增进核电焊材用钢508 Ⅲ洁净度的工艺实践

核电焊材用钢508 Ⅲ（/%:0.09~0.12C,0.30~0.40Si,1.45~1.65Mn,≤0.008P,≤0.008S,0.45~0.60Mo,0.60~0.75Ni）的生产工艺流程为20t EAF-LF-VD-4t铸锭-锻造150 mm×150 mm坯-轧制Φ5.5mm盘条。采用精选炉料,以及高碱度渣、高FeO含量,钢水温度1550~1570℃等措施控制,电弧炉终点[P]≤0.002%,并选用低磷合金,使钢中磷含量≤0.006%;LF采用硅钙合金沉淀脱氧,SiC粉扩散脱氧、CaO-Al₂O₃-SiO₂渣系,碱度5.0~5.5,VD真空度≤67Pa,Ar流量30~50 L/min,保护浇铸等措施后,3炉钢的分析结果表明,钢中气体含量为1.3×10^-6~1.5×10^-6[H],10×10^-6~14×10^-6[O]和44×10^-6~58×10^-6[N],满足核电焊材用钢508Ⅲ洁净度的要求。     

GH907合金铸锭均匀化热处理

为了系统研究GH907合金铸锭枝晶间Laves相的固溶规律和铸锭中铌元素的扩散规律,以指导生产实践。以抚顺特钢生产的GH907合金508 mm铸锭为研究对象,利用光学显微镜、扫描电镜等手段,系统研究了GH907合金铸锭不同温度和时间下的均匀化情况。结果表明,GH907合金铸锭枝晶间Laves相的最佳扩散温度为1 160 ℃,扩散10 h以上Laves相可以完全消除;同时计算得知,GH907合金铸锭中铌元素在1 160 ℃下的表观扩散系数为D＝0.488 55×10-14 m2/s;理论计算表明,在1 160 ℃下处理56 h后,GH907合金中铌元素的残余偏析指数δi可以达到0.02。     

稀土镧在Fe-La合金系中的晶界扩散行为

通过高频悬浮炉熔炼成实验用30Fe-70La合金,将该合金切成8 mm×8 mm×6 mm试样与同样尺寸纯铁试样扩散面对接,并借助Gleeble-1500D热模拟试验机在760℃和770℃ 30 min,10^-3 Pa真空和1 MPa压力下进行扩散试验;采用Axiovert 25型金相显微镜与QUANTA 400环境扫描电子显微镜,观察了稀土镧在Fe基体的扩散;利用相关扩散系数公式计算了镧在纯铁中的扩散系数。结果表明,稀土元素镧在纯铁中沿着α-Fe晶界进行扩散,镧在纯铁铁素体晶界中770℃时的扩散系数为Db=1.59×10^-17m²/s。     

HSL450S海底管线管钢的开发

通过90t EBT电弧炉-100 t LF+VD-喂丝-Φ20mm CC流程开发了Nb-Ti微合金化海底管线管钢HSL450S(%:0.06C、0.40Cr、0.15Mo、0.02Ti、0.05Nb)。经30炉分析得出,[O]为35.2×10^-6,[N]为78.8×10^-6。该钢的组织为回火贝氏体-珠光体+多边形铁素体。轧制的Φ102mm×14mm和Φ168.3mm×8.7mm HSL450S钢管的晶粒度为10～11级,机械性能满足海底管线管X60、X65钢级标准要求。     

潜孔钻头用钢18CrNi3MoA锻制圆棒的生产实践

根据潜孔钻头用钢18CrNi3MoA技术要求及钢种特性,通过40t电弧炉（终点[C]≥0.05%、P≤0.003%,出钢温度≥1630℃）-LF（精炼渣碱度3.0～4.5）-VD（≤70 Pa时间≥25 min）-氩气保护1.52t铸锭-钢锭（1250±10℃ 15h均质化处理-锻坯Φ140 mm,780～810℃锻至Φ110 mm-完全退火等工艺,试制的3炉18CrNi3MoA钢圆棒的化学成分均满足技术要求,锻材氧含量12.0×10^-6～13.5×10^-6,非金属夹杂物均≤1级;带状组织2级、奥氏体晶粒度8.5级,力学性能测定均满足技术要求。     

