大型扁钢锭水冷制造技术

 大型扁钢锭主要用于生产特厚板,随着钢锭吨位增大,钢锭上部缩孔较深,影响成材率,同时疏松等级高,偏析严重,因此大型扁钢锭的质量问题成为发挥特厚板轧机能力的瓶颈。针对该难题,采用大型钢锭水冷模铸装置,成功地浇注了60 t级大型扁钢锭。钢锭被轧制成220 mm厚钢板,尽管钢种成分为Q345B,但各项性能指标达到了超厚板Q345E-Z35的要求,屈服强度为348～373 MPa,抗拉强度为562～588 MPa,伸长率为17%～28.5%,－40 ℃横向冲击功为56.57～71.65 J、纵向冲击功为40.76～88.80 J,1/2处断面收缩率平均为63.04%,1/4处断面收缩率为57.93%,夹杂物级别总和不超过2.0,晶粒度达到8.0～9.0级。表明该大型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。     

国内外大型扁钢锭锭型对比分析

关于国内大型扁钢锭锭型设计的论述鲜有报道,在查阅大量外文文献的基础上总结了日本大型扁钢锭的锭型参数,同时对国内大型扁钢锭锭型参数进行了汇总,计算了钢锭的宽厚比、高厚比和锥度三个关键参数。对国内外钢锭在宽厚比、高厚比和锥度参数的差异进行了对比分析,提出国内特厚板用大型扁钢锭锭型设计的几点建议。     

特厚板尾部面积缺陷的成因分析

研究了钢锭成材特厚板的尾部超声探伤缺陷的性质,介绍了模铸法生产大钢锭过程中,炉外精炼工艺、浇铸工艺以及浇铸用辅助材料对大钢锭内部质量的影响。通过对模铸用辅助材料、成品样及汤道样的能谱及化学分析可知,尾部面积缺陷的主要来源应该是钢液中的脱氧产物Al2O3以及少量没有被渣料吸附的复合化合物。针对缺陷的形成原因,制定了有效的改进措施,每月探伤的钢板尾部面积缺陷发生率由1.25%~2.25%降低到0.38%,最高降低幅度达到83.11%。     

250mm超厚低合金高强度Q345D钢板的研制

通过采取较低碳、低锰、多元复合微合金元素化学成分设计,利用模铸浇注-3800 mm宽厚板轧机轧制-正火热处理生产线,成功地研制开发并批量生产出了250 mm超厚保性能、保三级探伤的低合金Q345D钢板。钢板各类夹杂物级别总和不超过3.0,晶粒度达到8.0~9.0级。性能富余量较大,其中屈服富余量在65~115 MPa,抗拉富余量在45~75 MPa,伸长率富余量为5%~10%,-20℃V型冲击功平均为106 J,-40℃V型冲击功平均达到了43 J,完全符合超厚Q345D的性能要求。     

舞钢55t级扁钢锭的开发与生产实践

随着连铸技术在钢铁企业的广泛应用,小型钢锭已经越来越多的被连铸坯替代,模铸钢锭锭型也向着大规格、大单重方向发展。舞钢现有最大钢锭锭型53 t,为了进一步开拓市场,满足市场需求,提高竞争力,急需开发重量更大的55 t级扁钢锭。2016年舞钢在现有配套锭型的基础上成功自主设计了55 t级扁钢锭,实现了钢锭成材大单重、高级别钢板生产的历史性突破,提高了舞钢品牌的竞争力。     

新型水冷模铸生产抗层状撕裂特厚板的浇铸参数模拟优化

新型水冷模铸锭模系统由可调整锭模、水冷铜底板、保温帽及控制系统组成，从生产抗层状撕裂性能特厚板的提料尺寸来倒推水冷模铸的尺寸，并通过Anycasting软件进行4因素5水平正交试验模拟，确定目前水冷控制系统下的最优锭模尺寸（宽面锥度0.75%，窄面锥度0.45%，窄面弧半径1 500 mm，保温帽高度500 mm）及浇铸后2～8 h跟进冷却工艺，并利用水冷模铸中心加隔板的方式，将铸锭一分为二达到一模双锭，类似定向凝固的方式，来使中心的偏析和疏松缺陷存在于坯料的表面，更易于清理，从而提高坯料质量，并可使轧制过程中渗透作用更为有效，达到生产抗层状撕裂特厚板的目的。生产200～400 mm的特厚板钢板，内部质量符合标准JB/T4730.5-2005的Ⅰ级及特厚板的抗层状撕裂Z35性能。     

大型特厚板用扁钢锭的研制

随着造船、大型模具和能源等行业的发展,特厚板产品得到越来越广泛的应用.宝钢生产特厚板所用锭型为20世纪80年代初从日本引进的BF28锭型,该锭型上小下大,平头平尾,易形成中心疏松和二次缩孔,严重制约产品的竞争力.为提高特厚板质量,在计算机模拟的基础上,成功研制出适合本厂特厚板轧制的30 t大型扁钢锭.新锭型在成分偏析、低倍组织以及超声波探伤方面较原锭型有显著的改善.     

