高成材率钢锭缺陷控制技术及其研究进展

钢锭凝固过程中将不可避免地产生各类缺陷,严重制约了钢锭成材率,直接影响后续加工工艺和最终产品质量。抑制缺陷形成、探索创新并有效改进模铸工艺对提高钢锭成材率具有重要意义。通过探讨和分析关于提高钢锭成材率的研究现状和最新进展,包括锭型设计、工艺参数优化、先进铸造技术等,展望了多相流动控制、微观结构调控和冷却速率精准管理等未来模铸与凝固技术研究发展方向,为实现高成材率钢锭的稳定生产提供了合理化建议。

H11Mo模具钢电渣锭补缩工艺应用研究

张宣科技特材研制公司新开发H11Mo模具钢,但电渣锭头部的渣沟与缩孔较深,自耗电极剩余多。有必要分析电渣重熔热封顶阶段自动控制补缩工艺的不足,提出适合、有效的补缩工艺控制新方式。经实践验证,生产问题得以解决,切损量减少,成材率提高。

大型钢锭模铸造工艺的改进

针对以往大型钢锭模铸件内壁极易出现粘砂、夹砂、气孔、外表面极易有砂眼、缩孔及"胀肚"等缺陷,提出了大型钢锭模铸件铸造工艺的改进措施,使该铸件一级品达80%以上,废品率为零。

大型塑料模具用钢锭凝固和内部缺陷的数值模拟研究

用数值模拟方法研究了45 t制造塑料模具用大型钢锭的凝固过程,预测内部偏析和缩孔、疏松的分布情况,与实际钢锭和锻件内部质量比较,证明了模拟结果的合理性,因而表明,可以采用数值模拟的方法优化大型铸造钢锭结构,改进钢锭内部质量,节约生产成本。

提高中锰低硅钢锭模质量研究

通过800 ℃加热,2 h保温、空冷,模拟钢锭模的浇钢使用过程,测定了两种材质钢锭模加热和冷热循环10次～40次的冷热疲劳金相组织,以及铁素体含量和脱碳层厚度的变化.从而确定了中锰低硅钢锭模的最佳成分、Mn/Si比值以及相应的金相组织.

模底砖孔径影响大钢锭浇注及凝固过程的数值模拟

运用模拟软件ProCAST模拟了25t大钢锭的浇注及凝固过程,考察了模底砖孔径对钢水流场的影响。结果表明,随着模底砖孔径的增大,钢水的出口速度将减小,导致液面凸起的高度减小,液面趋于平稳。孔径为0.12m时,液面钢水的水平流速较小,较原工艺能更好地防止卷渣。改变模底砖孔径不会使温度场发生明显变化。

锻轧复合用途5.5～7t钢锭模的研制

锻轧复合用钢锭模是一种高效率、低成本、用途广的钢锭模,基于钢厂大量方锭生产经验并依据钢锭模设计原理对钢锭锥度、高宽比、帽容比、锭模厚度等参数进行设计,开发了锻轧复合用5.5~7 t方锭钢锭模。生产实践表明,采用设计参数为3.8%锥度、2.0~2.5高宽比(可调节式帽口)、12.5%帽容比、上薄下厚式壁厚(上部150mm,下部175mm)的钢锭模,钢锭质量提升效果明显,锻造成材率由原83.0%提高到85.0%。

钒钛蠕铁及其在钢锭模上的应用

钒钛蠕墨铸铁是一种新型的工程结构材料,用钒钛蠕铁制造钢锭模具有良好的综合性能。本文叙述了钒铁蠕铁的特点、性能,并从原理、性能上与其他材料进行了对比。

钢锭模材料现状及发展趋势

介绍对钢锭模材料的要求,并叙述钢锭模的材料中各种元素、冶铸条件以及工作面质量等因素对其使用寿命的影响。认为:加入合金元素稳定珠光体组织是提高灰铸铁钢锭模使用寿命的重要途径,而RE可提高钢锭模的抗氧化能力、改善钢锭模的力学性能。另外,介绍了国内外蠕墨铸铁钢锭模的发展情况,由于其常温力学性能、高温抗氧化生长和耐热疲劳性能均优于灰铸铁钢锭模,因此具有良好的发展前景。

用数值模拟优化大型蠕铁钢锭模工艺设计

采用SolidWorks三维造型软件设计了钢锭模初始的铸造工艺,利用华铸CAE进行充型过程和凝固过程模拟,分析可能产生铸造缺陷的位置及类型;对铸造工艺进行改进后,再次进行数值模拟计算,实现虚拟试铸。模拟结果表明,改进后的工艺预测能有效地防止夹渣冲砂、缩孔、缩松等缺陷。

