改善弹簧钢55SiCrA-l连铸坯碳偏析的工艺实践

Φ13 mm 55SiCrA-1钢(0.55%C)的生产流程为脱S铁水-80 t BOF-LF-RH-280 mm×325 mm坯连铸-轧制。所生产的Φ13 mm55SiCrA-1钢在冷拉过程中出现异常断裂,金相分析结果表明,盘条心部存在明显的黑点,且中心相邻区域出现负偏析现象。通过优化钢水过热度(15～25℃),二冷比水量(0.25 L/kg),结晶器电磁搅拌电流(300 A)和轻压下量(辊Ⅰ-1 mm,Ⅱ-2.5 mm,Ⅲ-3.5 mm,Ⅳ-3.5 mm和V-2 mm)使碳在铸坯横截面上分布趋于均匀,碳含量范围由原来0.49%～0.63%降至0.52%～0.60%,使冷拔断丝率由原7%降至0.5%。     

包钢X65管线钢Φ300 mm圆铸坯的试制

包钢钢联股份有限公司炼钢厂采用120 t顶底复吹转炉-100 t LF(VD)-5流Φ300 mm铸坯连铸工艺流程试生产X65管线钢13MnNbTi(%:0.10～0.16C、1.20～1.40Mn、0.03～0.05Nb、0.01～0.02Ti、0.025～0.05Al)。生产实践表明,通过铁水脱硫([S]≤0.005%),转炉挡渣出钢,精炼渣碱度≥3.0,VD处理≥13 min,可以使[S]≤0.005%、[P]≤0.015%、[H]≤1.5×10~(-6)。通过全程保护浇铸和结晶器电磁搅拌工艺,钢中氧含量(13～21)×10~(-6),平均氧含量16.44×10~(-6),铸坯表面质量良好,低倍组织0～1级。     

预应力钢SWRH82B Φ12.5 mm盘条异常断口分析和工艺改进

SWRH82B钢主要用于高强度、低松弛预应力混凝土结构用钢丝和钢绞线,要求有良好的塑性。邢钢生产的Φ12.5mm SWRH82B钢（/%:0.79~0.86C,0.15~0.35Si,0.60~0.90Mn,≤0.030P,≤0.030S,0.17~0.50Cr）在拉拔过程中出现异常断裂。对异常断口进行金相分析,发现盘条心部存在明显的网状碳化物,而对应的铸坯中心碳偏析指数为1.16。通过优化280mm×325mm坯连铸工艺,拉速由原0.5m/min提高至0.7m/min,增加轻压下工艺（1~5辊,2mm,3.5mm,3.5mm,4mm,2mm）,使铸坯中心碳偏析指数由1.16降至1.08,V形偏析明显改善,盘条断面收缩率由原35%提高至39%,不合格品率显著降低。     

SWRH82B钢盘条笔尖状断口的分析和工艺改进

通过光学显微镜、扫描电镜-能谱仪等分析了Φ12.5 mm SWRH82B钢(/%:0.80C、0.74Mn、0.22Si、0.013P、0.008S)盘条笔尖状断口形成的原因和断裂机理,得出中心碳偏析和网状渗碳体是产生笔尖状断口的主要原因。通过控制120 t转炉终点[C]≥0.20%,LF精炼过程控制[C]0.79%～0.81%,150 mm×150 mm方坯连铸时控制钢水过热度≤25℃,拉坯速度1.5m/min,弱二冷比水量0.30～0.45 L/kg,结晶器末端电磁搅拌3.5 Hz,300 A,控制终轧温度900～930℃,吐丝温度～750℃,冷却速度～5℃/min,使铸坯平均碳偏析指数由原来1.15降至1.08,等轴晶由20%提高至35%,索氏体率由85%提高至90%,网状降到2级以下,笔尖状断口率由原来的20%降至3%。     

石钢GCr15SiMn轴承钢的开发

石钢通过60t电弧炉-LF(VD)精炼-300mm×360mm矩坯连铸-连轧工艺生产Φ90mm、Φ100mm、Φ105mm轴承钢GCr15SiMn(%:1.00C、0.5Si、1.0Mn、1.45Cr、0.02Al) 。通过电弧炉无渣出钢、LF精炼渣碱度≥3.5, VD处理和全程保护浇铸,低拉速(0.40～0.55m/min),弱二冷(0.18～0.25L/kg),电磁搅拌等工艺措施,使[O]≤8×10^-6,钢中非金属夹杂物总级别2.5～3.0级,无发纹,疏松和偏析≤1.0级,碳化物不均匀性均满足标准要求。     

