莱钢150 mm×150 mm连铸坯生产20CrMnTiH齿轮钢的工艺实践

莱钢特殊钢厂采用20 t电弧炉-LF(喂丝)-3流150 mm×150 mm方坯连铸-热轧工艺生产Φ40 mm 20CrMnTiH齿轮钢材.冶炼成分控制为(%)0.19～0.21C, 0.17～0.30Si, 0.92～1.02Mn, 1.10～1.23Cr, 0.05～0.07Ti,0.015～0.035Al,连铸钢水过热度20～30 ℃,连铸速度1.4～1.6 m/min,二冷比水量0.5～0.6 L/kg.根据111炉检验结果统计分析可得,Φ40 mm钢材疏松≤1.5级,偏析0.5级,J9(HRC)30～40,J15(HRC)22～35,满足标准要求.     

齿轮钢20CrMnTi方坯凝固过程传热数值模拟

基于薄片移动边界法建立200 mm×200 mm方坯凝固过程传热数学模型,通过商业软件ProCAST对方坯20CrMnTi的温度场进行数值模拟,计算出了热物性参数.将工业现场实测的铸坯表面温度与模拟结果进行比对分析,其误差在工程误差允许范围(5％)内,因此,本数学模型能够较准确地反映现场的实际生产情况.在此模型的基础上讨论了不同过热度、拉速、二冷水量对方坯表面温度、中心温度、中心固相率及液芯长度的影响,对连铸工艺参数的优化提供有效指导.     

优化连铸工艺改善SWRH82A钢150 mm x 150 mm 铸坯中心碳偏析实践

 为了减轻SWRH82A钢150 mm x 150 mm铸坯中心碳偏析,进行了拉速(1. 9 ~2. 3 m/min)、二冷比水 量(0. 75 ~ 1.24 L/kg)、过热度(25 ~38 °C )、结晶器电磁搅拌强度(300 - 350 A)和末端电磁搅拌强度(300 - 470 A) 连铸工艺参数试验。结果证明,合理控制拉速1.9-2.0 m/min,钢水过热度25°C 左右、比水量为1. 01 I7kg、结晶 器电磁搅拌强度为350 A/3 Hz、末端电磁搅拌强度为400 A/7 Hz时,铸坯中心碳偏析指数可以得到大幅改善,由原 来的1.21降为1.05。     

55钢150 mm x 150 mm连铸坯皮下裂纹分析与工艺改进

55钢(/%:0.52～0.60C,0.17～0.37Si,0.50～0.80Mn,≤0.035P,≤0.035S)的150 mm×150 mm连铸坯轧钢加热炉加热后存在表面纵向裂纹缺陷。采用金相显微镜对铸坯皮下裂纹缺陷进行分析,结果得出:由于二次冷却不均匀和有害元素Pb在晶界富集导致铸坯皮下产生细小裂纹并扩展长大。通过对二次冷却喷淋系统优化及降低钢水有害元素Pb含量,改善二冷段喷淋冷却效果,提高铸坯冷却均匀性,提高铸坯晶界强度,结果表明:铸坯缺陷明显改善,轧材一次探伤合格率从45%提高到93%。     

工艺因素对82B钢280 mm x325 mm铸坯凝固过程的影响

为模拟不同工艺条件下的连铸坯的凝固过程,采用有限元法模拟了82B钢连铸的凝固过程,获得280 mm×325 mm连铸坯的温度场。结果表明,随拉速从0.60 m/min增加到0.76 m/min,凝固时f_s=1处与f_s=0处皆后移,但中心凝固时间反而增加了9.8%。随过热度由15℃增加到50℃时,凝固末端f_s=1处同样后移,约后移1.1 m。根据模拟结果改进连铸工艺,当拉速从0.60 m/min增加到0.76m/min,增加轻压下工艺可改善低倍质量。     