水玻璃砂铸造钢锭模内表面质量的改善方法

介绍了采用水玻璃砂型铸造钢锭模的工艺流程,并从混砂、造型、刷涂、烘干、合箱、浇注、拆箱、精整及热处理工艺等方面提出了生产过程中的控制要点,并阐述了4~5 t钢锭模的生产情况:型砂采用30~70目石英砂与水玻璃混砂配制,50~70目砂占总砂量的47.8%,水玻璃加入量为8.5%,采用下排气的方式进行生产,砂型烘干温度控制为180±5℃,保温2 h,合箱后浇注,清砂后进行检查,检测结果发现铸件内壁光滑,无结疤、夹渣等缺陷,满足使用要求,已使用87次,仍完好无损。

数值模拟在大钢锭制造中的应用

针对现有600 t级钢锭模结构,通过理论分析建立了适合低压转子用大钢锭凝固过程中传热及宏观偏析的数学模型。采用有限元数值模拟方法,利用Procast商业软件及自编专用程序分析了钢锭模的冷却条件、高径比、锥度对凝固过程温度分布、缩孔疏松及宏观偏析的影响规律。模拟结果及生产实践表明:现有600t级钢锭模结构比较合理,且数值模拟计算能够为生产提供理论依据与指导。

下注转子钢锭模的设计与研究

介绍了下注转子钢锭模的理论设计依据、参数选取、关键参数计算方法。随着钢水洁净度的不断提高,可以通过选取合适的工艺参数降低钢锭冒口占比,从而提高钢锭利用率。利用钢锭锭身体积、冒口体积计算经验公式,并结合SolidWorks软件对体积计算进行验算。

35t空心钢锭的制造

介绍了35 t空心钢锭外模的选取,芯筒结构形式的设计,冷却介质压缩空气参数的选择,底盘的设计及浇注工艺参数的制定。根据这一系列研究结果,成功生产了空心钢锭,为今后大规格空心钢锭的研发奠定了基础。

大型钢锭模失效原因分析

介绍了大型钢锭模材质的选用,分析了大型钢锭模的失效过程,以及影响大型钢锭模使用寿命的因素。针对大型钢锭模的失效问题,制定了原因分析方案,进行了化学成分和金相组织分析,确认龟裂处和纵裂纹处碳、锰、硅元素含量较原始组织明显下降,片状石墨周围氧化严重,基体组织中珠光体几乎被全部分解。

钢锭的碳偏析控制

分析了钢锭产生碳偏析的机理,模铸保护渣的理化指标对钢锭质量的影响。通过调整保护渣成分,减小固体碳的含量;优化冶炼浇铸工艺,钢锭的碳偏析由0.03%~0.06%降至≤0.025%,对改善钢锭的碳偏析有明显效果,产生了显著的经济效益。

太重热加工易地迁建的对标分析

通过对“对标”的解析,对同行业相关企业的炼钢、真空铸锭、铸钢铸型、锻造、热处理等工艺装备分别进行了对比分析,为太原重工易地迁建大中型铸锻件产品规划,提出了切实难能可贵的参考建议。

高成材率模具钢用轧制锭的优化设计及生产实践

我国高附加值模具钢的成材率一直落后于世界先进水平。本文在对国内某厂生产模具钢成材率偏低的问题进行理论分析之后,通过采用矩形断面、大高宽比与锥度、减小帽容比、优化尾部形状与轧制规程等优化设计,在保证质量的前提下,使模具钢的成材率提高到了83.51%。

8.4t钢锭冒口保温效果优化与改进

针对中碳合金钢轧材超声波探伤合格率偏低的问题,采用数值模拟方法分析了8.4 t钢锭充型过程流场和凝固过程固相分数,并对钢锭内部缩孔疏松缺陷进行了预测。计算结果表明:钢锭整个浇铸充型过程平稳,钢锭在顺序凝固过程中由于冒口补缩效果不良在锭身中上部中心部位易形成疏松、缩孔等缺陷,钢锭心部及向上延伸至冒口部位,孔隙率为1.6%~2.0%。通过改进8.4 t钢锭冒口绝热板材质,绝热板密度由1.07 g/cm^3降低至0.67 g/cm^3,绝热板厚度由45 mm增加到60 mm,采用发热剂+保温剂工艺,冒口增加保温剂1.0 kg/t等措施,强化了钢锭冒口轴向与径向保温效果,保证钢锭凝固时有充足的液态钢水进行补缩,改善了钢锭的内部质量,250 mm×250 mm、280 mm×280 mm轧材探伤合格率分别提高1.19%、6.73%。

以轧代锻Q345B模铸厚板的试制

介绍了采用模铸锭轧制符合锻件探伤标准的245mm厚的Q345B钢板的试制过程,通过合理地设计化学成分,采用合理的洁净钢冶炼工艺、先进的水冷锭模浇注工艺及轧制高温大压下、轧后堆垛缓冷、正火等一系列工艺,使生产出来的钢板内部质量良好,不仅符合一般轧板探伤标准Ⅰ级探伤要求,而且达到锻件探伤Ⅱ级标准要求,同时各项力学性能也符合国家标准要求。