中高碳钢方坯生产工艺研究
中高碳钢的冶炼工艺
氧气转炉吹炼法就是使用转炉，以铁水作为主 原料，以纯氧作为氧化剂，靠杂质的氧化热提高钢 水温度，一般在 30～40min内完成一次冶炼的快速 炼钢法。
转炉按照供气部位分为顶吹、底吹、侧吹以及 复合吹转炉。如下图所示。
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氧气顶吹转炉炼钢法的缺点是：吹损大（达 10%左右）、 金属收得率低；相对底吹法与复吹，其氧气射流对熔池搅 拌不均匀，从而影响氧气顶吹转炉吹炼强度、吹炼稳定性 和生产率的提高。因此氧气顶吹转炉将逐渐被底吹复吹转 炉所代替。
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以上 3 种炼钢工艺可满足一般用户对钢质量的要求。 为了满足更高质量、更多品种的高级钢，便出现了多种 钢水炉外处理（又称 炉外精炼）的方法。如吹氩处理、 真空脱气、炉外脱硫等，对转炉、平炉、电弧炉炼出的 钢水进行附加处理之后，都可以生产高级的钢种。对某 些特殊用途，要求特高质量的钢，用炉外处理仍达不到 要求，则要用特殊炼钢法炼制。
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转炉吹炼示意图
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转炉炼钢主要设备与工艺流程
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三种氧气转炉炼钢法的特点及比较
顶吹氧气转炉炼钢法具有下列优点：吹炼速度快、生 产率高；品种多、质量好；原材料消耗少、热效率高、成 本低；基建投资省、建设速度快；氧气顶吹转炉容易与连 续铸钢相匹配。
中高碳钢成分及轧制工艺
中高碳钢成分及轧制工艺
中高碳钢是一种含有较高碳含量的钢种，通常含碳量范围在0.45%至0.85%之间。
中高碳钢的成分主要包括碳(C)、硅(Si)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)等元素。
其中，碳元素是其主
要合金元素，能够提高钢材的硬度和强度，但会降低延展性和可塑性。
硅元素能够提高钢材的抗腐蚀性能和硬度。
锰元素能够提高钢材的硬度、韧性和强度。
磷和硫元素是常见的杂质元素，会影响钢材的加工性能和机械性能，因此需要控制其含量在较低的水平。
中高碳钢的轧制工艺主要包括热轧和冷轧两种方式。
热轧是将钢坯加热至适当温度后进行轧制，常用于生产大型和中小型钢材。
热轧能够提高钢材的塑性、韧性和延展性，同时能够改善钢材的结构和性能。
冷轧是将热轧的钢材进行再次轧制，常用于生产薄板、带材、线材等细小尺寸的产品。
冷轧能够提高钢材的表面质量和尺寸精度，同时能够增加钢材的硬度和强度。
总之，中高碳钢的成分和轧制工艺会根据所需的性能要求和应用领域的不同而有所差异。
中高碳钢钢坯偏析小结
中高碳钢钢坯偏析小结
一、偏析理论及偏析研究背景 固溶体在结晶时，如果凝固从一端开始顺序进行的话，则可能产生区域偏析。
正偏析：先凝固的外层中溶质元素含量较后凝固的内层低。
负偏析：外层的溶质元素含量反而比内层的溶质元素含量高。
凝固时发生收缩而在树枝晶之间产生空隙加上温度降低，液体气体析出形成压强，把铸件中心溶质浓度较高的液体沿着柱状晶之吸至外层。
方坯形状如图1所示：按照以上理论，2和4区偏析最严重。
图1 图2 取样位置：如图2所示
研究背景：炼钢厂提供资料C 偏=C0/C 熔，C0为方坯几何中心钻样。
C 熔为熔炼样。
C 偏=C0/C1+C2+C3 方坯两条对角线1/4碳含量。
武钢的碳偏析是研究偏析指数，C 偏=C0/C 熔，C0为方坯中最大碳含量位置。
以上方法全部采用钻样，但不能研究其他元素偏析，本研究采用光谱分析全部元素分析。
2、Mn 、P 、S 、含量偏析情况不随钢中碳含量增加而增加。
3、35K 中Al 、Ca 偏析不严重。
4、实际检验数据2、4区元素含量较高，3区中间部位含量较低，1
、5区外壳元素含量基本在中间。
6、C含量波动范围超出国标，性能波动大。
高拉碳法冶炼中高碳钢技术研究
往路技 术 协 作 信 息 ຫໍສະໝຸດ ２ ０ １ ５ （ ２ ４
