150 MW级新兴生物质发电机组用Cr-Ni-Mo-V钢转轴锻件制造工艺研究

对于150 MW级Cr-Ni-Mo-V钢发电机转轴锻件的制造工艺要点进行阐述,通过采用下注单真空钢锭制造技术路线,对其主要热加工工序制造工艺进行研究以及产品试制,经过各项理化检验,转轴锻件的化学成分、力学性能等指标满足技术要求。

钢液钙处理过程有效钙硫比对303 t超大钢锭中硫化物形貌的影响

通过工业实验研究了钙处理对303 t的16Mn重型管板铸锭中硫化物形貌的控制.未钙处理的锻件缺陷主要分布在轴向上靠近顶部、径向上在距中心1/2以内位置,缺陷主要为大尺寸Ⅱ类MnS夹杂物.采用Micro-CT检测了铸锭顶部中心位置MnS夹杂物三维分布,夹杂物为长条状和片状,数密度为0.77 mm^(-3),最大直径为1370μm.在真空脱气后对钢液进行钙处理,钙处理不仅将钢液中原生Al_(2)O_(3)夹杂物改性为液态钙铝酸盐,并且钙会在钢液凝固和冷却过程中优于锰先与硫结合生成CaS.通过FactSage热力学计算得到,钙处理将MnS夹杂物的析出温度由1244.7℃降低至1227.9℃,同时减少了MnS夹杂物析出量.钙在改性硫化物之前先改性了钢中氧化物,因此提出了有效钙硫比Ca/Seff.用来表征钙处理对硫化物形貌的影响,Ca/Seff.的含义为改性硫化物的有效钙和钢中硫的原子浓度比,可以直接根据钢液的总氧T.O含量、总硫T.S含量和总钙T.Ca含量计算得到,此公式适用于硫质量分数小于30×10^(-6)的低硫钢.随着钢中Ca/Seff.增加,铸锭顶部硫化物长宽比逐渐减小.钙处理后钢中有效钙硫比Ca/Seff.应大于0.8,铸锭顶部硫化物平均长宽比小于1.2,CaS和MnS复合硫化物以钙铝酸盐夹杂物为核心析出,硫化物为球形且尺寸显著减小,此时钙处理改性铸锭中硫化物效果较好.

考虑气隙分布的超大宽厚比钢锭凝固过程数值模拟研究

扁钢锭的设计及其质量控制是制约“冶炼-铸锭-轧制”方法生产特厚板的关键,大宽厚比扁锭可不经开坯直接轧制,从而简化生产流程,降低生产成本。采用数值模拟的方法研究了超大宽厚比扁锭的气隙生长、凝固进程以及缩孔缺陷的分布。同时,分析了不同宽厚比和预起拱参数对铸锭凝固质量的影响。结果表明,当大宽厚比扁锭凝固时,扁锭宽面中部与宽面1/4位置的气隙厚度差可达1 mm以上,进而在扁锭内部产生两个热中心。随着宽厚比的增加,双热中心现象更明显,导致缩孔缺陷增多。此外,随着预起拱高度的增加,双热中心现象变得不明显,缩孔体积减少,当拱高为80 mm时,超大宽厚比铸锭质量良好。

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。

特殊钢模铸生产中钢锭模组合优化研究

针对特殊钢的生产特点,提出求解特殊钢模铸生产过程中的钢锭模组合优化问题的方法,该方法将钢锭模组合优化问题抽象为背包问题,并使用动态规划算法和递归回溯算法进行求解,能快速计算具有最优锻造比的钢锭模组合方案,还能计算所有满足要求的钢锭模组合,同时考虑了出钢量与电炉生产能力是否匹配的问题。通过对生产实例进行试验,验证了该方法的有效性,能够在一定程度上满足特殊钢企业的实际应用需求,对实际生产具有一定的指导意义。

铁路轴箱轴承用8620钢3 t钢锭轧制产品研发

针对中国铁路客车和货车轴箱轴承用钢主要使用电渣钢的现状,采用铁水+废钢→70 t电弧炉→LF→RH→3 t钢锭→均热坑→1350+750/650轧机轧制的流程生产规格ϕ60~ϕ120 mm 8620钢(质量分数/%:0.18~0.22 C,0.15~0.30 Si,0.75~0.95 Mn,0.45~0.65 Cr,0.45~0.70 Ni,0.15~0.25 Mo,≤0.020 P,≤0.015 S,0.020~0.050 Al)。通过控制出钢留钢留渣、炉后造渣和合金化,真空处理时间≥25 min,氩气弱搅拌,控制钢水过热度,全过程Ar气保护,模铸自动浇注,轧制后控制冷却等工艺措施,生产的产品宏观夹杂物检测含量≤10 mm/dm3,晶粒度8~8.5级,密度达到7.854 g/cm^(3),钢材各项指标满足标准要求。

