易切削钢AISI 1215铸态硫化物形貌尺寸分布特征研究

对易切削钢AISI 1215铸坯中的夹杂物形貌、尺寸进行观察和统计,结果显示铸坯边缘区域为Ⅰ类MnS,中心区域为Ⅱ类MnS.根据Uhlmann的凝固前沿夹杂物析出模型以及铸坯化学成分分析,认为冷却速度和硫元素偏析对MnS夹杂形貌和尺寸分布有着重要影响,冷却速度越快,越易形成Ⅰ类MnS,硫元素偏析越严重越有利于形成Ⅱ类MnS.     

非调质钢中MnS分布对轧材横向塑性的影响

为了探究实际生产中非调质钢轧材横向塑性波动较大的原因,利用电子显微镜对比研究了连铸坯、轧材和拉伸试样断口中MnS夹杂物形貌及其演变行为,并对轧材横纵截面MnS夹杂物的尺寸、数量以及分布特征进行定量化表征,发现MnS夹杂物的分布特征是影响轧材横向塑性的关键。MnS夹杂物聚集分布,拉伸试样在受力过程中大量微裂纹在局部同时萌生,导致试样提前断裂,形成木质状的断口形貌,轧材表现出较差的横向塑性。当MnS夹杂物分布较为均匀时,拉伸试样受力相对均匀,应力集中小,轧材横向塑性较好。轧材中MnS夹杂物的分布行为主要取决于铸态下MnS夹杂物的形貌。减少铸态下II类树枝状MnS数量,是改善最终轧材横向塑性的关键。     

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。     

F45MnVS非调质钢中硫化锰夹杂物特性控制的研究

分析了改进前120 t LD-LF-RH-240 mm×240 mm CC工艺生产F45MnVS非调质钢中硫化物夹杂形貌、尺寸、数量密度等特性。通过采取以下改进措施：(1)转炉出钢过程脱氧铝锭加入用环绕钢液冲击区域分时段、分批次方式;(2)使用不含有MnS夹杂物的低碳低硫锰铁等合金辅料;(3)LF精炼过程S线喂入分批次加入等。试验结果表明：改进工艺后,LF、RH、中间包、铸坯以及轧材所有钢中硫化物夹杂的尺寸均有所降低,铸坯边缘、铸坯1/4处以及铸坯中心的大尺寸(>5μm)夹杂物数量密度分别由改进前的35、83、51个/mm²下降至改进后的24、57、39个/mm²,降幅分别达到31.43%、31.33%、23.53%。改进后轧材中细系和粗系夹杂物评级均有所改善,夹杂物长宽比为0～3的比例由改进前的63.07%增加至改进后71.23%。     

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。     

超低碳钢AISI 1006铸坯夹杂物的分布及工艺改进

为研究90 t BOF-RH-LF-CC流程生产的超低碳钢AISI1006夹杂物控制情况,通过对200 mm×200 mm铸坯横断面不同位置夹杂物进行统计分析,结果表明：钢中小颗粒夹杂占比较大,尺寸5～10μm的夹杂物占比达到91.0%,10～13μm的占比3.6%,13μm以上占比5.4%。尺寸较大夹杂主要分布于铸坯中心。在铸坯1/4边长处夹杂物分布最多,其次是近中心处,铸坯近表面处夹杂物最少。铸坯内夹杂物主要为Al₂O₃、Al₂O₃·CaO·(CaS·MnS)、Al₂O₃·CaO·MgO·(CaS·MnS)、MgO·Al₂O₃·(CaS·MnS)复合夹杂物,为内生夹杂物。开展工艺优化改进,RH高真空保持时间控制在15 min以上,LF精炼做好脱氧造渣及脱硫,精炼时间控制在90 min以内,精炼终渣碱度在6～7,出站前喂入硅钙线进行变性处理,软吹时间控制在25 min以上,连铸做好保护浇注,中间包开大氩气流量吹...     