结晶器电磁搅拌对Φ450 mm连铸圆坯组织和夹杂物的影响

试验和分析了结晶器电磁搅拌(M-EMS)对0.6%C钢Φ450 mm连铸圆坯的中心等轴晶区比率,碳、硫偏析,疏松和非金属夹杂物数量、大小和分布的影响.结果表明,经450A电磁搅拌后圆铸坯中平均中心等轴晶的比率由未经电磁搅拌的7.6%提高到58.1%,碳偏析指数由1.10降至1.03,硫偏析指数由1.15降至1.09,圆铸坯平均氧含量降低4.5×10-6,夹杂物含量和尺寸均明显降低.     

25Mn钢Φ185mm×13mm冷拔管内表面麻点状缺陷的分析和控制工艺

25Mn钢(/%:0.24C,0.25Si,0.87Mn,0.016P,0.011S)冷拔管的生产流程为铁水预处理-90tEAF-LFVD-Φ250 mm圆坯HCC-穿孔-热轧至Φ197 mm×17 mm管-冷拔至Φ185 mm×13 mm管。采用光学、扫描电子显微镜、能谱仪和电子探针分析了25Mn钢冷拔管内表面麻点状缺陷。结果表明,麻点状缺陷呈翘皮状和凹坑状,翘皮状缺陷成因是CaO-Al_2O_3-(MgO)复合夹杂与钢基体变形量不一,凹坑状缺陷成因是Al_2O_3-MnS-CaS复合夹杂聚集长大后磨削加工过程中脱落。通过将原铝脱氧精炼工艺优化成硅钙合金脱氧工艺,使精炼渣碱度由原6.76降至2.26,精炼渣中(MgO)由原5.33%提高至7.23%,(Al_2O_3)由26.05%降低至12.76%,使钢中的硬脆性夹杂转变为延展性优良的硅酸盐类夹杂,消除了25Mn钢冷拔管内表面麻点状缺陷。     

H13钢Φ130 ~ 150 mm热轧材探伤不合格原因分析及改进措施

从H13钢和H11钢Φ130～150 mm热轧材的化学成分、生产工艺及探伤合格率的对比分析得出,平均V含量从0.5%提高到1.0%是导致探伤不合格的关键性因素。根据缺陷分析结果并结合Φ380 mm连铸圆坯低倍组织,得出导致H13钢探伤合格率低的原因是连铸坯中心缩孔在轧制过程中未焊合。通过改进连铸工艺和轧制开坯工艺,将拉速从0.58 m/min提高至0.65 m/min, S-EMS从650 A/5 Hz改进为200 A/8 Hz,开坯增加6,8,9道次压下量从原～60 mm至70～85 mm,将Φ380 mm坯型更改为Φ500 mm,使Φ130 mm H13钢探伤合格率从原来50%左右提升至99.8%,Φ150 mm H13钢探伤合格率从原来15.5%提升至97.2%。     

连铸复合电磁搅拌对低碳钢碳偏析的影响

20CrMnTi钢(%:0.17～0.23C、0.80～1.10Mn、1.00～1.30Cr、0.04～0.10Ti)300 mm×340 mm铸坯结晶器-末端电磁搅拌(M-EMS,F-EMS)和3段复合电磁搅拌(M-EMS,S-EMS,F-EMS)对铸坯碳偏析影响的试验结果表明,当M-EMS和F-EMS电流分别从2 HZ/250 A和20 HZ/150 A降至2 HZ/100 A和20 HZ/100 A时,铸坯断面碳成分的极差由0.05%降至0.02%;当采用M-EMS为2 HZ/100 A,S-EMS为20 HZ/50 A,F-EMS为20 HZ/100A三段复合电磁搅拌时,铸坯断面碳成分的极差为0.02%,轧材中心疏松由原2段电磁搅拌的1.0～2.0级降至1.0～1.5级,方框形偏析2.0级出现率由9.7%降至0.8%。     

