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。     

82B高强度钢盘条冷拔断裂的分析和工艺控制

82B高强度钢(/%:0.79~0.83C,0.15~0.25Si,0.72~0.80Mn,≤0.020P,≤0.015S,≤0.15Cu,0.18~0.30Cr)的工艺流程为BOF-LF-165 mm×165 mm坯连铸-热轧至中12.5 mm盘条-冷拔Φ5.05 mm材。线材冷拔断口的分析得出,因偏析产生明显的中心马氏体和网状渗碳体,大颗粒MgO-CaO-Al_2O_3-SiO_2复合夹杂,表面缺陷等因素导致冷拔断裂。通过钢水过热度由原25~35℃降至15~25℃,铸坯拉速由1.80 m/min降至1.65m/min,二次冷却水量由0.80 L/kg降至0.65 L/kg,软吹时间由10 min增至12 min,保证轧后250℃3 h时效等工艺措施,使铸坯中心疏松、中心偏析和缩孔级别分析从1.5,1.0和0.5~2.5降至0.5,0.5和0~0.5,夹杂物总量由0.003 5%~0.004 3%降至0.001 7%~0.002 1%,基本杜绝线材冷拔脆断出现。     

316L不锈钢冷轧板表面缺陷分析和工艺改进

316L不锈钢0.3~4.0 mm冷轧板的冶金生产流程为180 t EAF-AOD-LF-200 mm连铸板坯-热轧2.5~14.0 mm板-冷轧。通过对连铸坯、热轧卷以及冷轧板的化学成分、金相和扫描电镜及能谱检测,并对316L不锈钢冷轧板表面出现的线状缺陷进行了分析。结果表明,连铸坯表面振痕较深,有凹坑,并且存在深度≤300μm微裂纹缺陷;热轧板表面存在线状缺陷,缺陷附近存在大面积的氧化区域;冷轧板缺陷处(S含量0.001%,Cr_(当量)/Ni_(当量)=1.58)未发现较大尺寸的夹杂物。得出冷轧板线状缺陷源来自连铸坯,在加热炉中被严重氧化,最终形成冷轧板表面线状缺陷。通过将铸坯拉速从1.1 m/min降至1.0m/min,钢水过热度从45℃降至40℃,二冷比水量从1.0 kg/t降至0.9 kg/t,铸坯修磨用砂轮由16~#改为20~#等工艺措施,冷轧板表面缺陷大幅减少。     

提高汽车稳定杆用钢60Si2MnA疲劳寿命的工艺实践

采用金相显微镜、扫描电镜和能谱分析仪分析汽车稳定杆用钢60Si2MnA(/%:0.56C,1.74Si,0.74Mn,0.011P,0.007S,0.04Cr)疲劳寿命低的原因主要为表面脱碳层较深,表面存在裂纹,淬火组织中有较多铁素体。通过加0.22%Cr,增加连铸坯全修磨工序,150 mm×150 mm铸坯加热温度由1130~1 150℃降至1 080~1 100℃等工艺措施显著降低了淬火后钢中铁素体含量,钢材表面无裂纹缺陷,φ18 mm棒材总脱碳层深度由原128μm降至87.5μm,使该钢的疲劳寿命由6~10万次提高至20~25万次,满足了设计要求。     

连铸工艺参数对大圆坯凝固组织影响的数学模拟

基于ProCAST软件研究了中间包钢水过热度、连铸坯拉坯速度、连铸机二冷强度等连铸工艺参数对大断面圆坯凝固组织的影响规律。研究结果表明:结晶器电磁搅拌电流为300 A、频率为3 Hz条件下,随着过热度的降低,连铸坯中心等轴晶率显著增加,过热度由49℃降至29℃时,过热度每降低10℃,铸坯中心等轴晶率增大4%左右;拉速由0.16~0.20 m/min每增加0.02 m/min,二冷强度由标准水量的1.5~0.5倍每降低0.5倍,连铸坯中心等轴晶率有所增加但均不显著,均为1.5%左右。降低过热度能够显著细化凝固组织晶粒,而改变拉速和二冷强度对于细化凝固组织晶粒作用不明显。对于调整连铸工艺参数而言,提高连铸坯中心等轴晶率和细化凝固组织晶粒的最有效办法是降低中间包钢水过热度。     