风电法兰用钢S355NL探伤缺陷的分析和工艺改进

风电法兰用钢S355NL（/%:0.14~0.48C,0.15~0.40Si,1.30~1.60Mn,≤0.013P,≤0.005S,0.04~0.12V,0.03~0.05Nb,≤0.009Ti,≤0.30Cr,≤0.50Ni,≤0.20Cu,≤0.10Mo,≥0.020Alt）的冶金流程为100t UHP EAF—LF—VD—Φ650 mm,Φ800 mm坯CC工艺。该钢1~2 mm裂纹探伤不合格的分析结果表明,其主要原因为氧的铝类夹杂和铸坯疏松缺陷所致。通过在LF终点喂钙线0.45 kg/t,VD处理时间由原25 min增至27 min,降低钢中[N]至78×10^-6~82×10^-6,[H]为1.1×10^-6~1.3×10^-6,[O]为12×10^-6~15×10^-6,软吹氩气流量由2×25L/min降至2×20 L/min,时间≥12 min,降低钢水过热度5℃等工艺措施,使铸坯锻造后的探伤合格率超过99%。     

降低脱磷铁水-60t AOD-LF-150mm x150mm CCM冶炼0Cr13钢全氧含量的生产实践

采用CO二次燃烧、3.5%~5.0%Si高碳铬铁、合金烘烤等热补偿技术,降低了800kg还原产物SiO2以提高Si的脱氧能力;AOD炉渣碱度控制在2.3~2.4,并在AOD二次还原、LF精炼过程配比5kg/t活性石灰,可提高脱氧、脱硫效率30%以上;在CaO-SiO₂-MgO渣系（CaO）/（SiO₂）=2.2时,萤石的加入量控制在石灰总量的13%~17%时,炉渣粘稠度较好,对化渣、吸附夹杂有利,使Φ5.5mm线材全氧含量由优化前60×10^-6~90×10^-6降至30×10^-6~40×10^-6,S含量由原0.005%~0.010%降至0.003%~0.007%。     

-70°C低温用09MnNiD钢Φ219 mmx20 mm无缝管生产实践

按照20 t EAF→LF+VD→模铸3t钢锭→轧制Φ270 mm圆钢→斜轧穿孔→CPE轧管→在线常化工艺流程,生产Φ219 mm×20 mm 09MnNiD钢无缝管（/%:0.07～0.10C,0.25～0.35Si,1.35～1.40Mn,0.49～0.51Ni,0.020～0.035Al,≤0.02Nb,≤0.015P,≤0.006S）。通过控制EAF终点C≤0.04%和P≤0.008%,LF精炼S≤0.005%,VD≤67Pa,≥15 min,模铸过热度≤45℃,热轧后荒管冷却速度30～70℃/min,钢管常化温度910℃,开发了Φ219 mm×20 mm钢管。测试结果表明:生产的钢管显微组织为F+P,晶粒度10级,-70℃冲击功KV2≥275 J,抗拉强度503～508 MPa,屈服强度354～356 MPa,以及其化学成分、非金属夹杂物、无损检测均满足GB 150.2-2011标准要求。     

