SAE8640合金钢280 mm×325 mm连铸坯的高温力学性能

采用Gleeble 1500热模拟试验机对SAE8640钢280 mm×325 mm连铸坯(/%:0.41C,0.20Si,0.80Mn,0.005S,0.014P,0.46Cr,0.43Ni,0.21Mo,0.043Alt,0.001 10,0.005 4N)的550~1 200℃力学性能进行了测定,并应用扫描电镜观察了拉力试样的断口形貌。结果表明,SAE8640钢有明显的3个脆性区:Ⅰ脆性区>1 200℃,Ⅱ脆性区950~1 000℃,Ⅲ脆性区650~750;该钢950~1 000℃的断面收缩率为60%,拉伸断口为脆性河流状花样,应避免在该温度范围进行轧制,该钢650~750℃的断面收缩率≥65%,拉伸断口为韧性断裂,可满足连铸坯矫直时塑性的要求。

连铸-开坯生产流程325mm×280mm轴承钢铸坯温度变化的数值模拟

通过数值模拟和现场实测的方法研究了在连铸、保温输送、堆垛冷却、加热炉加热等工艺过程中325mm×280 mm GCr15轴承钢连铸坯温度的变化。结果表明,铸坯在出拉矫机后的单辊道输送过程不同部位的冷却速率差异较大(角部10℃/min、表面7.1℃/min、芯部4.6℃/min),而在保温车输送过程(角部4℃/min、表面2.9℃/min、芯部1.67℃/min)及堆垛冷却期间不同部位的冷却速率差异较小,因此缩短在连铸机尾部的停留时间有利于防止因冷却不均产生微小裂纹。热送热装较冷装工艺可使铸坯的加热时间减少20 min。

工艺因素对82B钢280mm×325mm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0.76 m/min,增加轻压下工艺可改善低倍质量.

380mm×280mm大方坯连铸结晶器电磁搅拌的数值模拟

利用有限元分析软件,建立了380 mm×280 mm大方坯结晶器电磁搅拌的三维数学模型,系统研究了电磁搅拌工艺参数(电流250～500 A,频率1.5～3.0 Hz,结晶器铜板厚度34～40 mm)对结晶器内电磁场的分布影响。结果表明,结晶器内磁感应强度沿铸流轴向呈"两端小、中间大"分布;电流从350 A增大到500 A,搅拌器中心的磁感应强度呈线性递增;频率由1.5Hz增大到3.0Hz,搅拌器中心磁感应强度仅减小0.001 5 T;随着结晶器铜板厚度的增大,铸坯宽面、窄面和角部的磁感应强度都减小。在实际连铸U71Mn重轨钢中,电流应该维持在400 A以上。

弧形连铸机生产S355NL/Q355NE钢Φ1200 mm连铸圆坯的工艺实践

Φ1200 mm S355NL/Q355NE钢(Ceq 0.38~0.41)连铸圆坯的生产流程为100 t KR-BOF-LF-RH-R18 m连铸。采用全保护浇注、精确冷却工艺、三段式电磁搅拌、缓冷工艺等技术措施,过热度控制在15~45℃,拉速为0.14~0.20 m/min,电磁搅拌300 A/2 Hz,二冷比水量0.20 L/kg,圆坯入坑缓冷时间≥72 h,出坑温度≤300℃。检测结果表明,[O]≤0.0018%、[H]≤0.00008%;铸坯中心疏松≤1.5级、中心裂纹≤1.5级、缩孔≤0.5级;全截面碳含量极差≤0.07%;圆坯成分、低倍、表面均满足标准要求。圆坯经用户锻造成壁厚450~550 mm的风电法兰后,夹杂物、力学性能、内部探伤等质量指标检测结果,完全符合技术规范及用户使用要求。