超声波探伤不合格T91钢棒材的分析和工艺改进

试验T91钢(/%:0.10C,0.30Si,0.45Mn,0.012P,0.005S,8.90Cr,0.95Mo,0.08Nb,0.22V)的生产流程为60t UHP EAF-AOD-LF-VD-240 mm×240 mm坯连铸-加热-连轧。对超声波探伤不合格的T91钢Φ90 mm材低倍检验结果表明,钢材存在中心裂纹和孔洞;通过金相分析得出,缺陷出现三种特征:(1)过烧型孔洞和裂纹;(2)连铸坯带来的轴心晶间裂纹;(3)铸坯的缩孔。通过连铸Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ区二冷水量分别由原28、31和17 L/min优化成15、18和10 L/min,并通过控制连铸坯加热温度,使连铸坯中心的等轴晶比率由原14%提高至25%以上,铸坯的中心裂纹级别由2.0降至0.5以下,T91钢材的超声波探伤不合格率由5%降至0.2%以下     

微合金化C70S6胀断连杆断裂面掉屑缺陷分析与工艺改进

采用金相显微镜、电子显微镜等分析得出,C70S6钢表面严重脱碳以及内部质量缺陷均会造成连杆胀断掉屑,通过优化Al、V、P含量,钢中铁素体含量由原5.5%～8.6%降至2.7%～4.8%;连铸过热度由≤35℃降至≤30℃,拉速由0.80～0.90 m/min降至0.65～0.75 m/min,末端电磁搅拌电流由200 A提高至300 A;轧制前铸坯涂涂料,加热炉加热时高温段空燃比由0.7～0.8降至0.5～0.6,加热温度提高至1 200～1 250℃;并采用提高轧后冷速等措施后,C70S6钢中心C偏析降为0.99～1.04,表面脱碳层深度≤0.50%d,晶粒度5.5～6.0级,铁素体含量≤5.0%,成功解决了连杆批量掉屑质量问题。     

齿轮钢连铸坯凝固组织与溶质分布均匀性

分析了20CrMnTi齿轮钢200 mm×200 mm连铸坯凝固组织和溶质分布的均匀性,提出了不同过热度时粗大等轴晶和点状偏析的共生机理,制定了齿轮钢连铸均质性控制策略。结果表明,齿轮钢连铸坯凝固组织受到钢水过热度的直接影响,提高过热度会减小等轴晶面积,降低对中性,减小等轴晶尺寸;齿轮钢连铸坯凝固组织直接影响C元素中心偏析和断面分布均匀性,提高等轴晶率有利于降低中心偏析,但会增大等轴晶区溶质波动范围;齿轮钢连铸坯凝固组织直接影响半宏观尺度的点状偏析,提高等轴晶率会增加大尺寸点状偏析数量,Cr、Mn溶质偏聚程度也会增加。为了同时提高齿轮钢组织和成分均匀性,比较理想的连铸低倍结构特征是等轴晶率低、等轴晶尺寸小而均匀、对中性良好。     

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。     

贝氏体非调质钢FAS2225轧坯孔洞缺陷分析及工艺改进

FAS2225钢(/%:0.26C,0.35Si,1.99Mn,0.013P,0.046S,0.54Cr,0.12V,0.02Mo,0.08Ni,0.0012O,0.0070N)的生产流程为铁水预处理-60t顶底复吹转炉-LF-VD-300mm×360mm坯连铸-连轧。在215mm×213mm轧坯上出现中心开裂形成孔洞。经分析得出,加热速度过快及温度梯度过大产生的热应力和组织应力使连铸坯发生开裂造成轧制过程孔洞缺陷。通过预热段加热温度从900℃降至750℃,延长加热时间、温度梯度从△200℃降至△100℃有效遏制了孔洞缺陷的产生。     

120t BOF-LF-VD-CC流程生产磨球钢B2的工艺实践

磨球钢B2（/%:0.75~0.85C,0.70~0.90Mn,≤0.030P,≤0.030S,0.40~0.60Cr,≤0.20Ni,≤0.20Cu,0.010~0.060Al）的生产工艺流程为120t BOF-LF-VD-180mm×220mm/260mm×300mm坯CC。通过转炉枪位及供氧强度控制、转炉留渣量及底吹流量的优化、转炉全铝一次脱氧;LF精炼渣系精炼渣碱度由3.44提高到4.25、控制VD氩气流量,VD后软吹≥15min;连铸使用整体塞棒包、全保护浇注工艺、钢水10~25℃过热度操作、使用磨球钢专用保护渣和结晶器电磁搅拌320A,4Hz末端300A,10Hz,提高了磨球钢铸坯的内部质量,钢材的各项指标满足标准要求。     