Q345R抗酸钢120 t BOF-LF-RH-260 mm×2070 mm CC冶炼工艺实践

分析了"BOF-LF-RH-连铸"生产Q345R抗酸钢的工艺和不同的钙处理方式对钢Ca/S、夹杂物的影响,以及低过热度结合动态轻压下浇铸对铸坯低倍质量的影响。研究表明:采用"LF+RH+钙处理"工艺冶炼,可提高钢中Ca/S,降低钢中A类和B类夹杂物尺寸。RH真空后进行钙处理,成品钢板中出现2.0级的Ds类夹杂,延长钙处理后软吹时间,可减少该类夹杂的尺寸和数量。采用LF/RH双步钙处理工艺,RH钙处理后软吹时间16～20 min,可达到钢板B类、Ds和D类夹杂尺寸控制在≤1.0级,A类和C类夹杂尺寸控制在≤0.5级。利用5～12℃过热度结合动态轻压下技术浇铸,铸坯低倍评级中心偏析达到C类1.0级,各元素偏析度较低。采用该工艺,可实现Q345R抗酸钢成分、夹杂物、低倍质量满足标准要求。     

Q345R 抗酸钢 120 t BOF-LF-RH-260 mm x 2 70 mm CC冶炼工艺实践

分析了"BOF-LF-RH-连铸"生产Q345R抗酸钢的工艺和不同的钙处理方式对钢Ca/S、夹杂物的影响,以及低过热度结合动态轻压下浇铸对铸坯低倍质量的影响。研究表明:采用"LF+RH+钙处理"工艺冶炼,可提高钢中Ca/S,降低钢中A类和B类夹杂物尺寸。RH真空后进行钙处理,成品钢板中出现2.0级的Ds类夹杂,延长钙处理后软吹时间,可减少该类夹杂的尺寸和数量。采用LF/RH双步钙处理工艺,RH钙处理后软吹时间16～20 min,可达到钢板B类、Ds和D类夹杂尺寸控制在≤1.0级,A类和C类夹杂尺寸控制在≤0.5级。利用5～12℃过热度结合动态轻压下技术浇铸,铸坯低倍评级中心偏析达到C类1.0级,各元素偏析度较低。采用该工艺,可实现Q345R抗酸钢成分、夹杂物、低倍质量满足标准要求。     

钢中不同氧含量对含S钢的MnS夹杂物影响

采用ASPEX自动扫描电镜,分析对比不同氧含量对钢中MnS类夹杂物的组成和形貌的影响。对比结果表明:当钢中氧含量处于高水平时,MnS夹杂物在整个含MnS类夹杂物中所占比例为70.89%,含MnS类夹杂物的尺寸指数为1.98;当钢中氧含量处于低水平时,MnS夹杂物在整个含MnS类夹杂物中所占比例为93.84%,含MnS类夹杂物的尺寸指数为4.5,夹杂物的外观由椭圆型转变为细长型。     

大方坯连铸42CrMoAH钢皮下夹杂物控制

 针对苏钢42CrMoAH钢大方坯（260mm×340mm）浇注存在的铸坯皮下夹杂物问题,分析了夹杂物的主要类型及其来源,研究了精炼渣组成对钢洁净度的影响,同时讨论了连铸工艺条件对铸坯皮下40mm以内的夹杂物数量、尺寸、组成的影响。研究表明：铸坯中的夹杂物主要来源于以A12O3为主的脱氧产物及以MnO·Cr2O3,FeO·Cr2O3等尖晶石类为主的二次氧化产物;由于精炼渣吸收A12O3夹杂物能力不足,再加上拉速低等因素导致结晶器内钢液上循环流弱,不利于脱氧及二次氧化产生的微小夹杂物在结晶器内碰撞聚合后上浮、排除,以致铸坯中尺寸为20~50μm的夹杂物达到总量的45%左右;采取提高精炼渣炉渣碱度、w(CaO)/w(Al2O3)值,及采用双侧孔型水口以加强结晶器内上循环流等措施后,铸坯皮下20~50μm的夹杂物降低了64%。     

冷却强度对超高硫中碳钢方坯凝固过程MnS生长的影响

 中碳超高硫易切削钢SAE144是兼具力学性能与切削性能的结构钢,用于制造汽车发动机密封阀件等,产品多采用转炉/电炉→LF精炼→连铸小方坯→线棒材热轧→冷拉及机加工成型流程生产,近年来市场热度稳步提升。若钢中MnS尺寸过大,零件加工使用过程易发生探伤不合、切削性能差、带状组织严重、力学性能各相异性显著,甚至拉拔加工断裂等问题。MnS夹杂物多在铸坯凝固后期形成,随着轧制与钢基体同步变形,控制该类钢种铸坯内MnS原始尺寸成为控制热轧材中MnS夹杂物形态及尺寸的最关键环节。为控制热轧超高硫中碳钢盘条中MnS夹杂物,利用钢坯凝固数值模拟、第二相析出理论、Ostwald熟化理论计算分析了160 mm2钢坯中硫元素偏析及MnS的生成、长大和熟化过程。计算结果表明,当固相分数f_s为0.446、硫微观偏析比达到2.19时,铸坯在凝固末期生成MnS。凝固过程中MnS的生长过程决定了钢坯中MnS颗粒的直径。理论计算表明,当连铸二次冷却水量固定为0.6L/kg时,拉速为1.6、2.1和2.6 m/min时,160 mm2方坯中心的MnS分别增长到30.6、32.2和34.6 μm,与实际测试结果一致。控制该类钢种线材中MnS尺寸的关键是提高二冷区的冷却强度,降低连铸拉速。基于该系列计算方法,提出了160 mm2钢坯中与MnS直径控制目标相匹配的连铸工艺参数控制范围。     