低合金结构钢Q345B 420 mm特厚板的研发

阐述了南阳汉冶特钢通过合理的成分设计、模铸浇注、钢锭加热、3800轧机轧制及热处理,成功地在转炉-LF+VD精炼-模铸浇注-加热-轧制-正火热处理生产线开发出了420 mm特厚保性能、保探伤低合金结构钢Q345B钢板。热处理后钢板性能检测,屈服强度在305～350 MPa,抗拉强度在500～555 MPa,伸长率在23%～28%,20℃纵向冲击功在109～287J,性能指标均达到了250 mm厚Q345B标准要求。     

42CrMo4钢39t锭真空浇铸和凝固过程数值模拟和生产实践

用Anycasting铸造软件对42CrMo4钢（/%:0.38~0.45C,0.90~1.20Cr,0.025Mo）39t锭真空浇铸和凝固过程进行计算机模拟,确定浇铸钢水温度1527℃,过热度40℃时39t钢锭充型时间18.78 min,其中锭身10min,帽口8.78 min,预判缩孔仅出现在帽口中心处。现场生产实践表明,铸锭锻造后的模块经Ⅱ级超声波探伤合格,成材率从工艺改进前的65%提高至71.35%。     

提高模具钢3.1 t锭轧制成材率的优化设计与生产实践

成材率是模具钢用轧制锭生产中需要考虑的重要因素。对钢厂原有3.0 t模具钢用轧制锭进行重新设计与优化，并使用Procast模拟软件对其凝固过程的温度场、全凝时间和内部缺陷进行了模拟计算，旨在保证质量的前提下提高成材率。研究结果表明，新设计3.1 t钢锭的全凝时间为1.78 h，原有3.0 t锭型全凝时间为2.03 h，全凝时间缩短了12.32%，钢锭内部质量良好。在涵盖现有轧制规格和不增加轧制道次的前提下，锭型数量由5个减少到4个。采用40 t EAF-LF-VD模铸工艺路线对新设计的3.1 t钢锭进行小批量生产，初轧后满足GB/T4162-2008 B级探伤规格。锭型优化后的的平均成材率为83.76%，原锭型的平均成材率为78.71%，平均成材率比原来提高5.05%。     

大锭单盘浇注工艺的开发与实践

1　前言由于国内的一些钢厂大型轧机的相继投产 ,舞钢宽厚板的部分产品市场正逐渐缩小。但市场调查情况显示 ,用大钢锭轧制的厚板 (≥ 1 0 0 mm)产品仍有较大的市场。但我公司目前大钢锭的生产能力不但有限 ,而且现行工艺也有不完善之处。从生产返废的数据来看 ,大钢锭的缩孔废品占很大比例 ,这严重制约了舞钢宽厚板市场的拓展。因此 ,优化大钢锭浇注工艺 ,提高大钢锭的质量已成为我们必须解决的首要问题。2　工艺现状舞钢现有的大锭主要有 2 1 .2 6t和 2 7.66t两种。大锭浇注现行工艺参数见表 1。表 1　大锭浇注工艺参数锭型t注速 (分 )第…     

400mm特厚低合金结构钢Q345E的研发

通过合理的钢种成分设计,模铸、钢锭加热和3 800mm轧机轧制及热处理工艺设计,采用晶粒细化、固溶强化、析出强化等手段,研发了厚度400mm的特厚板Q345E。钢板的屈服强度控制在305～350MPa,平均为335MPa;抗拉强度控制在470～555MPa,平均达到530MPa;伸长率控制在23%～28%,平均达到26%;-40℃纵向冲击功控制在109～287J,平均达到了198J,实现了强度和韧性的良好匹配,并具有较高的内部质量。     

舞钢27.1吨波浪弧锭型的研制

1 前言 为了满足电站锅炉等用特厚板的要求,保证100mm以上钢板内、外质量,大幅度提高成材率,降低钢锭模消耗,为此研制了27.1吨锭型。通过133炉7个钢种的生产,钢锭质量良好,轧出70～250mm厚度的钢板,机械性能符合技术标准要     

