20CrMnTiH齿轮钢大方坯轧制圆钢宏观碳偏析控制

 湘钢用20CrMnTiH大方坯（300mm×430mm）生产轧材时出现较为严重的锭型偏析,对圆钢的性能不利。通过连铸调整工艺,适当提高比水量（由0.27L/kg提到0.35L/kg）,和降低结晶器电磁搅拌强度(由400A降到200A和0),轧材质量得到改善。对比调整前后工况,发现电磁搅拌减小时连铸坯等轴晶比例降低,无电磁搅拌时连铸坯碳偏析形式较有电磁搅拌的相差大,且其轧材没出现锭型偏析,轧材的碳偏析和硬度分布也趋向均匀。     

碳偏析和残余B对20CrMnTiH1齿轮钢淬透性的影响

试验分析了电磁搅拌电流对20CrMnTiH1齿轮钢180mm×180mm连铸坯碳偏析的影响以及精炼和连铸工序钢中残余B含量及其变化对钢淬透性的影响。结果表明，电磁搅拌电流从200A降至100A时，铸坯碳偏析指数降低0．1；控制钢中残余B≤0．0002％，可使20CrMnTiH1齿轮钢淬透性带宽≤4HRC。     

结晶器电磁搅拌对轴承钢大方坯碳偏析的影响

针对南钢大方坯连铸机轴承钢连铸电磁搅拌冶金效果不明显的问题,开展了优化轴承钢连铸结晶器电磁搅拌工艺参数的试验,对不同电磁搅拌参数及搅拌方式下铸坯和轧材碳偏析进行了研究。结果表明:大方坯心部和边部均为负偏析,1/4处为正偏析,320 mm×480 mm大方坯碳偏析指数基本在0.87～1.05,轧材碳偏析指数基本在0.94～1.03;正反交替的电磁搅拌有利于降低碳偏析,电磁搅拌的电流参数较大时,心部的负偏析较严重,随着搅拌电流的增大,产生的白亮带向铸坯中心移动并且白亮带宽度增大;轴承钢铸坯中的碳偏析会遗传到轧材上。     

齿轮钢铸坯碳偏析的改善

试验研究了100 t UHP EAF-LF(VD)-连铸流程生产的0.20%～0.40%C、CrMo和CrMnTi系列齿轮钢300 mm×340 mm铸坯断面的碳偏析。在正常生产条件下,将浇铸钢水过热度控制在15～25℃、二冷比水量在0.35L/kg、结晶器和末端电磁搅拌扭矩分别在18、15 cN·cm对铸坯碳偏析改善有利。生产实践检验结果表明,连铸坯修正碳偏析极差降到了0.025%以下,齿轮钢轧材低倍偏析评级基本都达到了2.5级以下。     

GCr15轴承钢连铸坯冶金质量的分析

分析了结晶器电磁搅拌、钢水过热度和轧钢工艺对连铸GCr15轴承钢180方坯轧材中心疏松、碳偏析、碳化物液析等缺陷的影响，结果得出连铸时采用电磁搅拌和降低钢水过热度可减轻铸坯碳偏析，铸坯在1210℃均热60min可减轻甚至消除钢中碳化物液析。     

20CrMnTiH齿轮钢铸坯内部质量控制研究

针对20CrMnTiH齿轮钢质量要求,分析了连铸过程拉速、结晶器电磁搅拌电流强度以及二冷强度等关键参数对铸坯内部质量的影响。试验结果表明:拉速控制在1.2~1.4 m/min有利于中心疏松和中心偏析的控制;结晶器电磁搅拌电流强度为380 A时,铸坯中心疏松控制在1.0级以内,碳偏析指数≤1.08,等辅晶率平均达到34.9%;二冷控制模式采用弱冷更有利于减轻该钢种的铸坯中心疏松和偏析。根据研究结果生产的20CrMnTiH齿轮钢棒材低倍组织和淬透性良好。     

重载钢轨钢连铸大方坯半宏观偏析形成机制与控制

重轨钢连铸坯是重载铁路钢轨轧材的重要母材,为改善重轨钢均质性,提升铸坯内部质量,研究了重轨钢大方坯半宏观偏析的凝固组织.通过连铸电磁搅拌试验研究揭示了等轴晶越发达则半宏观偏析面积比越大的影响规律.提出了半宏观偏析改善控制技术思路,实现了重轨钢均质性改善,钢轨细长条的偏析带减轻,金属原位扫描检测的锰元素偏析度极差,由0....     