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。     

氩气保护ESR对EAF-LF-VD-CC冶炼的高速车轴钢DZ2轧坯质量的改善

采用EAF-LF-VD-Φ690 mm铸坯和EAF-LF-VD-Φ690 mm铸坯-Φ740 mm ESR锭两种工艺分别制备了250 mm ×250 mm高铁车轴用DZ2钢轧坯,并研究了其低倍组织、夹杂物、碳偏析、金相组织和力学性能.结果表明:相比于电弧炉流程工艺,电渣重熔工艺得到的DZ2钢轴坯中心疏松和一般疏松从0....     

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。     

303F易切削不锈钢Φ9.0 mm盘条的工艺开发与生产实践

易切削不锈钢盘条303F(/%:≤0.15C,≤1.0Si,≤2.0Mn,0.15～0.35S,≤0.045P,17.00～19.00Cr,8.00～10.00Ni,≤0.6Mo)的生产工艺流程为30 t EBT EAF-AOD-LF-150 mm×150 mm CC-高速线材轧制Φ9.0 mm盘条。通过AOD还原熔渣二元碱度1.0～1.4使硫铁中硫的回收率达到70%以上,LF精炼≤45min,能有效防止[S]的流失。连铸钢水过热度30～40℃,二冷比水量0.28～0.32 L/kg,选用特定保护渣,能有效的避免絮流,铸坯表面质量良好,连铸坯低倍中心疏松≤2.0级,中心偏析≤2.0级,锭型偏析≤2级,无气孔缺陷。开轧温度1 230～1250℃,终轧温度≥1050℃,进行关水轧制,能有效避免轧制头部开裂。结果表明,303F 钢中硫化物夹杂级别为2.5～3.0级,以MnS夹杂为主。盘条抗拉强度650～670 MPa,晶粒度11～12级,HBW硬度值180～195,车屑呈银灰色的断屑。     

120 t BOF-LF-CC流程生产20CrMo齿轮钢的工艺实践

Φ12~32 mm 20CrMo齿轮钢(/%:0.19~0.23C,0.48~0.58Mn,0.24~0.28Si,0.009~0.015P,0.003~0.012S,0.87~1.08Cr,0.17~0.18Mo,0.024~0.046Als)的生产流程为铁水脱硫-120 t顶底复吹转炉-LF-软吹-200 mm×200 mm方坯连铸-连轧工艺。结果表明,通过控制铁水[S]≤0.030%,BOF终点[C]≥0.08%,终点[P]≤0.012%,转炉出钢加0.6~1.0 kg/t铝块预脱氧控制LF精炼渣碱度3.5~5.0,连铸钢水过热度20~30℃,拉速1.1~1.4 m/min,开轧温度1 060~1 100℃,终轧≤900℃等工艺措施,钢中全氧含量为12.5×10^-6~22.5×10^-6,氮含量33×10^-6~40×10^-6,热轧材中心和一般疏松0.5~1.0级,热顶锻和力学性能满足标准要求,淬透性带宽△J₉ HRC值3.0,△J₁₅HRC值4.2。     

GCr15轴承钢220 mm×220 mm连铸坯生产Φ55～70 mm棒材的工艺开发

开发了100 t DC EAF+LF+VD-220 mm×220 mm坯连铸-横列式轧机轧制工艺生产φ55～70 mm GCr15轴承钢材。工艺试验结果表明,当连铸时钢水过热度≤35℃,轧制压缩比为12.58～20.38时,220 mm×220 mm连铸坯的加热时间≥8 h,轧制的GCr15轴承钢φ55～70 mm成品轧材中心疏松≤1.5级,带状组织≤1.5级,可以满足GB/T18254-2002标准要求。     

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。