M2高速钢 Φ183 mm锻坯针孔缺陷分析和工艺改进

M2高速钢(/%:0.86C,0.39Si,0.32Mn,0.015P,0.006S,6.00W,4.00Cr,4.80Mo,1.85V)Φ183 mm圆坯由2.0 t电渣锭(Φ500 mm)锻制而成。M2钢锻坯探伤缺陷率为33.33%~69.23%,主要为中心部位针孔缺陷。分析表明,针孔缺陷是钢锭偏析部位在开坯加热和锻制过程中产生过热形成的。通过将电渣重熔电流由8 000→6 800 A降至7 000→6 000 A,降低电渣重熔速度,开锻温度由1070~1090℃降至1030~1060℃,终锻温度由960~980℃C降至900~950℃以降低中间坯的中心温度等工艺措施,使M2钢 Φ183 mm锻坯的探伤缺陷率由50%降低到5.71%。     

氩气保护ESR对EAF-LF-VD-CC冶炼的高速车轴钢DZ2轧坯质量的改善

采用EAF-LF-VD-Φ690 mm铸坯和EAF-LF-VD-Φ690 mm铸坯-Φ740 mm ESR锭两种工艺分别制备了250 mm × 250 mm高铁车轴用DZ2钢轧坯,并研究了其低倍组织、夹杂物、碳偏析、金相组织和力学性能。结果表明:相比于电弧炉流程工艺,电渣重熔工艺得到的DZ2钢轴坯中心疏松和一般疏松从0.5～1.0级降低到0～0.5级,夹杂物尺寸从2.43～25.05 μm降低到1.42～9.32 μm,夹杂物形貌由棒状变为球形;横截面上碳含量分布从0.256%～0.269%降低到0.261%～0.265%,碳极差从0.013%降低到0.004%;屈服强度和抗拉强度分别提高了17.5%和13.8%,20℃横向和纵向冲击功分别提高36.2%和17.8%。     

含铌钢HRB400Nb 180mm×180mm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150m~3/h降至120m~3/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1 260℃调整为1 150℃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。     

超声波探伤不合格T91钢棒材的分析和工艺改进

试验T91钢(/%:0.10C,0.30Si,0.45Mn,0.012P,0.005S,8.90Cr,0.95Mo,0.08Nb,0.22V)的生产流程为60t UHP EAF-AOD-LF-VD-240 mm×240 mm坯连铸-加热-连轧。对超声波探伤不合格的T91钢Φ90 mm材低倍检验结果表明,钢材存在中心裂纹和孔洞;通过金相分析得出,缺陷出现三种特征:(1)过烧型孔洞和裂纹;(2)连铸坯带来的轴心晶间裂纹;(3)铸坯的缩孔。通过连铸Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ区二冷水量分别由原28、31和17 L/min优化成15、18和10 L/min,并通过控制连铸坯加热温度,使连铸坯中心的等轴晶比率由原14%提高至25%以上,铸坯的中心裂纹级别由2.0降至0.5以下,T91钢材的超声波探伤不合格率由5%降至0.2%以下     

马氏体不锈钢420M Φ158.75 mmx25.4 mm厚壁管ASSEL轧制工艺实践

420M钢(/%:0.18～0.23C,≤1.00Si,0.25～1.00Mn,≤0.020P,≤0.005S,12.0～14.OCr,≤0.50Mo,≤0.50Ni)的生产工艺流程为20 t EAF-AOD-LF-3 t锭-Φ190 mm管坯-Φ193 mm×29 mm毛管-ASSEL机组轧成Φ158.75 mm×25.4 mm管。因420M钢热塑性差,穿孔时顶头耗损大,毛管内壁易产生折叠,ASSEL轧管后易产生表面裂纹等缺陷。通过优化工艺,管坯加热温度从1 240～1 280℃降至1 150～1 250℃,采用含钼顶头代替中碳CrMo钢顶头,改进轧管工艺参数,轧后缓冷和退火,显著提高钢管表面质量,一次探伤合格率由不足50%提高至95%以上。     

马氏体不锈钢420M Φ158.75 mm×25.4 mm厚壁管ASSEL轧制工艺实践

420M钢(/%:0.18～0.23C,≤1.00Si,0.25～1.00Mn,≤0.020P,≤0.005S,12.0～14.OCr,≤0.50Mo,≤0.50Ni)的生产工艺流程为20 t EAF-AOD-LF-3 t锭-Φ190 mm管坯-Φ193 mm×29 mm毛管-ASSEL机组轧成Φ158.75 mm×25.4 mm管。因420M钢热塑性差,穿孔时顶头耗损大,毛管内壁易产生折叠,ASSEL轧管后易产生表面裂纹等缺陷。通过优化工艺,管坯加热温度从1 240～1 280℃降至1 150～1 250℃,采用含钼顶头代替中碳CrMo钢顶头,改进轧管工艺参数,轧后缓冷和退火,显著提高钢管表面质量,一次探伤合格率由不足50%提高至95%以上。     