320 mm×410 mm断面重轨钢连铸坯宏观偏析控制关键技术

为控制大断面生产重轨钢连铸坯碳偏析指数和中心偏析,开展了电磁搅拌、提高轻压下总量、过热度与拉速匹配技术研究,形成了攀钢320 mm×410 mm大方坯连铸重轨钢偏析控制关键技术。确定了该断面生产重轨钢的最佳连铸工艺参数为:结晶器电搅电流强度600 A、2.4 Hz,凝固末端电搅电流强度330 A、7 Hz,轻压下总压下量9~12 mm,过热度控制在20~35℃、拉速控制在0.70~0.72 m/min。生产的重轨钢连铸坯中心等轴晶率平均为41.2%,连铸坯中心偏析≤0.5级的比例达到85%,断面碳偏析指数控制在0.95~1.07,连铸坯质量较好,生产的钢轨质量满足标准要求。     

360mm×450mm大方坯电磁搅拌强度对齿轮钢碳元素均质性的影响与控制研究

基于国内某厂360 mm×450 mm断面连铸装备条件,开展组合式电磁搅拌技术在20CrMnTiH(FQ)系列齿轮钢大方坯均质性控制的应用研究。通过数值模拟计算确定组合式电磁搅拌合理安装位置,凝固末端电磁搅拌安装在距离结晶器液面10.0～11.0 m区域;研究不同组合电磁搅拌工艺参数的效果,通过对铸坯均质性控制进行全面对比,最终以实际磁场强度为基础,研究制定20CrMnTiH(FQ)系列齿轮钢大方坯均质性控制最佳组合电搅工艺参数为M-EMS:(280±5)×10~(-4) T,F-EMS:(300±5)×10~(-4) T,铸坯C元素偏析度标准均方差均值为0.052,极差为0.027。     

结晶器电磁搅拌对矩形坯轧制大规格齿轮钢圆钢碳偏析行为的影响

通过对齿轮钢矩形坯轧制大规格圆钢宏观碳偏析的分析,结合碳含量和低倍组织,研究了不同结晶器电磁搅拌强度时圆钢的碳偏析行为。结果表明,结晶器电磁搅拌扩大连铸坯柱状晶/等轴晶转换界面(CET)框尺寸,提高等轴晶率,但是产生皮下负偏析带,圆钢的偏析变得明显;结晶器电磁搅拌下,齿轮钢矩形坯与圆钢从表面到中心呈现"N"形碳偏析,搅拌强度越大,偏析幅度越大;圆钢同一圆周上,搅拌时3/4 R、1/2 R处极差大,1/4 R处极差小,不搅拌时则相反。连铸坯的CET区域与圆钢方框偏析有严格的对应性,说明连铸坯与圆钢的组织与成分存在传承关系。     

轻压下对20CrMnTiH钢240mm×240mm铸坯中心碳偏析和低倍组织的影响

试验研究了单辊轻压下量（0～14 mm）和压下位置（1^#～7^#）对低碳钢20CrMnTiH 240 mm×240 mm铸坯低倍组织和中心碳偏析的影响。结果表明,从3^#拉矫辊开始压下,最大压下量9 mm,低倍无缩孔比例上升12.3%,中心疏松1.0级比例和中心碳偏析无明显改善;从2^#拉矫辊开始压下,最大压下量1 1 mm,中心疏松1.0级比例和无缩孔比例下降,中心碳偏析合格率提升14.2%;从1^#拉矫辊开始压下,最大压下量14 mm,中心疏松1.0级和无中心缩孔比例均为100%,中心碳偏析合格率达到71.4%。综合分析得出,20CrMnTiH 240 mm×240mm铸坯在拉速0.85 m/min、结晶器搅拌300 A、5 Hz、单辊轻压下量14 mm时,铸坯中心碳偏析和低倍组织最佳。     

连铸控流模式对大方坯及棒材组织结构与宏观偏析影响

以中碳结构钢大方坯及其热轧棒材为研究对象,通过对铸坯和轧材进行低倍侵蚀和成分分析,揭示了连铸控流模式对大方坯凝固组织与宏观偏析分布特征的影响及其铸轧遗传性。研究表明:常规直通水口浇注模式下,结晶器电磁搅拌(Mold electromagnetic stirring, M-EMS)电流由0增加到800 A,铸坯等轴晶率由6.06%仅可增加到11.71%,难以有效避免大方坯常见的中心缩孔缺陷与突出的中心线偏析。采用新型五孔水口浇注模式,即使不开启M-EMS,铸坯中心等轴晶率仍可达23.1%,大方坯中心缩孔级别可降至1.0级以下,满足后续热轧大棒材探伤要求。同时发现,五孔水口浇注模式下,大方坯铸态组织中往往会出现较为明显的柱状晶到等轴晶转变(Columnar to equiaxed transition, CET)区,铸坯断面碳偏析指数呈M型分布,表现为断面1/4位置CET区域碳偏析指数最高。大棒材轧制基本改变不了铸坯断面宏观偏析的分布形态,且可能导致中心线偏析指数增加。同时指出,基于连铸控流模式的作用规律和铸?轧遗传性特征,以及特殊钢长材热加工对中心致密度和偏析分布与程度的要求,实际生产中应从连铸工艺源头合理地控制铸态组织与宏观偏析分布形态。      

