连铸钢水质量纯净度控制ppm战略(蔡开科)
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矩形坯内部裂纹的分析及防止措施摘要:通过对炼钢厂矩形坯内部裂纹的成因分析,提出了采用合适的冷却制度、降低拉矫力、保持拉速稳定、严格控制钢水的过热度、控制成分和纯洁度等解决矩形坯内部裂纹的措施。
关键词:矩形坯;内部裂纹炼钢厂在2006年12月投产一台四机四流的矩形坯连铸机。
自2007年5月份以来,钢材大量出现了缩孔、内裂、白点等缺陷,其中对产品质量影响最大的是内部裂纹。
本文结合炼钢厂矩形坯连铸的生产实践,对内部裂纹成因及影响因素进行探讨,提出了控制内部裂纹的有效措施,并取得了显著效果。
1 生产现状该台铸机是配合特殊钢厂800/650轧机而建设的,生产矩形坯主要工艺流程为:铁水预处理→150t顶底复吹转炉→LF精炼→矩形坯连铸(350mm×470mm)。
生产钢种主要有20钢、45钢、S45C、40Cr、42CrMo、37Mn等。
矩形坯连铸机的主要参数见表1。
表1 炼钢厂矩形坯连铸机的主要参数Table 1 Main parameters of bloom CCM in steel work项目主要参数冶金长度33m(最大)弧型半径14m矫直半径19m、34m流间距1.8m中间包容积32t,液位高度900mm2 铸坯内部裂纹形态及成因分析2.1 内部裂纹形态抽取矩形坯铸坯横断面试样进行冷酸侵蚀,结果显示,其表层细小等轴晶较薄,柱状晶发达。
内部裂纹位于中心等轴晶与柱状晶交界处,具体形态见图1。
图1 内部裂纹分布形态Figure 1 Distribution of internal crack2.2 内部裂纹的产生原因[1,2]钢液凝固时,由于选分结晶和晶界毛细管作用的结果,使得柱状晶晶界成为杂质元素富集区。
由于P、S等非金属杂质的存在,使得晶界变脆弱,成为内部裂纹形成的内因。
柱状晶根部应力集中是内部裂纹形成的外因,应力的产生主要有:(1)坯壳凝固时的热应力;(2)坯壳凝固时的相变应力; (3)拉坯辊辊压的机械应力。
连铸板坯缺陷对下工序的质量影响摘要:为满足用户对产品质量越来越严格的要求,生产价格便宜高质量产品是人们追求的目标。
而轧制产品质量是与连铸坯缺陷紧密相联系的。
关键字:连铸坯;质量控制引言:在现代的工业发展中,质量的高低已逐渐决定着企业的命运。
市场竞争以价格竞争为主转向以质量竞争为主,为了达到提高连铸板坯质量更好的为下工序服务的目标,使我们的产品在下游客户的手中能更好的体现使用价值。
一、连铸板坯缺陷的分类与分析1、连铸板坯缺陷的分类炼钢-精炼-连铸工艺流程生产的连铸板坯作为半成品共给轧钢,轧制成不公规格的板材以满足不同单位的需求。
只有提供高质量的连铸板坯,才能轧制出高质量的产品。
连铸板坯缺陷包括以下几个方面:连铸板坯的纯净度:主要是钢中夹杂物类型、形貌、尺寸和分布。
(1)连铸板坯的表面缺陷:主要是指连铸板坯的表面纵裂纹、横裂纹、网状裂纹、夹渣、气泡等。
缺陷严重的会造成废品,甚至会已传至轧制产品内。
(2)连铸板坯的内部缺陷:主要是指连铸板坯内部裂纹、中心疏松、缩孔、偏析等。
缺陷严重者会影响轧制产品的力学性能和使用性能。
2、连铸板坯缺陷的分析2.1连铸板坯夹杂物的主要来源钢中夹杂物数量要少,钢中总氧要低,在钢中的夹杂物呈弥散分布而避免成链状串簇状分布(1)内生夹杂物:主要是脱氧产物。
其特点是溶解氧增加,脱氧产物增多。
(2)外来夹杂物:钢水与环境(空气、包衬、炉渣、水口等)作用下的二次氧化产物,其特点为夹杂物粒径大、组成复杂的氧化物、来源广泛、在连铸板坯中成偶然性分布、对产品危害大。
2.2连铸板坯表面裂纹缺陷连铸板坯裂纹包括表面裂纹(纵裂纹、横裂纹、网状裂纹)和内部裂纹(三角区裂纹、中心线裂纹)。
连铸板坯裂纹的形成是一个复杂冶金、物理过程。