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%。     

20钢Φ300 mm圆铸坯中间裂纹成因分析和改善工艺措施

针对20钢φ300mm圆铸坯低倍组织出现中间裂纹的位置和形貌,结合连铸设备和工艺进行分析,得出结晶器内坯壳厚度不均匀,拉矫机矫直压力波动大,铸坯在受到热应力和矫直应力的作用下沿晶界开裂形成中间裂纹。通过改善结晶器软化水和连铸二冷水的质量,钢水过热度由25～35℃降至20～30℃,结晶器电磁搅拌电流由550 A降至350 A,稳定矫直压力,铸坯矫直温度≥950℃,避免了圆铸坯中间裂纹的出现。     

8620系齿轮钢300 mm×360 mm连铸坯宏观偏析改善的工艺实践

8620齿轮钢(/%:0. 18～0.22C,0. 17～0.26Si,0.70～0.90Mn,≤0.025P,0. 15～0.23S, 0.40～0.60Cr,0.40～0.70Ni,0.15～0.25Mo)300 mm×360 mm坯连铸的中间包钢水过热度为20～30℃,拉速为0.5～0. 6 m/min,通过钻孔分析、射钉试验、原位分析和铸坯低倍组织分析,研究了电磁搅拌参数[M-EMS(100～200) A,(2.0～2.2)Hz,F-EMS(150～200)A,8 Hz]和二冷水参数(一段28 L/min,二段38～45.6 L/min,三段19.2～24L/min)对连铸坯C、S偏析的影响。通过采用优化工艺参数-二冷一段28 L/min,二段45. 6 L/min,三段19. 2 L/min和电磁搅拌M-EMS 150 A,2. 2 Hz,F-EMS 200 A,8 Hz,8620系齿轮钢连铸坯偏析指数0. 98～1. 05的比例由原30%提高至92.8%。     

优化连铸工艺和化学成分改善耐蚀钢G7624表面质量的生产实践

高合金耐蚀钢G7624(/%:≤0.08C,≤0.75Si,11.5~13.5Mn,≤0.045P,≤0.010S,13.0~14.0Cr,0.5~1.0Ni,1.5~2.0Cu,0.160~0.210N)Φ5.5 mm线材的生产流程为45 t脱磷铁水-(50 t EAF)-60 t AOD-LF-150mm×150 mm方坯连铸-修磨-轧制工艺。通过使用BHCD-200M低熔点、低黏度保护渣,结晶器冷却水量从1750~1850 L/min降至1600~1700 L/min,由二冷段单排水嘴改进为双排小锥度并行水嘴,比水量由0.25 L/t降至0.22L/t,消除了连铸坯的表面凹陷;将钢中C、Mn、N含量分别由0.064%,11.56%和0.195%调整至0.073%,12.45%和0.170%,提高钢中奥氏体稳定性,消除线材结疤缺陷。     

8620系齿轮钢300 mm x360 mm连铸坯宏观偏析改善的工艺实践

8620齿轮钢(/%:0. 18～0.22C,0. 17～0.26Si,0.70～0.90Mn,≤0.025P,0. 15～0.23S, 0.40～0.60Cr,0.40～0.70Ni,0.15～0.25Mo)300 mm×360 mm坯连铸的中间包钢水过热度为20～30℃,拉速为0.5～0. 6 m/min,通过钻孔分析、射钉试验、原位分析和铸坯低倍组织分析,研究了电磁搅拌参数[M-EMS(100～200) A,(2.0～2.2)Hz,F-EMS(150～200)A,8 Hz]和二冷水参数(一段28 L/min,二段38～45.6L/min,三段19.2～24L/min)对连铸坯C、S偏析的影响。通过采用优化工艺参数-二冷一段28 L/min,二段45. 6 L/min,三段19. 2 L/min和电磁搅拌M-EMS 150 A,2. 2 Hz,F-EMS 200 A,8 Hz,8620系齿轮钢连铸坯偏析指数0. 98～1.05的比例由原30%提高至92.8%。     