U75V重轨钢280mm×380mm连铸坯加热工艺的试验研究

在钢厂利用Thermophil STOR测试系统(黑匣子)进行步进式加热炉内U75V重轨钢280 mm×380mm铸坯加热过程温度跟踪,并用Origin软件进行数据处理,得出铸坯加热温度、升温速度、表面与中心温差等曲线。结果表明,铸坯平均加热温度为1220℃,当在炉时间超过180 min,应降低均热段控制温度约20℃;炉内水梁对铸坯下表面温度影响较大,应控制均热段下部温度较上部温度高20℃;在目前加热工艺下,重轨铸坯出炉时内外温差(厚度方向)控制在20℃以内,铸坯温度在1 200℃以上,能满足重轨生产要求。

超大规格Ф1000 mm连铸圆坯Q355NE生产实践

主要介绍超大规格Ф1 000 mm连铸圆坯的生产情况,对连铸圆坯进行各项检测,并跟踪客户使用大规格圆坯锻造辗环后的成品法兰的各项指标检测情况,最终成功开发出超大规格风电法兰用Q355NE连铸圆坯。

多孔水口对轴承钢280mm×325mm铸坯结晶器钢液流场和温度场的影响

采用数值模拟的方法对比分析了直通式、四孔式以及五孔式水口对GCr15轴承钢280 mm×325 mm坯连铸结晶器内钢液流场和温度场的影响。结果表明,当前常用的直通式水口对坯壳无冲刷,利于坯壳均匀生长,但钢液冲击深度大,在弯月面处速度小,不利于大方坯质量的提高。当采用四孔水口时,钢液热中心上移,钢液面处温度可提高8℃,钢液向上漩流增强,有利于降低结晶器内钢水过热及保护渣的熔化,但由于钢液对结晶器宽、窄面坯壳的冲刷致使冲击区域附近坯壳出现不同程度的零增长区域。当采用五孔水口时,除了钢液热中心上移,钢液向上漩流增强,由于侧孔钢液流速减小,对坯壳的冲刷减小,有利于保护渣的快速熔化、过热度的快速降低,坯壳的均匀生长,显著提高大方坯的质量。

基于有限元法对GCr15轴承钢280mm×325mm铸坯凝固组织的模拟与分析

基于有限元法按照二维凝固传热模型对拉速0.6m/min和0.5 m/min,钢水过热度30℃和10℃以及比水量0.25 L/kg和0.20 L/kg连铸的GCr15轴承钢280 mm×325 mm坯进行凝固组织模拟,研究连铸工艺参数对铸坯组织的影响。结果表明,当过热度由10℃增大到30℃时,铸坯等轴晶和混晶区域面积由70%降低到55%,过热度对铸坯凝固组织的影响非常显著;拉速由0.6 m/min降低到0.5 m/min,柱状晶平均增长6.5 mm,但是由柱状晶向等轴晶转变的过渡区域减小,可以减轻溶质元素在此区域的富集;将比水量由0.25 L/kg降低到0.20 L/kg,铸坯柱状晶和等轴晶区域没有明显的区别,所以降低比水量对铸坯凝固组织没有明显的影响。

Incoloy825合金280mm×325mm电渣重熔坯抽锭工业试验

试验了Incoloy825合金电极(/%:0.01C,0.21Si,0.41Mn,0.007S,0.019P,22.33Cr,39.08Ni,3.04Mo,2.14Cu,1.17Ti,0.17A1)由3t中频炉+3t AOD冶炼,并经抽锭电渣重熔成280mm×325 mm坯(/%:0.01C,0.21~0.23Si,0.40Mn,0.005S,0.023~0.024P,22.48~22.50Cr,39.10~39.13Ni,3.05~3.07Mo,2.14~2.15Cu,1.00~1.10Ti,0.15~0.18Al)。试验表明,Incoloy825合金方坯抽锭电渣重熔过程中,由于Ti烧损,渣中TiO_2含量不断增加,熔渣的粘度也不断上升,导致钢渣不易分离。通过改进抽锭电渣重熔渣系配比,采用(/%)57CaF_2,15CaO,5MgO,15Al_2O_3,5SiO_2,3TiO_2渣系以及控制电极熔化速度680kg/h,重熔过程加0.43kg/t铝粒以控制Ti烧损,使Incoloy825合金铸坯表面质量明显改善。

