生产帘线钢72A过程中钢中氮含量变化对钢中TiN夹杂析出的影响。研究发现,随着钢中氮含量的升高,钢中析出的TiN夹杂数量变多,尺寸变大。热力学研究表明,在帘线钢中TiN一般只能在固相区形成,考虑元素偏析对凝固前沿元素富集的影响,凝固过程中TiN能在固液两相区析出。在帘线钢生产过程中,为了控制钢中TiN的析出,除了控制钛含量,控制钢中氮含量及氮偏析更加重要。理论计算结果表明,当钢中钛的质量分数控制在0.0003%~0.0005%区间时,将钢中氮的质量分数控制在0.0017%~0.0029%区间内能显著降低乃至杜绝帘线钢中TiN的析出。攀钢将帘线钢中钛、氮的质量分数分别控制在0.0005%以下和0.002%以下,显著减少了钢中TiN的析出,个别炉次中没有发现尺寸大于2μm的TiN夹杂。     

中心偏析控制对型钢低温韧性的影响

 为了研究不同凝固组织形态(等轴晶比例)对连铸方坯宏观偏析及型钢力学性能的影响,通过工业试验改进连铸工艺改变连铸坯凝固组织结构。结果表明,大幅提高柱状晶比例可以有效控制连铸坯中心偏析并降低中心偏析影响区域面积,同时明显减少轧材中珠光体体积分数,提高组织均匀性,断后伸长率提高10%,韧脆转变温度从0降低到-40 ℃,因此,控制连铸坯偏析程度可实现优良低温韧性,这表明通过控制铸坯均匀性发展E级或更高韧性级别的技术可行。     

浸入式水口结构对连铸大圆坯质量的影响

为研究不同结构的浸入式水口对大规格连铸圆坯质量的影响,以某钢厂生产断面直径为500 mm的 42CrMo连铸圆坯为背景,对使用侧孔浸入式水口和传统直通浸入式水口的使用效果开展研究。结果表明,采用侧孔浸入式水口浇铸时,结晶器进出水温差由传统直通水口的3.30 ℃提高至3.54 ℃;连铸圆坯中心疏松由1.5级改善至1.0级,中心偏析指数由0.93~1.21降低到0.98~1.02,近表层至近中心碳极差由0.050%~0.075%降至0.035%~0.053%,使用侧孔浸入式水口的连铸圆坯碳偏析得到改善;铸坯内弧侧表层至3/4R处氧化物夹杂物总量减少0.5个/mm2;铸坯从1/4R处向内长度不小于13 μm的硫化物数量减少0.35个/mm2;轧材全氧质量分数平均降低0.000 12%,夹杂物中B类氧化物夹杂均在1.5级以内,钢中大尺寸夹杂物明显减少,钢的洁净度得到改善。     

浸入式水口结构对连铸大圆坯质量的影响

为研究不同结构的浸入式水口对大规格连铸圆坯质量的影响,以某钢厂生产断面直径为?500 mm的42CrMo连铸圆坯为背景,对使用侧孔浸入式水口和传统直通浸入式水口的使用效果开展研究。结果表明,采用侧孔浸入式水口浇铸时,结晶器进出水温差由传统直通水口的3.30℃提高至3.54℃;连铸圆坯中心疏松由1.5级改善至1.0级,中心偏析指数由0.93～1.21降低到0.98～1.02,近表层至近中心碳极差由0.050%～0.075%降至0.035%～0.053%,使用侧孔浸入式水口的连铸圆坯碳偏析得到改善;铸坯内弧侧表层至3/4R处氧化物夹杂物总量减少0.5个/mm²;铸坯从1/4R处向内长度不小于13μm的硫化物数量减少0.35个/mm²;轧材全氧质量分数平均降低0.000 12%,夹杂物中B类氧化物夹杂均在1.5级以内,钢中大尺寸夹杂物明显减少,钢的洁净度得到改善。