是传热、传质、凝固和应力的相互结果。
带液芯的高温铸坯在连铸机运行过程中,各种力作用于高温坯壳产生变形,超过了钢的允许强度和应是产生裂纹的外因,钢对裂纹敏感性是产生裂纹的内因,而连铸机热工做状态和工艺操作是产生裂纹的条件。
唐山科技职业技术学院毕业论文论文题目:连铸坯的质量控制系别专业班级学生姓名学号指导教师日期摘要连铸坯质量决定着最终产品的质量。
从广义来说所谓连铸坯质量是得到合格产品所允许的连铸坯缺陷的严重程度,连铸坯存在的缺陷在允许范围以内,叫合格产品。
连铸坯质量是从以下几个方面进行评价的:(1)连铸坯的纯净度:指钢中夹杂物的含量,形态和分布。
(2)连铸坯的表面质量:主要是指连铸坯表面是否存在裂纹、夹渣及皮下气泡等缺陷。
连铸坯这些表面缺陷主要是钢液在结晶器内坯壳形成生长过程中产生的,与浇注温度、拉坯速度、保护渣性能、浸入式水口的设计,结晶式的内腔形状、水缝均匀情况,结晶器振动以及结晶器液面的稳定因素有关。
(3)连铸坯的内部质量:是指连铸坯是否具有正确的凝固结构,以及裂纹、偏析、疏松等缺陷程度。
二冷区冷却水的合理分配、支撑系统的严格对中是保证铸坯质量的关键。
(4)连铸坯的外观形状:是指连铸坯的几何尺寸是否符合规定的要求。
与结晶器内腔尺寸和表面状态及冷却的均匀程度有关。
本文从以上四个方面对实际生产中连铸坯的质量控制采取的措施进行说明。
关键词:连铸坯;质量;控制1 连铸坯纯净度度与产品质量1.1纯净度与质量的关系纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量、形态和分布。
与模铸相比,连铸的工序环节多,浇注时间长,因而夹杂物的来源范围广,组成也较为复杂;夹杂物从结晶器液相穴内上浮比较困难,尤其是高拉速的小方坯夹杂物更难于排除。
夹杂物的存在破坏了钢基体的连续性和致密性。
大于50μm的大型夹杂物往往伴有裂纹出现,造成连铸坯低倍结构不合格,板材分层,并损坏冷轧钢板的表面等,对钢危害很大。
夹杂物的大小、形态和分布对钢质量的影响也不同,如果夹杂物细小,呈球形,弥散分布,对钢质量的影响比集中存在要小些;当夹杂物大,呈偶然性分布,数量虽少对钢质量的危害也较大。
例如:从深冲钢板冲裂废品的检验中发现,裂纹处存在着100~300μm不规则的CaO-Al2O3和Al2O3的大型夹杂物。
炼钢-精炼-连铸流程连铸坯质量“零缺陷”控制北京科技大学冶金与生态工程学院蔡开科孙彦辉2012.5目录1.连铸凝固过程的冶金特性2.连铸钢水质量纯净度(洁净度)控制3.连铸坯裂纹缺陷控制4.连铸坯内部中心缺陷控制5.结语21. 连铸坯凝固过程的冶金特性1. 1连铸坯凝固过程基本特征把钢水凝固成固体,根据冷却速度不同有两种凝固工艺如图:●钢锭模浇注工艺●连续铸钢工艺连铸与模铸流程比较连续铸钢是一项把钢水直接浇注成形的新工艺,它的出现从根本上改变了一个世纪以来占统治地位的钢锭→初轧工艺。
与模铸相比,连铸的优点:◆节省工序,缩短流程◆提高金属收得率10~14%◆降低能耗减少1/2~1/4◆机械化自动化程度高◆产品质量好2011年中国钢产量达到6.75亿吨,2011年我国连铸比达98%以上,已达到饱和状态。
近年来近终型(Near Net-Shape)连铸技术如薄板坯连铸连轧(CSP、FTSC…)和中等厚度板坯连铸得到了很大的发展。
与钢锭模浇铸工艺相比,如图所示,连续铸钢过程基本特点如下:(1)连铸坯凝固过程实质上是动态热量传递过程钢水从液态转变为固体放出热量:钢水→固体+Q放出热量包括:✓过热✓凝固潜热✓物理显热连铸凝固过程示意图以20钢为例,钢水凝固冷却到室温放出热量是:✓过热25.2 kJ/kg✓潜热328 kJ/kg✓显热958 kJ/kg总热量中大约1/3从液体→固体放出,其余2/3是完全凝固后放出的。
