150 mm×150 mm方坯连铸二次冷却工艺的优化

石横特钢厂由R9 m 4机4流连铸机连铸150 mm×150 mm碳素和合金结构钢、高碳钢和焊条钢.通过优化二冷段工艺,将0.5～0.8 MPa水压、0.80～1.30 L/kg比水量和3段手动水冷工艺分别改成0.20～0.30 MPa水压、0.25～0.75 L/kg比水量和4段自动(水+气)水冷工艺后,杜绝了中间裂纹和鼓肚缺陷,并使脱方、缩孔、疏松缺陷降低了50%～80%.

160 mm×160 mm连铸坯结晶器电磁搅拌对钢液流场影响的数值模拟

采用数值模拟方法对比研究了160 mm×160 mm铸坯电磁搅拌参数对钢液搅动和结晶器内流场的影响。结果表明,在频率(1.0~5.0 Hz)条件下,磁感应强度随着频率的增大而减小,且变化量较大。钢液内电磁力沿圆周方向对称分布。在电流(200~500 A)条件下,磁感应强度随着电流的增大而增大。结晶器内半径方向上电磁力波动较大,存在多个波峰,波峰最大的位置都在距结晶器铜管15 mm处,与搅拌电流的大小无关,电磁力随电流的增大而增大。小方坯结晶器电磁搅拌频率应控制在3~4.5 Hz,电流大小应控制在300~500 A。

利用射钉法测量240mm×240mm铸坯凝固坯壳厚度及工艺优化

利用射钉法测定了连铸机生产240mm×240mm断面35CrMoA、20CrMoA、GCr15、60Si2MnA四个钢种的铸坯凝固坯壳厚度,并根据凝固定律计算了其液相穴长度和综合凝固系数;针对240mm×240mm方坯选择固相率0.70、0.75进行计算得出F-EMS在不同拉速条件下的电磁搅拌位置,分析了工艺参数对连铸机凝固系数的影响,提出的工艺优化措施为:改变电磁搅拌位置,F-EMS位置修正为根据高碳钢GCr15、60Si2MnA来安装,35CrMoA,20CrMoA,GCr15和60Si2MnA四钢种拉速值分别调整为0.80、0.81、0.78、0.80 m/min。工艺优化后铸坯质量得到明显改善,中心偏析级别≤0.5合格率由原来≤40%提高到100%,中心疏松级别≤1.5合格率由原来≤50%提高到≥90%。

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。

15CrNiMn钢方框偏析的改善对轧材力学性能的影响

从连铸410 mm×530 mm大方坯的方框偏析改善角度,对开坯后的等轴晶区进行归方控制,改善组织均匀性,最终提高轧材的力学性能。通过有限元仿真模拟技术以内部质点跟踪方式对15CrNiMn钢连铸大方坯粗轧过程进行轧制工艺优化后的验证,结果表明,在心部所截取的四个质点在变形过程中没有偏离钢坯中心,并形成近似方形形貌分布在钢坯横截面上。在实际生产验证下,开坯后的中间坯形成近似方形的等轴晶区,后续轧制工艺不变的情况下,最终不仅改善了连铸坯内部方框偏析,而且提高了轧材的力学性能。

合金工具钢S2盘条的开发

通过80 kg真空感应炉试验及Gleeble 3800热模拟试验机测试了连续冷却相转变(CCT)曲线,设计了S2钢的化学成分(/%:0.63~0.69C,1.00~1.20Si,0.40~0.60Mn,0.20~0.40Cr,0.40~0.50Mo,0.15~0.25V,0.10~0.30Ni,0.010~0.030Nb,≤0.015P,≤0.010S),并进行120 t BOF-LF-VD-300 mm×390 mm方坯连铸-开坯-高线轧制-斯太尔摩控冷流程的工业性生产。通过铁水脱硫,铁水硫含量≤0.010%,BOF终点[C]0.10%~0.30%,[P]≤0.012%,钢水终点温度1 620~1 660℃,BOF出钢采用Si-Mn预脱氧,LF精炼渣(/%:8~10 MgO,44~45 CaO,5~10 SiO_2,25~35 Al_2O_3),LF精炼结束喂钙线,连铸钢水过热度≤25℃,拉速0.65 m/min和轧制控冷等工艺措施,成功开发了合金工具钢S2盘条。检验结果表明,Φ8 mm热轧盘条奥氏体晶粒度为8.5~9.0级,脱碳层厚度≤0.5%D,热轧盘条HRC硬度值50,同卷HRC硬度值波动小于6,各项性能满足技术要求。