316H钢电渣重熔过程氢含量控制措施及效果分析

为了降低电渣重熔过程中电渣锭的增氢量,以316H钢为研究对象,对自耗电极中的初始氢含量、渣料成分、空气湿度的影响进行了分析,并在此基础上提出相应的改进措施。改进实施后增氢量由原有的平均2.2×10^(-6)降至平均1.3×10^(-6)以下,其电渣锭中氢含量平均降低了0.9×10^(-6),降低率达到了41%,有效控制了电渣锭的增氢量。

用65 t模铸锭锻造9Cr2Mo辊轴的研制

采用重达65 t模铸锭,经合理策划冶炼、锻造、热处理工艺,成功研制9Cr2Mo辊轴锻件。冶炼优化浇注过程参数;锻造增加高温扩散,减小偏析,锻造过程压实锻透;热处理调质球化保证回火时间充足。锻件探伤合格,组织和硬度均满足技术要求。

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。

两种不同钢锭试制的Cr12W冷作模具钢大块碳化物研究

采用细高型710kg和粗矮型1.2t两种不同钢锭试制了Cr12W冷作模具钢(2~2.3%C、11~13%Cr、0.6~0.8%W),通过低倍、碳含量、金相分析,对其钢坯和钢材的大块碳化物进行了研究,结果表明:710kg钢锭的大块碳化物比1.2t钢锭严重,710kg钢锭的大块碳化物分布在锭身中部至头部的中心,最严重部位在距头部的1/4处,1.2t钢锭的大块碳化物分布在锭身中上部至头部的中心,最严重部位在距头部的1/8处;两种钢锭试制的∮32mm钢材的大块碳化物按JB/T7713标准评定,710kg钢锭的为5级,1.2t钢锭的为3级,采用1.2t钢锭试制可以满足≤3级供货要求。

H13钢电渣锭起弧端气孔产生原因与控制

H13模具钢是热作模具钢中应用最为广泛的材料之一。我国正处在模具钢产品飞速发展阶段,产品性能与国际先进企业相比存在较大差距,提高产品质量、降低生产成本、提高竞争力是模具钢企业发展的重中之重。张宣科技在完成特材产线建设后,将H13模具钢作为主研产品,但在研发过程中电渣锭起弧端内部出现气孔现象,气孔直径6~20 mm,数量较多且分布不均匀,无法满足下道工序对坯料钢锭的制备要求,只能通过切除电渣锭起弧端气孔后方可使用,造成了电渣锭起弧端切损大、成材率低、成本居高不下的情况。为此,张宣科技分析了H13模具钢电渣锭起弧端气孔产生的原因,对原辅料、设备、生产准备工艺进行筛查试验,找到了气孔产生的关键原因是氢含量高,并提出渣料烘烤、电极锭制备、设备设施干燥、优化起弧化渣工艺和渣系等措施。通过不断试验及生产工艺优化,彻底消除了H13模具钢电渣锭起弧端内部气孔缺陷,电渣锭产品质量得到大幅提升,电渣锭成材率提高近10%。

一体模钢锭轧制特厚SA387Gr11CL2钢板生产实践

以33.2 t一体模钢锭轧制的(120×1 720×13 570) mm规格SA387Gr11CL2钢板为对象,重点研究帽口端表面、内部质量、化学成分及力学性能。结果表明:轧制钢板帽口对应位置的表面质量良好,探伤结果达到NB/T 47013.3—2015标准及第1号修改单TⅠ级。距帽口线700 mm以内试样成分无明显偏析,满足标准要求,拉伸、冲击等力学性能良好。与传统钢锭相比,采用一体模钢锭轧制上述规格钢板,成材率可以提高3.29%。

低合金钢钢锭红送裂纹的形成机理

调查了现场低合金钢钢锭红送裂纹的产生情况 ,计算并分析了钢锭红送及再加热过程中温度场和应力场的变化规律 ,测定了钢锭的高温强度和塑性。在此基础上分析了钢锭红送裂纹的形成机理 。

大型钢锭凝固数值模拟与试验研究

利用Procast软件包对6t钢锭的凝固过程进行了计算机模拟,并预测了钢锭的缩孔疏松分布,计算结果发现原有工艺中钢锭的缩孔深度大,轴线疏松严重。将模拟结果与试验结果进行对比,两者吻合良好。在此基础上,研究了绝热板和发热剂对钢锭的缩孔疏松分布的影响,优化了绝热板工艺。模拟与试验结果表明,优化后的绝热板加发热剂工艺可显著改善钢锭冒口的保温效果,减小缩孔深度,提高钢锭的质量和利用率。

等轴晶移动对宏观偏析影响的数值模拟

建立了自由等轴晶移动对宏观偏析影响的数学模型,对铸锭凝固过程中的对流和溶质分布进行了数值模拟.在模型中按照临界固相分数将糊状区分为紧密树枝晶和自由等轴晶两个不同的区域.对带冒口铸钢锭的宏观偏析进行了数值模拟,并同实验结果进行了比较.与假设糊状区内固相静止的模型相比,考虑等轴晶移动的模型得到的溶质分布结果与实验结果更接近.在凝固过程中,等轴晶随液体流动并在铸锭的底部中心聚集,在凝固后的铸锭中形成锥形的负偏析.还发现,在铸锭的中心靠上的区域形成正偏析,在铸锭的外部区域形成负偏析.