高拉碳法冶炼中高碳钢技术研究
王键 ， 山东 钢铁股份有限 公司 莱芜分公司 炼钢厂 摘 要： 莱钢 炼钢厂根据 自身的生产条件 ， 在 冶炼 中高碳 钢（ Ｃ ％＞０ ． ４ ％） 时， 采取 高拉补 吹工 艺。通过 对不 同的枪位 、 氧 压、 加料 时机 、 拉碳 时机进行试验 ， 达到 了高碳低磷 出钢的 目的。终 点平 均碳 含量 由 ０ ． １ １ ％提 高到 ０ ． ２ ５ ％， 终点平均磷 小于 ０ ． ０ ２ ３ ％。 关键词 ： 高拉碳 法 ； 中高碳钢 ； 转炉 ； 终 点碳 莱钢 炼钢 厂 生产 的 中高 碳 钢主 要 包 变化判 断冶炼 终点 。高 碳 出钢 ， 终点碳 大 ２ 高碳出钢终点判断模 型研究 。 括４ ５ ＃ 、 ５ 、 ４ ０ Ｍ ｎ 、 ６ ５ Ｍｎ 等钢种 ，主要 用 于 ０ ． ３ ０ ％ ，碳氧反应 未到达拐 点 ， 仍 很剧 （ １ ） 拉 碳 取样 化 验 。碳 大 于 ０ ２ ０ ％以 于加 工弹簧钢 和锯片 钢等 ， 本钢种 要求 钢 烈 ， 炉长无 法从炉 口的 火焰 判断 炉 内碳 的 上 ， 观察“ 碳花 ” 、 “ 碳膜 ” 等经验办 法已无法 水 纯净 度高 、 非金 属 夹杂 物含 量 低 、 铸 坯 变化 ， 无副 枪 、 炉 气分析 等检 测设备 ， 终点 判断碳 含量 ， 必须取 样化 验 。选用含 铝钢 全氧 含量低 ， 对 生产工 艺控制 要 求较 高 。 判断 困难 。 水取 样器 ， 拉碳取 块样 ， 送 光谱化 验 ， 通过 由于长 期 以来 都采 用拉 低碳 增 碳法 控 制 四、 试验研究及 工艺优化 对讲 机直接反 馈成 分给炉 长 ， 整个过 程用 终点， 即将钢 水碳脱 至 Ｑ ｌ － （ ） ｌ ２ ％左 右 时停 ｌ 高 拉碳操作模 式。 时在 ３ 分钟 以内。 现 中高钢生产周期在 ３ ５ 吹， 在 出钢过程 中添加大 量增碳剂 满足 钢 （ １ ） 提高成渣 速度 ， 前期高效脱 磷 。采 分钟 ， 转炉 冶炼周 期 ２ ８ 分钟 ， 每炉有 ７ 分 种碳含量要求。该方式操作简便， 终点命 用高枪位开吹，增加氧气流冲击面积 ， 使 钟 的等待 时间 ，可 以满足 成分化 验需 要 ， 中率高 ， 去磷效果 好 ， 但 钢水氧 化性 强 ， 钢 渣 中（ Ｆ ｅ Ｏ） 含 量迅 速增 加 ， 但熔 池 搅拌 不 对生产节 奏无影响 。 中夹杂 物 含量 高 ， 钢 水质 量不 稳 定 ， 不 能 够 。增加 底吹强度 Ｑ ０ ５ ２ ｍ３ ／ ｍｉ ｎ・ ｔ ， 提 高前 （ ２ ） 以供 氧 时间选择 拉碳 时机 。分析 满足用户需 求。 期底 吹搅拌 能 ，可以加 快石 灰熔 化速度 ， 影响 冶炼终 点的备 类因素 ， 在 原材物 料参 生产线概况 促进 前期化 渣 ， 一 定程度上 也抑 制前 期渣 数 准确 ， 过程 控 制标 准化 的 基础 上 ， 经过 ｌ 生 产 工艺流程 ： 铁水 预处 理— ＋ ６ ０ ｏ吨 过度泡沫化 。 多次 试验摸 索 ， 建 立以供 氧 时间为依 据 的 混铁炉一复 吹转炉一Ｌ Ｆ — 连铸 机。 （ ２ ） 中期 平稳 脱 碳 ， 保持渣 中 Ｔ ｆ ｅ含 判断 模型 ，根 据铁水 条件 分为 三种模 型 ， ２ 铁水条 件 ： 使用非脱 磷铁水 ， 铁水 磷 量 。随着熔池温度 升高 ， 进入碳氧 反应期。 如表 ｌ 所示 。 ∞８ ％ ｌ Ｓ ％， 温度 及硅 成份波 动较大 。装 实际上此阶段熔池 中磷 的去 除是和碳进行 表 ｌ不 同铁水 条件 下供氧 时间 入制度 ４ １ 吨铁水 、 ４ ｆ 废钢 。 竞 争 氧 化 铁 水温度， ℃ 铁水硅． 供 氧时间， Ｓ 二、 高拉碳法 生产 高碳 钢的模式 反 应 的 过 ＜ １ ２ ２ ０ ＜ ０ ． ３ ０ ６ ３ ０ ±１ ０ 转炉高拉 碳操作 的实现 ， 得 益于脱 磷 程 ， 可得反 低温低硅 中温中硅 １ ２ ４ ｏ ＿ １ ２ ６ ０ ０ ． ３ ０ － ０ ． ４ ０ ６ ４ ０ ±１ ０ 技 术的进步 ， 转炉 软吹 法 、 双 渣法 、 铁水 包 应式如下 ： 高温高硅 ＞ １ ３ ０ ０ ＞ ０ ． ７ ０ ７ ｏ ０ ±１ Ｏ 或 鱼雷罐 内的喷粉脱 磷 、 转炉脱磷 法 以及 ２ １ ＋ ５ ∞ ＝ ＭＵ Ｒ Ｃ法等技术 的发 展 ，解决了高碳 出钢 （ Ｐ ２ ｏ ５ ） ＋ ５ 【 Ｃ 】 ４ｌ ８ ５ ０＋ ｌ ８ （ １ ４ Ｔ 脱磷 难的 问题 ， 促进了 高拉碳法 生产高 碳 △Ｇ～ｌ ３高 碳出钢调渣工艺研究 。 