100t EAL-LF-VD-Φ500mm铸坯流程4Cr5MoSiV1模具钢的生产实践

生产的4Cr5MoSiV1钢（/%:0.3~80.40C,0.88~0.92Si,0.42~0.44Mn,0.001~0.003S,0.007~0.014P,5.00~5.55Cr,1.37~1.40Mo,0.98~1.00V,0.015~0.025Alt）的工艺流程为65%铁水+35%废钢-100t EAF-LF-VD-Φ500mm坯连铸-Φ120mm圆钢轧制。通过控制EAF终点[C]0.06%~0.10%,终点[P]0.006%,出钢加1kg/t铝块预脱氧,LF精炼渣碱度2.5~3.0,喂钙线后软吹≥10min,VD≤67Pa,100×2L/min氩气搅拌≥15min,中间包钢水过热20~30℃,连铸结晶器电磁搅拌（310A,1.5Hz）,保护浇铸,拉速0.34~0.35 m/min等工艺措施,10炉4Cr5MoSiVl钢中[O],[N]和[H]分别为10×10^-6~12×10^-6,72×10^-6~80×10^-6,1.2×10^-6~1.4×10^-6,各项指标均满足协议要求。     

100 t EAF-LF-VD-CC流程生产非调质钢的工艺实践

非调质钢S38MnSiV(/%:0.41～0.45C、0.55～0.70Si、1.40～1.55Mn、≤0.025P、≤0.025S、0.10～0.20Cr、0.11～0.15V、0.012 0～0.020 0N)的生产流程为40%铁水+废钢-100 t EAF-LF-VD-160 mm×160 mm～260mm×340 mm CC工艺。通过控制电弧炉出钢终点[C] 0.15%～0.30%,出钢[P]≤0.012%,出钢温度1 640～1 680℃,高碱度渣精炼,控制钢液铝含量,VD后喂氮化锰线控制钢液中氮含量等工艺措施,8炉生产结果表明,钢中氧含量-[O]5×10^-6～11×10^-6,[H]1.2×10^-6～1.5×10^-6,[N]135×10^-6～180×10^-6;260 mm×340 mm铸坯热孔成Φ140 mm棒材经880℃ 120 min正火风冷,580℃ 240 min回火空冷后的抗拉强度Rm为870～925 MPa,屈服强度Rel为560～605 MPa,其冶金质量满足标准要求。     

含铌钢HRB400Nb 180 mm x 180 mm铸坯角部裂纹分析及改进工艺

通过对含铌钢HRB400Nb 180 mm×180 mm连铸坯产生的角部裂纹进行研究分析,结果表明,由于连铸冷却工艺、钢水氮含量和结晶器保护渣工艺控制不当易导致含铌钢铸坯角部沿晶开裂。通过工艺改进钢液氮含量由原（67～98）×10^-6降至（40～55）×10^-6,结晶器角部圆弧半径由8 mm调整为12 mm,结晶器冷却水量由150m³/h降至120m³/h,二冷比水量由1.35 L/kg降至1.1L/kg,二冷分配比由26:48:17:9调整为36:34:19:11,保护渣碱度由0.65调整为0.82、粘度由1.3 pa·s调整为0.69 pa·s、熔点由1260℃调整为1150℃等,有效解决了铸坯表面角部裂纹缺陷,保证了轧材的产品质量。     

攀钢120 t转炉-LF+RH流程20CrMnTiH窄淬透性带齿轮钢的试制

攀钢采用120 t转炉-130 t LF+RH-280 mm×380 mm方坯连铸-热轧工艺生产Φ25～160 mm 20CrMnTiH齿轮钢(%:0.20～0.22C、0.25～0.31Si、0,93～1.00Mn、1.03～1.15Cr、0.05～0.08Ti)。检验结果表明,钢中氧含量(10～20)×10^-6(平均14×10^-6),淬透性(J₉,J₁₅)带宽△HRC值≤7,机械性能和组织均符合GB/ T5216-2004标准要求。     

Φ160mm高强韧性非调质钢S38MnSiV的研制

采用30t EBT EAF-40 t LF+VD-3.16 t铸锭-800/650×4轧机流程开发了Φ160mm非调质钢S38MnSiV(%:0.38～0.45C、0.55～0.75Si、1.40～1.55Mn、0.08～0.15V、0.020～0.050S、≤0.025P)。检验结果表明,钢材中氧含量(8～13)×10^-6,氮含量(128～186)×10^-6,氢含量(0.4～1.2)×10^-6;Φ160mm非调质钢S38MnSiV锻成Φ110mm圆钢的组织和机械性能均满足标准要求,用该钢生产的曲轴中值弯曲疲劳极限为3633.3 N·m,安全系数1.771。     