钢水在连铸机内凝固是一个热量释放和传递的过程,铸坯边运行,边放热,边凝固,形成了很长的液相穴(10~20几米),在液相穴长度上布置了三个冷却区:●一次冷却区:钢水在结晶器中形成足够厚的均匀坯壳,以保证铸坯出结晶器不拉漏。
●二次冷却区:喷水加速铸坯内部热量的传递,使其完全凝固。
●三次冷却区:铸坯向空气中辐射传热使铸坯温度均匀化。
以20钢为例,经过钢水凝固热平衡计算,得出以下概念:a)钢水从结晶器→二冷区→辐射区大约有40%热量放出来,铸坯钢水才能完全凝固。
浅谈连铸工艺中的温度控制[摘要]:要想使连铸生产稳定高效地进行,并且保证铸坯质量,首先要准备好成分,温度,脱氧程度及纯净度都合格的钢水.另外,炼钢工序和连铸工序要紧密配合,步调一致.[关键词]:温度控制连铸工艺冷却控制中图分类号:f416.4 文献标识码:f 文章编号:1009-914x(2012)29- 0064 -01一、连铸钢水的准备浇铸温度:指钢水进入结晶器时的温度.也可以指中间包内的钢水温度.通常一炉钢水需在中间包内测温3次,即开浇后5min,浇铸中期和浇铸结束前5min,而这3次温度的平均值被视为平均浇铸温度.钢水的浇铸温度要求:(在一定范围内的合理温度)在尽可能高的拉速下,保证铸坯出结晶器时形成足够厚度的坯壳,使连铸过程安全的进行下去;在结晶器内,钢水将热量平稳的传导给铜板,使周边坯壳厚度能均匀的生长,保证铸坯表面质量.1、钢水温度过高的危害:①出结晶器坯壳薄,容易漏钢;②耐火材料侵蚀加快,易导致铸流失控,降低浇铸安全性;③增加非金属夹杂,影响板坯内在质量;④铸坯柱状晶发达;⑤中心偏析加重,易产生中心线裂纹.2、钢水温度过低的危害:①容易发生水口堵塞,浇铸中断;②连铸表面容易产生结疱,夹渣,裂纹等缺陷;③非金属夹杂不易上浮,影响铸坯内在质量.二、浇铸,中间包钢水温度的确定钢水过热度主要是根据铸坯的质量要求和浇铸性能来确定.钢种类别过热度非合金结构钢 10-20℃铝镇静深冲钢 15-25℃高碳,低合金钢 5-15℃三、,出钢温度的确定分析:热量损失形式:钢流辐射热损失,对流热损失,钢包吸热.影响因素:出钢时间,出钢温度及钢包的使用状况.降低热量损失的措施:①尽量降低出钢温度②减少出钢时间③维护好出钢口,使出钢过程中最大程度保持钢流的完整性④钢包预热⑤保持包底干净分析:热量损失形式:辐射热损失,对流热损失,钢包吸热.影响因素:钢流保护状况;中间包的容量,材质,烘烤温度及保温措施降低热量损失的措施:①钢流需保护,采用长水口②减少浇铸时间③充分预热中间包内衬④中间包钢液面添加保温剂⑤提高连浇炉数四出钢温度的确定t出钢 = t浇+△t总控制好出钢温度是保证目标浇铸温度的首要前提.具体的出钢温度要根据每个钢厂在自身温降规律调查的基础上,根据每个钢种所要经过的工艺路线来确定.五、钢水温度控制要点1,出钢温度控制:①提高终点温度命中率②确保从出钢到二次精炼站,钢包钢水温度处于目标范围之内2,充分发挥钢包精炼的温度与时间的协调作用3,控制和减少从钢包到中间包的温度损失采用长水口保护浇铸;钢包,中间包加保温剂3,钢水在钢包中的温度控制根据冶炼钢种严格控制出钢温度,使其在较窄的范围内变化;其次,要最大限度地减少从出钢,钢包中,钢包运送途中及进入中间包的整个过程中的温降.实际生产中需采取在钢包内调整钢水温度的措施:①钢包吹氩调温.②加废钢调温.③在钢包中加热钢水技术.④钢水包的保温.六、拉速的确定和控制拉速定义:拉坯速度是以每分钟从结晶器拉出的铸坯长度来表示.拉坯速度应和钢液的浇注速度相一致.拉速控制的意义:拉速控制合理,不但可以保证连铸生产的顺利进行,而且可以提高连铸生产能力,改善铸坯的质量.现代连铸追求高拉速.1、,拉速确定确定原则: 确保铸坯出结晶器时的能承受钢水的静压力而不破裂,对于参数一定的结晶器,拉速高时,坯壳薄;反之拉速低时则形成的坯壳厚.