钢技术 的发展 。 高碳钢高拉碳 出钢根据铁 此阶段 的关键控 制脱碳 速度 ， 维 持渣 溅渣效 果差主 要表现 在溅 渣时 间短 ， 水 磷含量 的不同 ， 有三种 模式 。一种是 使 中（ Ｆ ｅ Ｏ） 含 量含 量 保持 ｌ ５ ％以 上 ， 使 脱磷 在放 钢过程 炉渣成 小颗粒 状 ，结砣 明显 ， 用 预处理铁 水的高拉 碳 ， 其余两种 是使 用 反 应继续快 速进行 。阶段 性的提 高枪位 ， 溅渣 １ 分钟后就 看不见渣片 甩出 ，炉渣 粘 非 预处理 的常规铁 水高拉碳 ， 双 渣法和 高 提枪 时机及 幅度 ， 主要看 此 时炉 内即时 的 度 大容 易 涨炉 底 。分 析 高碳 出 钢 ，炉 渣 拉补 吹法。［ １ １ 碳氧反应 隋况。 无副枪 ， 过程 中的（ Ｆ ｅ Ｏ ） 及 （ Ｆ ｅ Ｏ ） 低， 渣 中存在 大量 高熔 点的硅 酸 二 莱钢股份炼钢厂 有 ３座 ５ ０ ｆ 顶 底复吹 脱碳 速度无 法测定 。通过 研究发 现 ， 实际 钙、 硅 酸三钙颗 粒 ， 炉渣熔 点高 ， 流 动性差 转炉 ， 无 铁 水预 处理 脱磷 设 备 ， 锯 片钢 等 上可 以用烟气 中的 Ｃ Ｏ浓度来判 断炉 内反 容易溅 干。 ０浓度 ５ ５ ％一 ８ Ｓ ％， 波动大 。 高 碳钢种产 量 比较 大 ， 结合上述 高拉碳 法 应 。当原工艺 Ｃ 采用 终点前 点吹方式 调渣 ， 点吹 时间 冶炼技 术 ，在 ５ ０ ｔ 转炉 上进行单渣 法高拉 浓度 高时代表碳 氧反应剧烈 ， （ Ｆ ｅ Ｏ ）大量 ｌ ５秒 ， 高枪 位 １ Ｃ ￣ Ｘ ） ｍｍ， 增加 炉 渣 （ Ｆ ｅ Ｏ） 含 损耗 ， 必将影响磷 的氧 化 。实 践证 明 ， 合理 碳 冶炼 中高碳钢 的试验研 究。 量 。此时炉 内炉渣 仍存在 一定 泡沫 性 ， 包 三、 存在 的主要问题及分析 的 中期脱 碳 速 度 ，烟 气 Ｃ ｏ浓 度稳 定在 裹氧 气流 ， 减少 对炉 体 的直 接 冲刷 ， 对 比 ｌ 中后期吹炼 ， 脱碳 速度随钢中碳含量 ４ ５ ％一 ５ ｓ ％， （ Ｆ ｅ Ｏ） 能一直稳定在较 高水平 ， 溅渣 前吹氧调渣能更好 保护溅渣层 。若出 的减少 而直 线下 降 ， 炉渣 中（ Ｆ ｅ Ｏ） 含量 增 继 续保持高的去磷效率 。所以可以根据过 现 拉碳渣 况较粘 ， 可 以适 当加 些烧 结矿 或 加， 是 高效去 磷的关键 阶段 。提 高终 点碳 程炉 气 Ｃ ０浓 度变化调 整操作 ， 若 过程 Ｃ Ｏ 萤石 。 含量 ， 供氧 时 间缩短 ， 后期 脱 磷时 间也 相 过高 ， 适当提高 过程 枪位 ， 过低 ， 降低枪位 。 五、 应用效果及结论 （ ３ ） 后期动态枪 位调 渣 ， 避免返 干。吹 应 减少 ， 影响 转炉去磷 率 ； 终点碳 高 ， 碳氧 １ ． 研究 的单渣 法高拉碳操作模 式能够 反应剧烈 ， 终渣 （ ｆ ｅ ０ ） 含量 由低 碳 出钢 的 炼 ｌ Ｏ分钟左右 ，碳氧化 速度趋于 峰值 ， 强 满 足 中高 碳 钢生 产要 求 ，终 点 碳含 量 由 出现 返千 ， 影 响 ｌ Ｓ ％降低至 ｌ Ｏ ％以下 ，降低磷在 钢渣 间分 烈 地消 耗 渣 中的氧 化 铁 ， ０ ． １ １ ％提高到 ０ ２ ５ ％，终 点平 均磷含量 小于 甚至 发生 回 磷 ， 此 时枪 配系数 Ｌ ｐ ， 影响 转炉去 磷率 。脱磷 率低是 脱 磷 的继 续进 行 ， Ｑ ０ ２ ３ ％。 单渣法高碳 出钢 的主 要制约因素 。 位已比较 高 ， 再 提高枪 位会 对 降低氧气 流 ２ 冶 炼过 程控 制 稳 定 ， 没有 出现剧 烈 ２ 为提 高脱 磷 率 ， 必 须 保证 全程 高 搅拌能 ， 熔 池产 生死 区 。解 决的 方法是调 喷溅现象 ， 较 好的解 决了 中后期 “ 返千” 的 （ Ｆ ｅ Ｏ） 成渣 ， 但 渣 中（ Ｆ ｅ Ｏ ） 含量过 高 ， 既增 整枪位 ， 提 早采 用动态枪 位调 渣操作 ， 即 问题 。 