高强度耐热钢40CrMoV盘条的开发和生产实践

邢钢采用80t顶底复吹转炉-LF-RH-325 mm×280mm大方坯连铸流程生产40CrMoV钢（/%:0.36～0.44C, 0.15～0.35Si, 0.45～0. 70Mn, ≤0.025P, ≤0.025S, 0.80～1.15Cr, 0.50～0.65Mo, 0.25～0.35V）Φ18 mm热轧盘条。结果表明,通过控制BOF终点碳0.08%-0.12%,出钢温度1640～1660℃出钢加脱氧剂和合金,LF渣系为CaO-SiO₂-Al₂O₃,精炼后白渣碱度4～8,T（FeO+MnO）≤1. 0%,RH真空度≤100 Pa,处理时间≥20 min,喂钙线,并采用连铸结晶器电磁搅拌和控冷控轧等工艺措施,该钢盘条平均T[O]为10×10^-6,平均N含量33×10^-6,抗拉强度1 200～1 250 MPa,断面收缩率59%～62%,非金属夹杂级别A0.5和D1.0,低倍组织级别均为1.0级,各项性能指标较好满足了客户的需求。     

120t BOF-LF-VD-CC流程高品质重轨钢U75V的生产实践

通过对重轨钢U75V的生产过程进行取样分析,研究了实际冶炼过程中重轨钢夹杂物的演变规律和大型夹杂物的控制。研究结果表明:控制铝含量≤20×10^-6,精炼渣二元碱度1.8～2.2,白渣保持时间≥15min,RH真空度在100Pa以下保持高真空时间≥15 min,可使钢液中全氧含量降至10×10^-6以下,且铝含量不超过20×10^-6,轧材中基本消除B类和D类粗系夹杂,C类夹杂完全塑性化;中间包钢水过热度按25～35℃控制,中间包钢水平均停留时间（750±30）s、水口插入深度控制在90～110 mm,结晶器液面波动≤±3 mm等措施,可去除钢水中的夹杂物。     

冷镦钢冶炼用新型复合脱氧剂的研究

用1kg MoSi₂炉实验研究了成分(%)为≤0.08C,≤0.06Si,≥0.02Al的SWRM6冷镦钢用2.5kg/t Al块+2.5kg/t 复合脱氧剂包芯线或5.0kg/t AlMgFe块脱氧后钢中溶解氧含量-[O]和夹杂物成分的变化。结果表明,在1873℃钢中初始溶解氧为600×10^-6~850×10^-6时,Al脱氧30min后,[O]为6×10^-6~17×10^-6,再经喂复合脱氧剂包芯线30min后,除喂FeCaAl线的炉次[O]较高为13×10^-6,喂FeSiMgBaCaAl、FeMg-CaAl、FeCa线炉次的[O]均达到3×10^-6~4×10^-6。单用70%~80%Al-10%~15%Mg-Fe合金脱氧30min后的炉次的[O]即达到4×10^-6。典型夹杂物分析表明,用AlMgFe合金脱氧产生较大颗粒夹杂物,易上浮排除。     

丝锥用Nb微合金化TGM2A-S高速钢的开发

TGM2A-S钢(/%:0.85C、0.27Si、0.24Mn、0.026P、0.007S、3.98Cr、4.76Mo、6.09W、1.83V、0.12Nb、0.03RE)是在高速钢TGM2A的基础上添加微量铌和稀土开发的新型丝锥用高速钢。TGM2A-S钢的生产工艺流程为25 t EAF-30 t LF-VD(微合金化)-铸锭(700 kg)二火锻造(85 mm方)-连轧(Φ8 mm)-冷拉(Φ6.6 mm)-加工丝锥(M6)。结果表明,原工艺:3 t中频感应炉-ESR (280 kg锭)-二火锻造(85 mm方)-连轧(Φ8 mm)-冷拉(Φ6.6 mm)-加工丝锥(M6)生产的TGM2A钢中的O和N含量分别为35.4×10^-6和123.6×10^-6,而改进工艺生产的TGM2A-S钢的O和N含量分别为15.7×10^-6和87.7×10^-6。TGM2A-S钢的丝锥切削寿命较电渣工艺生产的TGM2A钢提高20%; TGM2A-S钢的淬火晶粒为10.5级,电渣工艺生产的TGM2A钢的晶粒度为10级。     