GCr15 轴承钢 250 mm x 280 mm 铸坯至 138 mm x 150 mm坯粗轧数值模拟及工艺优化

生产Φ50～75 mm的GCr15轴承钢时,轧后棒材存在中心疏松缺陷。通过数值模拟研究,观察棒材心部等效应变的渗透情况,并对粗轧孔型工艺进行优化,将优化前一二道次的压下量从21 mm、58 mm分别增加到51 mm、85 mm,第三道次的压下量从60 mm减小到34 mm。等效应变值随着道次的增加,呈逐渐增大趋势,棒材中的拉应力在经工艺优化后变为压应力,变形均匀度也得到提升,促进了铸坯心部的变形,有利于中心孔洞的压合。工艺优化后轴承钢的探伤合格率由原93.25%提高到96.06%。     

20CrMnTi齿轮钢铸坯质量分析和连铸工艺优化

20ＣｒＭｎＴｉ钢连铸坯存在中间裂、角裂、非金属夹杂物和缩孔等缺陷 ,最高达 4级。尤其角裂出现频率高 ,轧后不能完全焊合。一直制约着该钢种连铸坯正常进入生产流程。为提高 2 0ＣｒＭｎＴｉ钢连铸坯质量 ,实现“连铸 连轧 (半连轧 )一火成材”工艺路线 ,充分发挥“超高功率电弧炉 二次精炼 连铸 连轧 (半连轧 )四位一体装备优势 ,降低生产成本。近年来做了多次试验性工作 ,2 0 0 0年连铸设备改造完毕后又进行了 3个阶段的试验 ,将连铸坯 1 55ｍｍ×1 55ｍｍ、1 80ｍｍ× 1 80ｍｍ连轧成规格为 (ｍｍ)Φ42、Φ50、Φ60、Φ65、Φ70、…     

连铸结晶器工艺参数对铸坯初始凝固的影响

本文通过对转炉厂3#连铸机结晶器技术改造小结，结合小方坯连铸结晶器工艺参数的制订，对一些影响铸坯质量的主要因素进行了研究，并按该连铸机原有的设备工艺条件，对连铸坯的初始凝固条件作了针对性的分析，提出了一些连铸结晶器工艺参数优化的依据。     

T12钢高压锅炉管150 mm x 150 mm连铸坯除鳞的工艺实践

分析了在邯钢现有装备下,含Cr、Ni、Mo等合金元素T12钢氧化铁皮不易除净的原因。通过对加热工艺参数优化试验、除鳞水箱喷嘴优化改造,选出了最优工艺方法以解决高压锅炉管铸坯除磷不净问题。经试验,150 mm×150 mm方坯加热时间控制在90～100 min,炉内残氧控制在2%以内,采取将相互干扰除鳞水环喷嘴封堵,喷射角度由原38°～40°减小至33°～35°等工艺,连铸坯除鳞后表面无氧化铁皮残留,成品无表面缺陷。     

合金元素对20CrMnTi钢凝固组织影响的模拟

 为了改善20CrMnTi小方坯的凝固组织,采用移动边界法先对20CrMnTi钢的温度场进行模拟,在此基础上,采用元胞自动机有限元法（CAFE法）对其凝固组织进行了数值模拟。当模拟结果与实际结果基本吻合时,进一步探讨了硅、铬、锰、钛等合金元素对20CrMnTi钢凝固组织的影响规律。模拟结果表明,在该钢号的合金元素规定范围内,适当减少硅元素的质量分数,能够提高铸坯中心等轴晶比例,使晶粒数目增加,晶粒平均半径减小。适当添加铬元素能够扩大铸坯中心等轴晶区,从而减小晶粒平均半径,增加晶粒数量。增加锰元素质量分数可以提高铸坯的中心等轴晶率。最后根据所得模拟结果对该钢种的合金元素进行调整,达到了扩大铸坯中心等轴晶区和细化晶粒的目的。     