加 液 相渣 量 ， 又 降低炉 渣表 面 张力 ， 提 高 短 时 间高 低枪 位 交替 作 业 。高枪 位 软 吹 ３ 终 点炉渣 Ｆ ｅ Ｏ含 量 ｌ ２ ５ ％， 炉 渣流动 ｌ Ｓ 一 ２ Ｏ 秒， Ｆ ｅ Ｏ在炉渣 表面迅 速积聚 ， 之 后 泡沫 陡， 是诱发 喷溅的重要原 因。 性 良好 ， 溅渣 时 间平 均 ２ ． ５分钟 ， 基本 达到 Ｃ Ｏ ｍ ｍ， 低枪 位硬吹 ｌ Ｏ 秒， 加强搅 拌 ３ ． 高碳 出钢 ， 终渣（ Ｆ ｅ Ｏ ） 含量 低 ， 流 动 降低 ５ 低碳 出钢水平 ， 较好 的满 足溅渣 护炉 工艺 性差， 溅渣 时间短 ， 影 响炉体 维护。 减少 熔 池死 区 ， 如 此频 繁调 整 枪位 ， 控 制 要求 。 ４ 在冶炼 中后期 ， 存在 ［ Ｃ ］ 含量 的临界 熔 池反应 ， 保证 后期渣活跃 。 参 �
中高碳钢成分及轧制工艺
中高碳钢成分及轧制工艺中高碳钢成分及轧制工艺1. 引言中高碳钢是一种重要的材料，在车辆制造、机械加工和建筑行业等领域中得到广泛应用。
它具有优异的强度和耐磨性，能够满足对强度和耐磨性要求较高的工程应用。
本文将首先介绍中高碳钢的成分组成，然后探讨与中高碳钢相关的轧制工艺，以深入了解中高碳钢的制备及其性能。
2. 中高碳钢的成分组成中高碳钢是以含碳量为0.25%-0.60%的钢材为主体，其余成分则根据具体的应用要求进行调整。
除了碳元素以外，中高碳钢中还含有多种合金元素，如锰、硅、铬等。
这些合金元素的存在能够显著改善中高碳钢的机械性能和耐磨性。
2.1 碳元素碳元素是中高碳钢的主要合金元素，对钢的性能有着重要的影响。
碳元素可提高钢的强度和硬度，但会降低其塑性和韧性。
一般来说，含碳量越高，中高碳钢的强度和硬度就越高，但其韧性也相应下降。
2.2 锰元素锰元素是中高碳钢的常见合金元素之一，它能够提高钢的强度和韧性，并增强钢的耐磨性。
锰元素可与碳元素形成固溶体，增加钢材的晶格强化效应，从而提高钢的机械性能。
2.3 硅元素硅元素是中高碳钢中重要的元素之一，它能够提高钢的强度和硬度，同时降低钢的塑性。
硅元素可与碳元素形成固溶体，增加钢材的晶格强化效应，进一步提高钢的机械性能。
2.4 铬元素铬元素是中高碳钢中常用的合金元素之一，它能够提高钢的硬度和耐腐蚀性。
铬元素能够形成氧化铬层，保护钢材不受环境氧气和水腐蚀的影响。
铬元素还可以增加钢的晶格强化效应，提高钢材的强度。
3. 中高碳钢的轧制工艺中高碳钢的轧制工艺对于决定其终端性能和应用范围至关重要。
主要的轧制工艺包括热轧、冷轧和热处理等。
3.1 热轧热轧是指将中高碳钢加热到适当的温度，在高温下进行塑性变形的一种轧制工艺。
热轧能够改变钢材的晶粒结构，提高其塑性和韧性。
热轧还能够消除钢材中的内应力，使其具有更好的综合性能。
3.2 冷轧冷轧是指将加热后的中高碳钢在室温下进行塑性变形的轧制工艺。
连铸大方坯生产H13工艺研究
能 的 Ｈ１ ３钢 。
目前 ， Ｈ１ ３的生产工 艺主要 有三 种 ¨ ： （ １ ） 电炉 （ 转炉 ） 一炉外 精炼一钢锭一 锻打一 热 处理 。 自２ ０ 世纪 ８ Ｏ年代 以来 ， 国内大部 分 特殊 钢 厂都 采用这种方法 ， 是较为传统 的一种工艺模式 。 （ ２ ） 电炉一 炉 外精炼 一 模 铸一 初 轧 棒材 一 热 处理 ， 通 过 以轧 代 锻 ， 使 能耗 大 幅 降低 ， 同时 收得 率也 有所 提高 。
ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ｏ ｐ ｅ ｒ ｔ ｉ ｅ ｓ ｏ ｆ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｗｅ ｒ ｅ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ． Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｈｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈｅ Ｈ１ ３ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕ ｃ ｅ ｄ ｖ ｉ ａ ｃ ｏ ｎ ｔ ｉ ｎ ｕ ｏ ｕ ｓ ｂ ｌ ｏ ｏ ｍ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｅ ｑ ｕａ ｌ ｔ ｏ ｔ ｈ ａ ｔ ｐ ｒ ｏ ｄ ｕｃ ｅ ｄ ｖ ｉ ａ ｍｏ ｕ ｌ ｄ ｃ ａ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ， ｎ ｏ ｎ— ｍｅ ｔ ａ ｌ ｌ ｉ ｃ ｉ ｎ ｃ ｌ ｕｓ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ ｈ ａ ｒ ｄ ｎ ｅ ｓ ｓ ， ａ ｎ ｄ ｃ ａ ｎ ｆ ｕ ｌ ｌ ｙ ｓ ａ ｔ ｉ ｓ ｆ ｙ ｃ ｕｓ ｔ ｏ ｍｅ ｒ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｎ Ｈ１ ３ ｈ ｏ ｔ — ｗｏ ｒ ｋ ｉ ｎ ｇ ｄ ｉ ｅ ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ ｆ ｏ ｒ ｓ ｐ ｅ ｃ ｉ ａ ｌ ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
中碳钢方坯连铸机工艺
中碳钢方坯连铸机工艺作者：高尚伟任宝祥陈焕建来源：《环球市场信息导报》2012年第07期研究了山东石横特钢集团有限公司第二炼钢车间方坯连铸机的拉速、比水量、过热度、结晶器电磁搅拌对高碳钢小方坯中心缩孔、中心偏析、中间裂纹的影响。
优化了工艺参数,并提出了进一步提高方坯内部质量的措施。
中碳钢;小方坯;中心偏析;中心缩孔;结晶器电磁搅拌随着我国钢铁工业的发展强大,市场竞争逐渐加剧,对钢材的品种结构和质量实物水平提出了新的要求。
目前,我国许多炼钢厂致力于用小方坯连铸机生产优质中高碳钢,我二炼钢车间同样也开始生产优质中高碳钢,并对各种工艺参数对方坯中心缺陷的影响进行了一系列研究。
1.中碳钢生产的工艺流程与铸机参数工艺流程。
60t顶底复吹转炉→65T钢包精炼炉→四机四流方坯连铸机→高线。
主要工艺参数。
转炉、LF炉、方坯连铸机的主要工艺参数见表1、表2、表3:试样加工方法。
考虑到试样所取的代表性与准确性,防止因加工带来的偶然性,为此,针对不同工艺条件在250mm长的铸坯上连续截取横向试样,并另外取400mm铸坯做纵剖试样。
检验内容。
纵横样低倍组织检验。
横向评级参阅YB/T1999《优质碳素结构钢和合金结构钢连铸方坯低倍组织缺陷评级图》,纵向低倍评级根据实际缩孔大小进行评级。
中心偏析的测定。
用5mm的钻头在连续的横向试样上钻取试样,分析碳的含量,用偏析指数代表横向样的宏观偏析程度。
偏析指数CSI表示为:。
3.实验结果及分析二冷强度对低倍组织的影响。
通过对不同冷却强度下40Cr钢纵向低倍组织分析发现,经过酸浸检验得到的铸坯纵向和横向低倍情况知,在电磁搅拌使用时,随着冷却强度的增大,铸坯中心偏析得到了改善,中心缩孔减小,并且较均匀。
但是一旦冷却强度增大到一定程度,反而内部缩孔严重,且中间裂纹严重。
这可能由于冷却强度太大,柱状晶充分发展,形成的缩孔得不到钢液的补充所致。
中间裂纹严重是由于冷却段较短,过大的冷却强度使铸坯出二冷段后回温严重所致,比水量较大的铸坯中心偏析及中心缩孔轻微。
中高碳钢连铸坯缓冷技术开发及应用
中高碳钢连铸坯缓冷技术开发及应用关于《中高碳钢连铸坯缓冷技术开发及应用》，是我们特意为大家整理的，希望对大家有所帮助。
摘要：为消除铸坯表面微裂纹缺陷，大幅提高钢坯质量，对微裂纹产生原因进行了分析，结合铸坯低倍检验结果，找出了微裂纹产生的主要原因。
通过对红热连铸坯切后冷却工艺的改进优化，使铸坯缓慢冷却，有效地降低了铸坯表层温度梯度，相变应力不再增加，减少了铸坯表面微裂纹的产生。
减少品种钢铸坯轧制缺陷的出现概率，满足品种钢生产的要求。
下载论文网关键词：连铸坯；缓冷技术；裂纹缺陷中图分类号：TG335.5 文献标识码： A 文章编号：1673-1069（2016）29-178-20 引言宣钢炼钢厂1#连铸机是全国首台12机12流方坯连铸机，弧形半径R9米，年设计生产能力200万吨钢，承担着炼钢厂约1/3的钢坯生产任务，对炼钢厂生产任务的完成起着至关重要的作用。