特厚钢板探伤不合的原因分析及对策

针对模铸扁锭轧制特厚钢板超声波探伤合格率低的问题,采用低倍、扫描电镜和断口分析等手段对超声波探伤不合钢板的试样进行检验和分析。结果表明,超声波探伤不合的主要原因是模铸扁锭疏松缺陷比较严重。通过增加冒口高度、使用高效发热剂等手段提高扁锭凝固过程中的补缩能力,增加开坯工序,实施两次"高温、低速、大压下"工艺,即可将残留在扁锭中的少量疏松充分压合。     

特厚合金结构钢板30CrMo的开发

南阳汉冶特钢采用模铸浇注、3 800mm轧机轧制、钢板回火、试样调质的热处理工艺,成功地开发并批量生产了特厚30CrMo合金结构用钢板。钢板的超声波探伤全部符合JB/T4730.3-2005一级标准;钢板屈服强度平均为955MPa,比标准相富余170MPa;抗拉强度平均为1 048MPa,比标准富余118MPa,伸长率...     

1.9 t扁锭浇铸D2冷作模具钢凝固过程及内部缺陷预报数学模拟

采用三维铸造软件Procast模拟了钢厂1.9 t扁D2钢锭(%:1.40～1.60C、11.00～13.00Cr、0.70～1.20Mo、≤1.10V)浇铸和凝固过程。模拟结果表明,1.9 t模具扁钢的本体凝固时间为64 min,完全凝固时间为83min,与经验公式的计算结果相吻合;钢锭柱状晶厚度为150 mm左右,等轴晶宽度为260 mm左右;1.9 t扁锭内部无缩孔产生、疏松轻微。     

130mm特厚桥梁板Q345qD的开发

阐述了南阳汉冶特钢采用100 t转炉—模铸—3 800 mm轧机轧制—热处理的工艺研发130 mm特厚Q345qD桥梁结构用钢板的过程。通过试验最终确定微合金元素化学成分设计、32 t锭模浇注、TMCP轧制工艺及正火热处理工艺,成功地开发出了130 mm特厚保二级探伤、保力学性能的Q345qD桥梁结构钢板。     

600 MPa低硅Nb-Ti微合金化优质3.5 mm热轧双相钢板的开发

通过真空感应炉熔炼和浇铸的50 kg锭锻成40 mm×150 mm坯和热轧成10 mm板以及热模拟试验研究了开发的低硅Nb-Ti微合金化双相钢(/%:0.082C,0.15Si,1.20Mn,0.010P,0.002S,0.020Nb,0.015Ti,0.045Al,0.0035N)静态和动态连续冷却转变(CCT)曲线、组织(11%马氏体+89%铁素体)和力学性能(抗拉强度682 MPa)。并通过铁水脱硫-260 t BOF-LF-RH-230 mm×1300 mm连铸-热轧工艺试制了低硅双相钢(/%:0.075C,0.15Si,1.16Mn,0.012P,0.003S,0.016Nb,0.015Ti,0.033Al,0.0043N)3.5mm板。结果表明,精轧出口温度810℃,水冷至700℃,空冷4.5 s,卷取温度150℃时,该钢的组织为15%马氏体+85%铁素体,晶粒度12~12.5级,抗拉强度672~692 MPa,伸长率24.0%~28.5%,屈强比0.65~0.67,钢板冲压成塑性能优良,制造的轿车轮辐弯曲疲劳性能15×10⁴次。     

连铸坯成材大厚度高强钢S690QL的开发与研究

舞钢公司针对市场需求,通过优化合金成分设计、冶炼及浇铸工艺,同时匹配合适的轧钢及热处理工艺措施,最终采用连铸坯代替模铸钢锭成功生产出100~150 mm厚度规格S690QL钢板。钢板的强韧性匹配良好,探伤水平达到用户使用要求,工艺成本大幅度降低,满足了国内外工程机械行业对低成本大厚度S690QL钢板的需求。     

大厚度高层建筑用钢Q460GJC-Z35的研制

通过成分设计、轧制、热处理工艺设计,采用晶粒细化、固溶强化、析出强化等手段,对80、110mm的Q460GJC-Z35高强度钢板的研发工艺及过程进行试验设计。结果表明：通过Nb、V、Ti、Ni复合微合金化和控轧控冷、正火快冷（NAC）热处理相结合生产的模铸Q460GJE-Z35钢板具有晶粒细小、组织均匀,钢板屈服强度达到420~490 MPa,抗拉强度达到585~625 MPa,伸长率达到20%以上,0℃冲击功达到123 J以上,Z向断面收缩率大于35%,探伤达到1级探伤要求,实现了强度和韧性的良好匹配和较高的内部质量。