大钢锭凝固过程的温度场计算及缩孔疏松预测

本文论述了大钢锭凝固传热过程的数学模型,并开发出一套专用的有限元模拟程序。该软件包具有完备的前、后期处理功能,可方便地用于大钢锭凝固时的温度场计算及缩孔、疏松预测。利用6t和22t钢锭的实测数据对现有程序进行了验证,证明其具有较高的可靠性和精度。以模拟程序为工具,用正交设计方法分析了锭身锥度、锭身高径比、冒口侧壁保温条件、冒口端部保温条件及冒口锥度等工艺参数对钢锭质量的影响。在此基础上,设计出132t和205t钢锭的优化锭型参数,并在实际生产中获得了成功的应用。

冒口保温条件对大型钢锭凝固过程影响的数值模拟

为了优化大型钢锭的浇注工艺,以铸造数值模拟软件为模拟平台,通过建立基于0,50,100,200,300和500mm不同的发热剂厚度的数学模型来研究冒口保温条件对175t大型钢锭凝固过程的影响。模拟结果表明:随着发热剂厚度的增加,钢锭最后凝固区域更易向冒口补缩,缩孔"V"形开口逐渐增大;发热剂加至一定厚度时,钢锭内部缩孔不再发生明显变化;300 mm是最佳的发热剂厚度。

电磁搅拌对钢坯凝固过程中热工参数的影响

采用自行设计的单侧冷却凝固实验装置进行了有无电磁搅拌作用下钢坯的凝固实验,并通过计算机数据采集系统对钢坯凝固过程中的各种热工参数进行了实时测试和分析·研究结果表明:施加电磁搅拌以后,钢坯凝固初期的铸型热流量明显增加,促进了铸型内钢液过热的耗散,使得钢坯内的温度分布趋于均匀,降低了凝固前沿的温度梯度·这不仅抑制了柱状晶的发展,同时易于在钢液内部同时形核,有利于等轴晶凝固组织的形成,使得钢坯的等轴晶比率由无电磁搅拌作用下的47%提高到76%·这也说明了电磁搅拌促进钢液中的过热耗散是提高铸坯凝固组织中等轴晶比率的重要原因之一·

真空碳脱氧纯净化技术在大型钢锭制备中的应用

通过控制主要脱氧元素Si、Al含量,可以使钢液在真空条件下发生剧烈C、O反应,从而进一步降低大型钢锭中的氧化物夹杂、气体含量,使其达到高纯净化效果。本研究利用真空碳脱氧生产纯净钢的优势,在不同锭型上实施了双真空碳脱氧(DVCD)冶炼、浇注工艺操作,最终制备出T[O]≤15×10-6、[H]<1×10-6加氢反应器、电站类锻件产品用的高纯净大型钢锭。研究结果表明:真空碳脱氧作为钢液纯净化生产的一种手段,可以有效提高大型钢锭的纯净度;进行真空碳脱氧工艺操作,中间包使用滑动水口控制系统同样能制备出高纯净度的大型钢锭;对于中碳钢55A来说,只需控制钢液中Al含量,就可以实现很好的真空碳脱氧效果。

大型钢锭夹杂沉积区形成过程的计算机模拟

将自浇注起到钢液中自然对流衰减至不足以把允许的最大夹杂物带回底部为止的时间称为临界时间.夹杂沉积区就是在临界时间内所形成的底部等轴晶区,该区由三部分构成:顶面下落的结晶雨;侧壁树枝晶枝臂的熔断和折断所形成的自由晶和底部由于传热而造成的凝固生长.本文在以热量平衡为基本原理的凝固数值模拟的基础上,结合自然对流的边界层理论,给出了临界时间的计算方法;又结合氯化铵水溶液的模拟实验,给出了顶面结晶雨的定量计算方法;此外,还提出了侧壁树枝晶枝臂的熔断和折断所形成的自由晶,以及钢锭底部由于传热而造成凝固生长的定量计算方法.根据上述模型编制了夹杂沉积区形成过程的数值模拟程序,针对68吨27 Cr2Mo1V 转子钢钢锭进行了夹杂沉积区形成过程的计算机模拟,模拟结果求得切尾率为8.11%.而实际生产中钢锭的切尾率为8.8%.两者大体相符.