一般,拉速应确保出结晶器的坯壳厚度为8-15mm.2,影响因素a,机身长度的限制根据凝固的平方根定律,铸坯完全凝固时达到的厚度又机身长度得到拉速b,拉坯力的限制拉速提高,铸坯中的未凝固长度变长,各相应位置上凝固壳厚度变薄,铸坯表面温度升高,铸坯在辊间的鼓肚量增多.拉坯时负荷增加.超过拉拔转矩就不能拉坯,所以限制了拉速的提高.c,结晶器导热能力的限制根据结晶器散热量计算出,最高浇注速度板坯为2.5米/分方坯为3-4米/分d,拉坯速度对铸坯质量的影响(1)降低拉速可以阻止或减少铸坯内部裂纹和中心偏析(2)提高拉速可以防止铸坯表面产生纵裂和横裂(3)为防止矫直裂纹,拉速应使铸坯通过矫直点时表面温度避开钢的热脆区.e,钢水过热度的影响,一般连铸规定允许最大的钢水过热度,在允许过热度下拉速随着过热度的降低而提高.f,钢种影响就含碳量而言,拉坯速度按低碳钢,中碳钢,高碳钢的顺序由高到低;就钢中合金含量而言,拉速按普碳钢,优质碳素钢,合金钢顺序降低.七、铸坯冷却的控制八结语目前钢铁企业中连铸的技术日益成熟,钢水温度控制起到至关重要的作用,直接影响到产量和质量。
122管理及其他M anagement and other某钢厂风电齿轮钢18CrNiMo7-6产品研发叶明在,徐瑞军,赵 鹏(湖南华菱湘潭钢铁有限公司,湖南湘潭 411101)摘 要:18CrNiMo7-6钢中Cr、Ni 元素含量高,容易产生氢质裂纹(白点缺陷)和应力裂纹。
工艺设计合理的化学成分,合适的精炼脱氧、脱气工艺和连铸工艺。
冶炼工序降低钢水中[H]含量,提高铸坯缓冷温度;轧钢工序预热段缓慢加热、均热段充分高温扩散,提高圆钢入坑缓冷温度,通过上述措施充分释放钢中[H]含量,消除白点缺陷和应力裂纹。
使最终圆钢产品成分均匀,圆周碳偏析小,非金属夹杂物和全氧含量低,力学性能优良,末端淬透性稳定,且完全满足用户使用需求。
关键词:18CrNiMo7-6;工艺设计;缓冷;高温扩散中图分类号:TF76 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)21-0122-3收稿日期:2020-11作者简介:叶明在,男,生于1985年,工程师,本科,研究方向:炼钢品种开发与质量管理。
欧盟标准《EN10084:2008-渗碳齿轮钢技术条件》中的18CrNiMo7-6直条圆钢,主要用于生产风电减速机齿轮,不仅要求钢种化学成分稳定、钢水纯净度高,同时要求圆钢末端淬透性波动小,力学性能优良,金相组织均匀。
某钢厂在成功开发20CrMnTiH 齿轮钢的基础上,进行了更高档次风电渗碳齿轮钢18CrNiMo7-6的研发。
1 工艺流程高炉铁水→转炉冶炼→LF 精炼→真空脱气→连铸(150mm 方/280mm 方/350*430mm 方)→铸坯缓冷+热轧+圆钢缓冷+修磨→检验入库。
2 化学成分设计18CrNiMo7-6末端淬透性带宽按EN10084:2008欧标中18CrNiMo7-6H 交货,按18CrNiMo7-6HH 窄带目标设计,带宽只有7个(J9:40~47、J15:38~46),该钢厂没有开发过含碳量在0.20%左右CrNiMo 系列合金钢,无历史数据可以借鉴,成分设计技术难度较大。
连铸中间包钢水的清洁度
张立峰;许中波;朱立新;蔡开科;费惠春;李亚松;汪锡章;牟济宁
【期刊名称】《钢铁研究学报》
【年(卷),期】1998(10)2
【摘要】针对宝山钢铁(集团)公司60t中间包,通过系统取样,研究了钢水流动控制、覆盖剂、内衬材质及保护浇注对中间包钢水清洁度的影响。
结果表明,在中间包适当位置使用挡墙、坝和过滤器有利于促进夹杂物的去除;使用高碱度、低SiO2的覆盖剂及MgO-CaO质内衬有利于改善钢水的清洁度;长水口保护浇注可使钢水中吸氮量降至(3~5)×10-4%。
同时,运用K—ε双方程模型计算了中间包三维流场,从数学模型上分析了中间包流动控制装置对去除夹杂物的影响,为进一步提高中间包钢水清洁度提供了依据。