1#连铸机初始设计断面为150×150mm2，后为配合中型材增上200×285mm2断面结晶器。
自投产以来，连铸机的产能不断提高，已远远超过设计能力；品种不断增加，生产的钢种有低合金系列、普碳系列、40#-65#钢、37Mn5、27SiMn、Q345B、Q420B、20管坯等，铸坯供中型轧制角钢、槽钢及大规格圆钢。
随着品种的不断开发，在生产大断面中高碳钢时，铸坯表面微裂纹逐渐显现，轧后裂纹废品增多，裂纹一度成为困扰该连铸机的主要问题。
同时内部存在不同程度中心偏析，严重影响铸坯质量。
1 中高碳钢连铸坯缓冷技术内容及思路依据大断面铸坯缓冷的特殊工艺要求，认为通过对红热连铸坯切后冷却工艺的改进优化，使铸坯缓慢冷却，可以有效地降低铸坯表层温度梯度，相变应力不再增加，能够减少铸坯表面微裂纹的产生。
在借鉴国内外有关资料后决定在1#机坯跨增设两个27×15×5.5m3的缓冷坑，将红热铸坯吊入坑内实施缓冷，在保温状态下让其缓慢地冷却到200℃以下，以解决连铸坯表面微裂纹及中心偏析缺陷，提高铸坯合格率，减少品种钢铸坯轧制缺陷的出现概率，满足品种钢生产的要求。
连铸大方坯生产h13工艺研究
连铸大方坯生产h13工艺研究随着21世纪不断发展的工业生产，各种钢材的使用也变得越来越广泛，H13合金钢也在这样的发展当中受到了广大用户和研究者的关注。
由于H13合金钢在热处理工艺和力学性能上具有出众的特点，因此能够很好地满足当今客户对高性能钢材的更高要求。
由于它在工艺工作性能上的优越特性，H13合金钢可以用来制造一系列重要工件和工具，如机械零部件，金属切削工具和铸造模具，以及高耐热的热处理成型件等。
本文重点研究了H13合金钢的生产工艺，特别是利用连铸大方坯进行生产的可行性研究。
大方坯可以简化不锈钢铸件的工艺流程，缩短产品的生产周期，减少成型时间，减少工件的不良率，降低生产成本。
在实际生产中，不锈钢大方坯的生产经历了几个主要的步骤：选料、熔炼、连铸、分段、冷热处理、浇口和机械加工等。
首先，在连铸过程中，熔料的温度在1400~1450℃，加热的熔料的元素组成可以适当调整以满足特定H13合金钢的需求。
根据工艺要求，熔渣需要在有溶剂比重的室内（35~38）中进行熔炼。
在熔炼、连铸和铸造过程中，要实时监测原料、熔料和大坯的温度，以保证其质量。
其次，在连铸大方坯的分段工艺中，需要配备合适的分段和分条设备。
在分段设备中，可以根据客户的要求选用不同的分条方式，如热分条、悬挂式分条、连续分条等，以确保大方坯的表面质量和准确的尺寸。
在分段过程中，还要采取一定的措施，以降低工件表面的粗糙度，比如采用精密分段、涡流分段等。
再次，在连铸大方坯生产H13合金钢的冷热处理工艺中，主要采用熔炼、退火和回火等处理方法。
在连铸的H13合金钢中，熔炼的温度可以保持在1400~1450℃，而退火的温度可以达到850~900℃，回火温度一般在650~750℃。
退火后，H13合金钢的力学性能更好，可以提高硬度，并减少淬透性。
最后，在连铸大方坯生产H13合金钢的浇口工艺方面，需要采用适当形状的浇口，使其与大方坯的尺寸相符。
此外，在浇口的设计时，还要考虑到流引的形状和流量，确保H13合金钢的质量。
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(b) 有 M - EMS 炉号 1039626 拉速 2. 1mΠmin 图 4 M - EMS 对铸坯纵向低倍的影响
由图 4 可知 ,同样工艺条件下 ,没有使用电磁搅 拌的铸坯低倍较差 ,严重时形成局部缩孔 ,缩孔直径
可达 6mm～8mm。在没有电磁搅拌的情况下 ,随着 比水量的增大 ,拉速的提高 ,铸坯低倍恶化会更严 重。
the actual production conditions Of the plant. Aslo some countermeasures are put forword to improve billet internal quality. KEY WORDS high carbon steel billet central segregation central cavity M - EMS
晶 。因此有 M - EMS 的低倍结果较好 ,中心疏松和
中心缩孔较轻 ,这说明电磁搅拌避免了大树枝晶 ,避
免了枝晶在最后凝固区域形成的“搭桥”现象 ,减轻
了中心偏析 。