Q420C钢180mm×180mm连铸坯轧制角钢角部裂纹分析和工艺改进

电力铁塔用18 mm厚160角钢Q420C(/%:≤0.20C,1.00~1.70Mn,≤0.55Si,≤0.035S,≤0.035P,0.02~0.20V,≥0.015Als)的冶金流程为80 t BOF-LF-CC-车制工艺。利用光学显微镜、SEM以及能谱分析仪对热轧角钢角部裂纹进行了分析,结果表明,裂纹周围存在脱碳层及铁素体膜,裂纹处发现S富集及在晶界析出的AlN破坏了钢基体的连续性;得出连铸振痕谷底的夹渣、成分偏析,热应力和弯曲矫直应力导致了角钢沿晶界开裂。通过降低[N]至0.008 0%,控制Als 0.017%~0.022%,Mn/S≥80,钢水过热度≥25℃,保护渣牯度0.73 Pa·s,矫直温度≥950℃等工艺措施,使连铸坯的优质品率由原25.78%提高至85%,有效地降低了角钢角部裂纹的发生。

结晶器保护渣对300mm×360mm低碳钢连铸坯表面质量的影响和成分优化

钢厂使用原保护渣[／％：25．64CaO，22．72Si02，5．69MgO，8．29A1202，11．87（Na20＋K20），5．49CaF2，5．10BaO]生产的300mm×360mm低碳钢连铸坯表面易产生网状裂纹。通过分析保护渣润滑性能与铸坯冶金质量之相关性和研究碱度、MgO和A1。0，对保护渣熔点的影响，CaF2和碱土金属化合物含量对保护渣粘度影响，优化了保护渣的成分E／％：22．06CaO，23．63S102，4．76MgO，8．29A1203，11．90（Na20＋K20），2．32CaF2，4．18BaO]，应用结果表明，使保护渣液层的厚度由原保护渣的6—7．5mm提高到7—10mm，完全消除了连铸坯的网状裂纹。

立式连铸高速钢W6Mo5Cr4V2 φ100mm坯的工艺试验

采用150 kg中频感应炉-150 kg过渡钢包在设计的中100 mm立式连铸机以结晶器振动频率1.2 Hz和振幅±3 mm,拉速0.4 m/min,二冷水压力0.2 MPa进行高速钢W6Mo5Cr4V2连铸试验,并测定了在不同工艺条件下高速钢莱氏体网的厚度和冷却速率。结果表明,与15 kg锭普通模铸高速钢W6Mo5Cr4V2相比,Φ100 mm立式连续铸造得到的高速钢铸坯低倍组织致密无缺陷,莱氏体网明显变薄,铸坯心部莱氏体网平均厚度≤16μm,晶粒明显细化;M2C和MC型碳化物的析出量增多,M_6C型碳化物的析出量减少,碳化物更加细小、均匀和弥散;铸坯边部的冷却速率为3.33×10^4K/s,r/2处为9.4×10^3K/s,心部为8.1×10^2K/s,冶金质量明显优于普通模铸。

Q345E低合金高强度钢Φ600mm连铸圆坯的生产实践

Q345E钢（／％：0．14—0．17C、0．20～0．30Si、1．28～1．38Mn、≤0．011P、≤0．005S、0．015。0．030A1、0．032～0．045V）大圆坯的生产流程为65tLD—LF—VD．Ф600mm圆坯cc工艺。通过出钢时滑板挡渣，加入预熔合成渣（／％：40—50CaO、≤9Si02、30—40A1203、3—7MgO、8—10A1）、钢芯铝、脱氧剂和合金，控制拉速0．22m／min，32t中间包钢水过热度（25±5）℃，恒液面900mm，全程保护浇铸和电磁搅拌等措施，试生产法兰用Q345E钢Ф600mm连铸圆坯。生产结果表明，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1．0级，碳偏析≤1．09，-50℃低温冲击功超过100J，完全满足标准要求。