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。     

连铸坯中心偏析对LX72A钢帘线合股断丝的影响

70 t BOF-LF-Φ380 mm CC-开坯成150 mm×150 mm方坯-CR和200 t BOF-LF-200 mm×200mm CC-CR两种工艺路线所生产的Φ5.5 mm盘条经拉拔成Φ0.22 mm钢帘线合股过程的断丝率为Φ380mm圆铸坯工艺-2.86次/t,200 mm×200 mm方坯工艺-<1次/t。检验结果表明,圆坯工艺生产的盘条严重的中心偏析是大量断丝的主要因素,150mm×150 mm轧坯的宏观碳偏析高达1.11。采用断面尺寸200 mm×200 mm以上的方坯连铸工艺流程,中间包钢水过热度15～25℃,拉速恒定,采用结晶器和末端电磁搅拌,可有效地减轻中心偏析。     

重轨钢连铸坯中心偏析的分析和工艺改进

研究的重轨钢(/% ：0, 68 - 0. 73C,0. 20~0. 30Si,l. 05 ~ 1.15Mn, ≤0. 015P, ≤O. 012S, ≤O. 003 5 Al,≤ O. 000 15[H], ≤0.006 0[N], ≤O, 002 0[0])的冶金流程为铁水脱硫预处理-120 t 转炉-LF-RH-280 nun x 380 mm 坯连铸。分析证实铸坯偏析是钢轨低倍检验和超声波探伤不合格的主要原因。试验研究了钢水过热度、拉速、结 晶器电磁搅拌、二冷水量和凝固末端动态轻压下对铸坯中心碳偏析的影响。通过采用优化的工艺措施:钢水过热 度15~30 拉速0.60 - 0. 75 m/min和恒拉速,结晶器电磁搅拌强度400 A,二冷比水量0.25 L/kg,轻压下6~7mm等,铸坯一般疏松≤1. 0级,中心疏松≤0. 5级,点状偏析≤0. 5级,等轴晶率≥37%,中心碳偏析指数0.94 ~ 1.06钢轨超声波探伤合格率提高至99. 3%以上。     

350 mm×470 mm大方坯结晶器电磁搅拌参数优化

对350 mm×470 mm大方坯结晶器电磁搅拌的空载磁场进行了在线测量,获得了结晶器内磁感应强度分布规律。根据磁场测量结果计算了凝固前沿的电磁力及钢水流动速度,并分析了电磁搅拌参数对钢水流动速度的影响,确定了搅拌电流和频率的范围。由42CrMo钢现场实验的结果得出,当结晶器电磁搅拌电流为150 A,频率为2.5 Hz时,铸坯横断面的最大碳含量的偏差为±0.01%,带状偏析基本消除,铸坯内部质量明显改进。     

Φ500 mm大圆坯连铸机的生产实践

20钢(0.19%～0.23%C)Φ500 mm铸坯的生产流程为70 t转炉-LF-VD-Φ500 mm大圆坯连铸机从机械设备和二冷参数等方面进行研究和优化第1次生产试验连续浇铸8炉20钢,采用的优化工艺包括使用专用结晶器保护渣,控制过热度25～35℃,拉速0.30 m/min,比水量0.14 L/kg,结晶器电磁搅拌400 A/1.5 Hz等。检验结果表明,铸坯表面无可见冷疤、鼓肚等缺陷,中心缩孔0.5级,中心疏松1级,碳偏析≤1.12,钢中氧含量≤15×10^-6,氮含量≤65×10^-6,达到设计要求。     

结晶器电磁搅拌电流对Φ650 mm大圆坯内部质量的影响

通过铸坯低倍组织宏观检验方法和金属原位统计分布分析技术,以钢厂生产的35钢（0.35%C）为例,研究了结晶器电磁搅拌电流（200~450 A,3 Hz）对Φ650 mm大断面连铸圆坯等轴晶率、致密度和碳偏析度的影响。结果表明,搅拌频率3 Hz时,结晶器电磁搅拌电流由200 A增加至450 A时,等轴晶率由24.2%提高至56.8%,同时铸坯各区域致密度呈现逐渐增大的趋势,其中铸坯中心区域致密度增加明显,由0.864增至0.9376;随着搅拌电流的增加,铸坯碳偏析度呈现逐渐减轻的趋势。综合考虑各因素,当结晶器电磁搅拌电流为450 A,频率为3 Hz,铸坯等轴晶比例最大,铸坯内部质量最好。