4 结论及措施
随拉速降低 ,铸坯中心偏析和中心疏松得到改
善 。结合现场生产需要及铸坯中心缺陷 ,在目前工
况条件下 ,拉速控制在 2. 3mΠmin ,且尽量保持稳定 ;
步改善中心质量 。
3) 优化生产组织 ,保证成品成分稳定性 ,降低中
包钢水过热度 ,进行恒速浇注 ,避免液相穴的频繁变
化 ,以改善和稳定中心偏析 ,从而保证高碳盘条通条
性能的稳定性 。
5 参考文献
[ 1 ] Raimle C M ,Fredriksson. On the formation of pipes and centerline seg2 regates in continuously cast billets ,Metallurgical and Meterials Transac2 tions ,1994 (2) :123～133.
0 前言
1 安钢中高碳钢生产的工艺流程与铸机参数
随着我国钢铁工业的发展强大 ,市场竞争逐渐 1. 1 工艺流程
加剧 ,对钢材的品种结构和质量实物水平提出了新
100t 超高功率竖式电炉 →100t 钢包炉 →六机六
的要求 。目前 ,我国许多炼钢厂致力于用小方坯连 流方坯连铸机 →高线 。
铸机生产优质中高碳钢 ,安钢一炼轧同样也开始生 1. 2 主要工艺参数
REASEARCH OF CASTING PRACTICE FOR HIGH CARBON STEEL BILL ET
Guo Shibao Cheng Dechao Huang Zhong (Anyang Iron & Steel Group Co. ,Ltd )
ABSTRACT It’s systemically studied that the effect of water consumption、casting speed 、upper heat and M - EMS on central cavity、central segregation、middle crack of high carbon steel billet. The process paramaters have been optimizied in combination of
钢种
65 # 65 #
过热度Π ℃ < 45 > 45
试样 铸坯中心碳 数目 波动范围Π %
13 0. 62～0. 78
8 0. 63～0. 75
偏析指数 波动范围
0. 96～1. 21 1. Hale Waihona Puke 2～1. 17平均偏析 指数
1. 11
1. 09
由图 3 和表 6 可知 ,随着过热度的降低 ,数据较
表 5 65 # 钢拉速与中心偏析关系
拉速Π mΠmin
2. 3～2. 6
2. 7～3. 0
铸坯中心碳波动 范围Π %
0. 62～0. 71 0. 63～0. 73
偏析指数 波动范围 0. 96～1. 1 0. 98～1. 16
平均偏析 指数 1. 07 1. 11
3. 3 过热度的影响 70 # 钢不同过热度下铸坯纵向低倍情况如图 3
针对目前工况 ,比水量采用 0. 7lΠkg ,有利于改善中
心疏松与偏析 ;M - EMS 对中心偏析 、中心疏松和中
心缩孔影响大 。在电磁搅拌出现故障时尽量不生产
高碳钢系列 ,如果在生产过程中遇到结晶器电磁搅
拌出现故障 ,要采用低速浇注 ( ≤1. 8 mΠmin) ,采用
较小的比水量 ( ≤0. 65kgΠl) ,以减少没有电磁搅拌的
2005 年 12 月 河 南 冶 金 Dec. 2005 第 13 卷 第 6 期 HENAN METALLURGY Vol. 13 No. 6
中高碳钢方坯生产工艺研究
0. 016 0. 008～0. 019
0. 015
S 0. 007～0. 017
0. 013 0. 010～0. 022
0. 017
Al
0. 005 0. 005 0. 005 0. 005
联系人 :郭世宝 ,副主任 ,高级工程师 ,河南. 安阳 (455004) ,安阳钢铁集团有限责任公司技术中心 ; 收稿日期 :2005 —9 —30
所示 ,不同过热度下铸坯的中心偏析情况见表 6 :
·14 ·
河 南 冶 金 2005 年第 6 期
(a) 过热度 26 ℃缩孔 1 级
(b) 过热度 36 ℃缩孔 1 级 图 3 70 # 钢不同过热度下铸坯纵向低倍情况