SWRCH35K钢冷镦开裂分析和工艺优化

φ6.5~20mm SWRCH35K冷镦钢盘条的生产流程为120 t LD-LF-180 mm×180 mm方坯连铸-轧制。分析了SWRCH35K钢(/%:0.35~0.37C,0.11~0.14Si,0.71~0.72Mn,0.016~0.023P,0.005~0.007S,0.023~0.030Alt)的成分、组织、铸坯表面质量、钢中夹杂物、轧制工艺对该钢冷镦性能的影响,得出冷镦钢盘条裂纹等表面缺陷和近表面大型夹杂物是引起冷镦开裂的主要原因。通过LD出钢预脱氧铝块从120~150 kg增加至160~180kg,LF终渣碱度从3.0提高至3.5,(FeO+MnO)从≤1.5%降至≤1.2%,过热度从20~40℃降至20~35℃,精轧温度和终轧温度分别从940℃和860℃提高至950℃和880℃等工艺措施,使该钢冷镦开裂率由18.60%降至5.80%。     

含铌钢HRB400Nb 180 mm x 180 mm铸坯角部裂纹分析及改进工艺

通过对含铌钢HRB400Nb 180 mm×180 mm连铸坯产生的角部裂纹进行研究分析,结果表明,由于连铸冷却工艺、钢水氮含量和结晶器保护渣工艺控制不当易导致含铌钢铸坯角部沿晶开裂。通过工艺改进钢液氮含量由原（67～98）×10^-6降至（40～55）×10^-6,结晶器角部圆弧半径由8 mm调整为12 mm,结晶器冷却水量由150m³/h降至120m³/h,二冷比水量由1.35 L/kg降至1.1L/kg,二冷分配比由26:48:17:9调整为36:34:19:11,保护渣碱度由0.65调整为0.82、粘度由1.3 pa·s调整为0.69 pa·s、熔点由1260℃调整为1150℃等,有效解决了铸坯表面角部裂纹缺陷,保证了轧材的产品质量。     

含铌钢HRB400Nb 180mm×180mm铸坯角部裂纹分析及改进工艺

通过对含铌钢HRB400Nb 180 mm×180 mm连铸坯产生的角部裂纹进行研究分析,结果表明,由于连铸冷却工艺、钢水氮含量和结晶器保护渣工艺控制不当易导致含铌钢铸坯角部沿晶开裂。通过工艺改进钢液氮含量由原(67～98)×10^-6降至(40～55)×10^-6,结晶器角部圆弧半径由8 mm调整为12 mm,结晶器冷却水量由150m³/h降至120m³/h,二冷比水量由1.35 L/kg降至1.1L/kg,二冷分配比由26:48:17:9调整为36:34:19:11,保护渣碱度由0.65调整为0.82、粘度由1.3 pa·s调整为0.69 pa·s、熔点由1 260℃调整为1 150℃等,有效解决了铸坯表面角部裂纹缺陷,保证了轧材的产品质量。     

凝固组织对GCr15轴承钢220 mm×260 mm连铸坯中心偏析的影响

铸坯高中心等轴晶率及小的二次枝晶臂间距有利于降低高碳钢M+E-EMS连铸坯中心偏析。通过建立GCr15钢220 mm×260 mm连铸坯耦合有限元-元胞自动机模型(CAFE)及二次枝晶臂间距(SDAS)模型,研究结晶器电磁搅拌、过热度和拉速对中心等轴晶率及二次枝晶臂间距的影响。结果表明,相比于拉速,过热度和结晶器电磁搅拌对其影响明显。随着过热度降低及结晶器电磁搅拌强度增加,铸坯中心等轴晶率增加而二次枝晶臂间距减小,而拉速对凝固终点和中心固相率影响大。工业试验结果表明,采用结晶器与凝固末端电磁搅拌,相比于过热度35℃和拉速0.75 m/min,控制过热度小于25℃且拉速调整为0.8 m/min时,轴承钢GCr15铸坯中心等轴晶率由原27%增加至38%且二次枝晶臂间距细化,中心碳偏析指数由原1.06～1.39降至0.93～1.13。