60Si2Mn弹簧钢150 mm x 150 mm铸坯缺陷分析与工艺优化

针对60Si2Mn弹簧钢(/%:0.56～0.64C,1.50～2.00Si, 0.70～1.00Mn,≤0.025P,≤0.020S)的150 mm×150 mm连铸坯角部存在横向表面裂纹缺陷问题,通过采用金相显微镜和扫描电镜对铸坯角部横向表面裂纹缺陷进行分析及试验比对。结果表明：结晶器铜管锥度过大、拉坯阻力大、保护渣润滑效果差以及二次冷却不均匀导致角部产生横向表面裂纹。通过将结晶器铜管锥度从2.2 mm降到1.6 mm、保护渣熔化温度从1182℃降到1072℃、粘度从0.76 Pa·s降到0.52 Pa·s以及二次冷却比水量从0.45L/kg降到0.32L/kg等措施,降低铸坯在铜管内拉坯阻力,改善结晶器冷却传热和二冷段喷淋冷却效果,提高铸坯冷却均匀性,使得铸坯缺陷得到有效控制,铸坯表面探伤合格率从35%提高到92%。     

连铸工艺参数对SWRH82B钢160 mm x 160 mm坯中心碳偏析的影响

试验研究了结晶器电磁搅拌频率、拉速、过热度及二冷强度对SWRH82B连铸小方坯中心碳偏析的影响。研究结果表明,结晶器搅拌电流为300 A时,低电磁搅拌频率下铸坯中心碳偏析情况较好;拉速为1.8 m/min时,提高二冷比水量有利于改善中心碳偏析,但二冷比水量过高会加剧偏析;拉速为1.8 m/min时,二冷比水量为0.75 L/kg较为合适,拉速为1.9 m/min时,二冷比水量为0.8 L/kg是比较合适的;当过热度在20～30℃时,过热度对铸坯中心碳偏析的影响不大。     

短流程生产20CrMnTi齿轮钢

随着我国汽车工业的稳步发展 ,对齿轮钢的需求量越来越大 ,据权威部门预测 ,2 0 0 0年将达到 36～ 38万ｔ,其中 2 0ＣｒＭｎＴｉ占据 85%以上。五钢公司新建的 1 0 0ｔ电炉及ＬＦ ＶＤ二次精炼装置和连铸、连轧三位一体的短流程生产线 ,为生产高质量的齿轮钢提供了保证。 1 998年 3月份至今 ,短流程生产线生产的 2 0ＣｒＭｎＴｉ连铸坯已累计 55炉 ,铸坯量 540 0ｔ,成材 4 50 0ｔ,产品合格率 1 0 0 % ,本文仅就 1 40方连铸坯成材的生产情况进行分析。1　 2 0ＣｒＭｎＴｉ钢主要技术指标( 1 )化学成份 ( % ) :Ｃ 0 .1 8～ 0 .2 3,Ｓｉ 0 .1 7…     

20CrMnTi齿轮钢棒材热连轧有限元模拟

通过对棒材热连轧过程的分析,建立了20CrMnTi钢800~1150℃,变形量0~0.8,应变速率0~3 s^-1的Hensel-Spittel流变应力模型;利用LARSTRAN/SHAPE有限元软件模拟了20CrMnTi从200 mm×200 mm的方坯经8道次连轧为Φ90 mm圆棒的过程,分析了轧件在圆弧侧壁的圆孔型和直线侧壁的圆孔型下轧制过程中的应力场、应变场、温度场和轧制力及力矩的变化情况。模拟结果表明,轧件圆角部位等效应力、等效应变较大且温度较低,容易出现轧制质量缺陷;圆弧侧壁的圆孔型轧制圆钢时的精度略高于直线侧壁的圆孔型。     

鞍钢齿轮钢20CrMnTi炼钢工艺生产实践

鞍钢股份有限公司炼钢总厂在冶炼齿轮钢20CrMnTi的过程中,采取了转炉钢水扒渣、LF精炼强脱氧剂脱氧、VD深真空与软吹相结合、低过热度和低拉速浇注等工艺措施,20CrMnTi齿轮钢的成分、全氧含量、带状组织、淬透性等均满足标准要求。