【总页数】5页(P9-13)
【关键词】中间包;钢水清洁度;数学模型;连铸
【作者】张立峰;许中波;朱立新;蔡开科;费惠春;李亚松;汪锡章;牟济宁
【作者单位】北京科技大学;宝山钢铁(集团)公司
【正文语种】中文
【中图分类】TF777
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1.中间包结构及包衬耐火材料对钢水清洁度的影响 [J], 高靖超;刁承民;李保琴
2.中间包结构及包衬耐火材料对钢水清洁度的影响分析 [J], 唐建洪;周玉军;魏海成
3.钢水连铸中间包用耐火材料的技术进步 [J], 徐平坤
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钢水纯净度控制要求纯净度是指钢中非金属夹杂物的数量,形态和分布。
要根据钢
种和产品质量,把钢中夹杂物降低到所要求的水平,应从以下几方面着手:
(1)尽可能降低钢中【0】含量;
(2)防止钢水与空气作用;
(3)减少钢水与耐材的相互作用;
(4)减少渣子卷入钢水内;
(5)改善流动促进钢水中夹杂物上浮。
钢水纯净度控制方法
从工艺操作上,应采取以下措施:
1•无渣出钢;
2•钢包精炼;
3•无氧化浇注;
4.中间包冶金;
中间包用大容量,加挡墙和坝等是促进夹杂物上浮的有效措施。
5•侵入式水口+保护渣;
保护渣能充分吸收夹杂物,侵入式水口材料,形状和插入深度
有利于夹杂物上浮分离。
板坯 Q355B表面纵裂控制工艺实践摘要:Q355B是典型的包晶钢钢种,由于包晶反应不完全等因素,增加了钢的裂纹敏感性,导致铸坯表面纵裂的出现,纵裂问题是多方面的综合原因导致的,经过一段时间的工艺摸索,通过调整转炉冶炼工艺、结晶器锥度、结晶器冷却水、二次冷却水等多方面进行改进优化,最终消除纵裂问题。
关键词:包晶钢;Q355B;纵裂;结晶器锥度Process practice of controlling longitudinal surface crack of slabQ355BCHEN Gui-he(Fujian Sanbao iron and Steel Co., Ltd,Fujian Zhangzhou 363000)Abstract:Q355B is a typical peritectic steel. Due to incomplete peritectic reaction and other factors, the crack sensitivity of the steel is increased, resulting in the occurrence of longitudinal crackon the slab surface. The longitudinal crack problem is caused byvarious comprehensive reasons. After a period of process exploration,by adjusting the rotating furnace smelting process, mold taper, mold cooling water Improve and optimize the secondary cooling water andother aspects, and finally eliminate the longitudinal crack problem.Key words: peritectic steel; Q355B;Longitudinal fissure; Mould taper1 前言福建三宝钢铁有限公司板坯连铸于2019年6月投产,主要生产Q195、Q235B、Q355B等热轧卷板钢种。