260mm×300mm合金钢连铸坯质量控制集成技术的开发和应用

简述了莱钢50 t EAF-LF(VD)-CC流程中合金钢260 mm×300 mm连铸坯质量控制集成技术的开发和应用效果。通过合理的铸坯纯净度和全程保护浇铸,二冷动态控制的二冷工艺设备设计,工艺设备精度参数群优化,热装工艺的铸坯质量在线预报判定系统等控制技术的开发,提高了铸坯质量,钢材酸浸低倍检验合格率由2007年的97.50%提高到2009年的99.01%,铸坯合格率在99.92%以上,成材率由原来的96.50%提高到96.80%,铸坯热装率由45%提高到75%。

高碳钢150 mm×150 mm连铸坯堆垛缓冷对碳偏析的影响

高碳钢SWRH82B（0.81％C）盘条用于生产预应力钢丝钢绞线,其中网状碳化物是造成冷拔断裂的重要原因.试验了该钢150 mm×150 mm铸坯堆垛缓冷时间（0～48 h）对铸坯碳偏析和Φ12.5 mm盘条碳化物的影响.结果表明,直接空冷时的铸坯中碳含量的差值为0.116％,堆垛缓冷12,24,36,48 h后碳含量差值分别降至0.088％,0.080％,0.075％和0.076％,盘条中网状碳化物也相应降低;SWRH82B钢150 mm× 150 mm连铸坯堆垛缓冷24h,可以满足盘条冷拉工艺要求.

石油套管用钢37Mn5 Φ210 mm连铸圆坯凝固过程的数学模拟和工艺优化

在分析37Mn5钢（/％：0.34～0.39C,0.20～0.35Si,1.25～ 1.50Mn）凝固特性的基础上通过用ANSYS软件建立连铸圆坯凝固热-力耦合数学模型,对Φ210 mm连铸圆坯凝固过程进行模拟,分析了40 t中间包,拉速1.4 m/min,浇铸温度1 531℃时,二冷水比水量0.58 ～0.78 L/kg和各段配置对铸坯表面温度、坯壳厚度、液芯长度和表面应力的影响.模拟结果表明,比水量每增加0.1 L/kg,铸坯表面约下降18℃,试验比水量变化对出口坯壳厚度、液芯长度和表面应力影响不显著,但原工艺配水量0.68 L/kg下二冷0段和1段之间空冷部位出现高达185℃急速回温,最大应力达6.41×10^7 Pa,通过保持配水量0.68 L/kg不变,调整各段配水量使0～1段间回温降至123℃,最高应力降至4.53×10^7 Pa,铸坯裂纹基本消失,表面质量显著改善.

37Mn5钢Φ210mm圆坯连铸凝固影响因素的数学模拟分析

通过ANSYS软件建立了37Mn5钢Ф0mm圆坯连铸的传热模型，研究了在铸坯传热过程中铸机拉速1．3～1．5m／min，钢水过热度15°-60°，二冷比水量0．58—0．78L／kg对铸坯表面温度、凝固坯壳厚度和凝固终点位置的影响。结果表明，控制稳定的较低拉速、低过热度、较弱二冷比水量可有效地避免37Mn5钢中210mm铸坯裂纹的形成，提高铸坯的冶金质量。

280mm×380mm铸坯结晶器内钢水凝固与传热仿真研究

通过CFX4.4商用软件对280 mm×380 mm连铸坯结晶器内70L钢水流动传热、凝固过程进行了数值模拟,评估浸入式水口结构对结晶器综合冶金效果的影响。结果表明,随两侧孔浸入式水口插入深度和倾角的增加,坯壳厚度由宽面中心到角部逐渐减薄,但厚度比较均匀,高温区面积随之增大,位置下移;拉坯速度增加,宽面到窄面的坯壳厚度均有明显减薄。

55钢150mm×150mm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%。