湘钢预应力钢丝用钢SWRH82B盘条的质量控制

湘钢采用铁水预处理-80t顶底复吹转炉-90 t LF-150 mm ×150 mm方坯连铸机-高速线材轧机成功开发出Φ11~13mm的预应力钢丝和钢绞线用钢SWRH82B(%:0.79~0.83C,0.70~0.80Mn,0.17~0.22Cr,≤0.020S,≤0.025P)盘条。实践表明,中间包钢水过热度控制在15~25(30)℃,拉坯速度2.6~2.9m/min,拉坯速度波动值≤0.2m/min,二冷水量1.95~2.10L/kg,可使铸坯中心碳偏析比(铸坯中心碳含量/钢水碳含量)≤1.04,盘条索氏体率≥85%,实际拉拔和捻股过程中10⁴m的断丝率≤1次。     

亚包晶钢Q235D连铸大方坯的质量控制

莱钢特钢厂50 t UHP-EAF (热装铁水比≥50%) +LF(VD)冶炼的Q235D钢(0.10%～0.17%C)260mm×300 mm的连铸坯轧制成直径Φ150 mm圆钢后,钢材表面出现裂纹。分析表明,钢的包晶点的碳当量[C1]与钢中实际碳含量[C]之间的差别△C越大,亚包晶钢Q235D钢材废品率越高。实践表明,控制0.15%～0.17%[C]使△C<0.015%,钢液过热度20～30℃,结合降低结晶器冷却水流量和二冷区冷却强度,低拉速,使成品材表面质量合格率在99.3%以上。     

20CrMnTiH齿轮钢铸坯宏观碳偏析对轧材带状组织的影响

20CrMnTiH钢Φ130 mm圆钢的生产工艺流程为120 t BOF-LF-VD-300 mm×430 mm坯连铸-连轧。不同连铸工艺(过热度15～30℃,电磁搅拌0～400 A)生产的连铸坯和轧材的宏观碳偏析表明,较高的过热度和过强的结晶器电磁搅拌会加重20CrMnTiH钢连铸坯和轧材的宏观碳偏析;严重的宏观碳偏析,加剧晶枝偏析,提高钢的带状组织级别并提高退火钢材正偏析区的硬度值。     

石油套管钢Φ150～Φ200mm连铸圆坯的质量控制

采用120 t顶底复吹转炉-LF-VD-Φ150～Φ200 mm圆坯连铸流程,通过控制铁水有害残余元素含量,强化转炉前期脱磷,控制终点[C]≥0.10%,出钢钢包渣厚≤50 mm,控制精炼终渣(FeO+MnO)≤1.0%,提高VD过程底吹氩流量至200～300 L/min,连铸全程保护浇注等措施,天钢完成J55(37Mn5),L80(TC80,0.24%～0.28%C,1.40%～1.55Mn),N 80(36Mn2V)和P 110(26CrMo4)级石油套管钢连铸圆坯的开发生产。生产结果表明,J55钢级的全氧含量≤25×10-6,P≤0.020%;N80、LS0和P110级别的全氧含量≤20×10^-6,P≤0.015%;残余有害元素(Pb+Sn+As+Sb+Bi)≤140×10^-6,夹杂物总量≤2.5级,圆管坯的中心疏松和缩孔等分别≤1.0级。     

Nb-Ti微合金化船板钢CCSD36连铸板坯的高温力学性能

用Gleeble-1500热模拟试验机测试了CCSD36钢(%:0.14C、1.31Mn、0.02Nb、0.02Ti)250 mm×2100mm铸坯600～1350℃的强度(Rm)和断面收缩率(Z),并分析了600～1150℃拉伸试样断口的显微组织。得出该钢在1300～900℃Z值≥80%,具有高的延塑性;850～720℃Z值降至52%～55%(Ⅲ脆性区),因此CCSD36钢铸坯的矫直温度应≥900℃。