120 t BOF-LF-RH-CC流程冶炼石油套管钢时TiN的析出和控制

石油套管用钢(/%:0.26~0.29C,0.25~0.35Si,0.40~0.50Mn,≤0.009P,≤0.004S,0.95~1.05Cr,0.09~0.11V,0.02~0.04Al,0.015~0.020Ti,≤0.0060N)的生产流程为铁水预处理-120 t BOF-吹氩-LF-喂CaSi线-RH-合金化-喂CaSi线-软吹氩-Φ220 mm圆坯连铸工艺。通过热力学分析得出钢中N含量超过50×10^-6以及工业试验得出生产的圆铸坯中的N含量为67×10^-6时,在铸坯中易形成2μm以上的TiN夹杂。通过控制BOF终点[N]≤30×10^-6,LF终点[S]≤25×10^-6,[O]≤25×10^-6,[N]≤35×10^-6,RH合金化后终点[N]≤35×10^-6,[H]≤1.5×10^-6,稳定喂CaSi线速度300~400 m/min,控制中间包[N]≤40×10^-6,严格连铸保护浇铸工艺,则铸坯中的N含量≤50×10^-6,钢中TiN夹杂数量显著下降,未发现大尺寸TiN夹杂物。     

100 t EAF-LF-VDΦ500 mm连铸坯流程高压锅炉用钢SA-210A1生产实践

生产的高压锅炉用钢SA-210A1（/%:0.08～0.11C,0.22～0.24Si,0.72～0.74Mn,0.007～0.010P,0.004～0.005S,0.010～0.015V,0.025～0.035Ti,0.012～0.018Alt）的冶金工艺流程为55%铁水+废钢-100 t EAFLF-VDΦ500 mm坯连铸-轧制成Φ130mm圆钢。通过低铝脱氧工艺-EAF终点控制[C]≤0.06%,[P]0.006%～0.010%,出钢加石灰12 kg/t,AD粉（/%:10～13A1,55～60Al₂O₃,5～8SiO₂, 5～8Mg0）3 kg/t,700%Al钢芯铝3 kg/t预脱氧;LF采用5.76～6.06高碱度Al₂O₃渣系,LF终点喂0.40 kg/t钙线,软吹≥10 min;中间包钢水过热度15～25℃连铸结晶器和末端电磁搅拌,拉速0.31～0.32 m/min,铸坯缓冷≥48 h等工艺措施,SA-210A1钢中的[O]16×10^-6~ 24×10^-6,[N]65×10^-6～80×10^-6,[Alt]≤0.020%,铸坯和热轧圆钢低倍组织和非金属夹杂物均满足要求     

电站锅炉用 TP347H 不锈钢无缝管工艺的开发

太钢采用铁水预处理+30 t电弧炉熔化合金钢水-75 t K-OBM-S吹炼-VOD处理-LF精炼-5．6 t铸锭开坯(或220 mm×220 mm铸坯)-Φ100 mm管坯穿孔-冷轧(冷拔)流程,生产了Φ38 mm×6．6 mm TP347H (1Cr19Ni11Nb)钢无缝管。结果表明,通过控制[O]≤30×10^-6、[H]≤3×10^-6、As≤0.003 0％、Pb、Sn、Sb、Bi分别≤0．001 0％以及钢中C含量0.06％～0.08％、Nb含量0．6％-0.8％,钢管具有优良的冷、热加工性能,其各项性能均满足ASME和GB标准的使用要求。