表 6 不同过热度下铸坯的中心偏析情况
(b) 拉速 2. 3 缩孔 0. 5 级 图 2 不同拉速对铸坯纵向低倍的影响
如图 2 可见 ,拉速提高后中心缩孔较严重 ,并且 缩孔是大小不均 ,形成了局部的穿孔 。随着拉速的 降低 ,缩孔逐渐均匀减小 ,中心 偏析也减轻 。这可 能与拉速较高 ,柱状晶较发达 ,液相穴较长 ,中心得 不到充分补缩有关 。根据实验 ,在过热度 40 ℃,拉 速稳定在 2. 3mΠmin 较合适 。中心偏析和中心缩孔 有一定的对应关系 ,缩孔严重的铸坯偏析一般也较 严重 ,因此拉速对中心偏析影响也较大 。实际生产 中 65 # 钢拉速与中心偏析关系见表 5 :
表 4 实验钢种的化学成分
%
钢种
65 # 范围 均值
70 # 范围 均值
C 0. 63～0. 68
0. 66 0. 67～0. 72
0. 69
Si 0. 22～0. 30
0. 26 0. 23～0. 31
0. 27
Mn 0. 54～0. 62
0. 57 0. 56～0. 67
0. 59
P 0. 010～0. 02
对于同一炉钢 、不同流次所做的低倍检验如图 2 所示 :
(a) 拉速 2. 7 缩孔 2 级
(a) 比水量 0. 5lΠkg 缩孔 1. 5 级
(b) 比水量 0. 7lΠkg 缩孔 < 1 级
(c) 比水量 1. 0lΠkg 缩孔 1. 5 级 图 1 不同冷却强度对 65 # 钢纵向低倍组织的影响
[2 ] in continuously cast billets ,Metallurgical and Meterials Transactions , 1994 (2) :123～133.
[3 ] 郭世宝 ,苏晓峰. 提高胶管钢丝用 72A 线材拉拔性能研究. 金属 制品 ,2005 ,31 (5) :28～30.
为离散 ,总趋势是过热度较高 ,中心偏析较轻 。这可
能是因为过热度提高 ,但是拉速也相应降低了 ,由此
可见拉速对中心偏析的影响要比过热度的影响大 。
3. 4 结晶器电磁搅拌的影响
M - EMS 对铸坯纵向低倍的影响如图 4 所示 :
(a) 无 M - EMS 炉号 1039626 拉速 2. 1mΠmin
郭世宝 程德朝 黄 重 ①
(安阳钢铁集团有限责任公司)
摘要 研究了安钢方坯连铸机的拉速 、比水量 、过热度 、结晶器电磁搅拌对高碳钢小方坯中心缩孔 、中心偏析 、中间 裂纹的影响 。优化了工艺参数 ,减少了高碳钢质量异议 ,并提出了进一步提高方坯内部质量的措施 。 关键词 高碳钢 小方坯 中心偏析 中心缩孔 结晶器电磁搅拌
熔池容积Πm3 19
竖炉容积Πm3 79
表 2 LF 炉主要工艺参数
公称容量Πt 100
最小容量Πt 75
最大容量Πt 125
钢包高度Πmm 4300
电极直径Πmm 456
极心圆直径Πmm 750
精炼时间Πmin 33～40
断面Π mm2 150 ×150
流数Π 流 6
结晶器长度Π mm
900
表 3 方坯连铸机的主要参数
影响 。
经过优化配水 、合理控制拉速后 ,生产的盘条质
量异议赔偿金额降低了 0. 9 元Πt 钢 。为了进一步提
高产量和保证铸坯中心质量 ,下一步应从以下几个
方面采取措施 :
1) 进一步延长二冷段长度 ,使铸坯冷却均匀 ,控
制合适的降温速度 ,防止中间裂纹出现 ,利用凝固收
缩 ,减少中心疏松 。
2) 恢复末端电磁搅拌 ,并确定其最佳位置 ,进一
CSI = ( ∑CiΠC0 ) Πn 式中 :Ci ———铸坯中心浓度 ; n ———取样次数 。
C0 ———铸坯非偏析区浓度 ; 3 实验结果及分析 3. 1 二冷强度对低倍组织的影响
不同冷却强度对 65 # 钢纵向低倍组织的影响如 图 1 所示 :
由图 1 可知 ,经过酸浸检验得到的铸坯纵向和 横向低倍情况知 ,在电磁搅拌使用时 ,随着冷却强度 的增大 ,铸坯中心偏析得到了改善 ,中心缩孔减小 , 并且较均匀 。但是一旦冷却强度增大到一定程度 , 反而内部缩孔严重 ,且中间裂纹严重 。这可能由于 冷却强度太大 ,柱状晶充分发展 ,形成的缩孔得不到 钢液的补充所致 。中间裂纹严重是由于冷却段较 短 ,过大的冷却强度使铸坯出二冷段后回温严重所 致 ,比水量较大的铸坯中心偏析及中心缩孔轻微 。 3. 2 拉速的影响