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【特钢】转炉连铸生产热作模具钢H13的工艺实践(下)

 LIUYINGWU 2014-12-25

 

3.3 精炼

LF炉处理的首要任务是造渣快速升温。由于转炉加人合金量大。造成人LF炉温度偏低,不利于脱硫和钢水成分均匀。具体操作中要求将钢水温度升到1 600~l 610℃再进行深脱硫处理和成分调整。深脱硫采用高碱度CaO—A12O3渣系,渣系成分见表3。

H13钢经过深脱硫处理后,钢水硫含量小于0.001%。脱硫率达到了80%一90%。

        

               

采用粗调和精调两步实现成分调整。先将各合金元素粗调至目标范同,然后将碳调到目标范畴。再通过精调将各成分调至目标范同,实现窄成分控制。具体调整范围见表4。

LF炉钢水成分和温度命中目标后再进行稠渣操作和真空处理。稠渣操作关键是控制好顶渣,要求顶渣既要有粘度以保证VD炉深真空处理,同时还要具有一定的流动性以促进钢渣反应去除夹杂物。具体操作时,根据顶渣的流动情况,一般白灰加入量控制在400—800 kg。VD炉要求深真空循环时间大于15 min,充分降低钢水中有害气体含量。深真空处理后进行软吹处理.软吹时间要求15min以上,促使钢中微小夹杂物进一步上浮进入顶渣中.提高钢水洁净度。

 

3.4 大方坯连铸

H13钢合金成分含量高,导热性差,在浇铸过程中对冷却要求高,冷却不均极易产生裂纹和偏析,造成铸坯表面和内部质量不合格,从而导致连铸失败。据此,为H13钢开发了专用弱冷二冷水线,比水量控制在0.10~0.25 L/kg。同时要求生产H13钢前对二冷各区喷嘴进行检查处理,以保证喷嘴气雾冷却效果。H13钢浇铸过程中,采取了一系列提高铸坯质量的措施。如在拉速控制方面,采取恒拉速浇铸技术,首罐开浇后,快速自动升到标准拉速,然后保持拉速恒定,减少结晶器液面波动带来的卷渣:在浇注温度控制方面,采用低过热度浇注技术,通过合理控制上机温度、在钢水罐和中间包表面加人覆盖剂减少钢水上表面温度辐射等措施保持过热度稳定.生产中过热度控制在15~20℃ ;在保护浇注方面.采用全程保护浇注.钢水罐和长水口的结合面采用密封圈和吹氮气保护.中间包和浸入式水口结合面采用吹氩气保护。通过上述措施,实现了H13钢连铸生产,同时也提高了铸坯内部和表面质量。

 

3.5 轧制

H13钢的加热采用热装工艺,铸坯下线直接进加热炉,同时要求进加热炉的铸坯温度大于450℃。在加热炉内,为保证铸坯加热均匀,需控制好加热时间及均热段温度。加热时间控制在6h左右,均热段温度控制到1 220~1 250 ,具体加热制度见图1。

为增加钢材的致密性。950初轧机轧制时增加了轧机变形渗透力,采用先小压下量后大压下量的轧制工艺,前3道次轧制压下量不大于30 mm,后3道次轧制压下量大于50mm。连轧机轧制Φ110mm圆坯时严格控制轧制精度,采用正公差操作,圆坯规格控制到l10~113 mm。为防止轧制过程中产生裂纹缺陷,要求轧制全过程快速抢温轧制.保证轧制终了圆坯表面温度大于900℃。

轧制终了锯切时减少冷却锯片的水流量.使冷却水不喷到圆坯切割断面。避免切割断面由于受到再次冷却而产生裂纹。需要注意的是,H13钢轧完后暴露在空气中冷却过快很容易产生裂纹,所以要求下线过程中减少圆坯在冷床上的运输时间,快速抢温进缓冷坑缓冷,缓冷时间至少72h。以消除残余应力。

 

4 实践效果

通过合理的工艺流程,采用转炉双联技术、大罐合金烘烤技术、深脱硫技术和控轧控冷等关键技术,有效的解决了转炉连铸连轧生产H13钢过程中的技术难题,实现了H13钢的多炉连浇生产,一浇次生产了3炉, 钢的成分控制达到了NADCA#207—2003标准超级要求。具体成品成分控制见表5。从表5可以看出,成品碳、硅含量控制在标准的中限,锰含量处于标准的中上限,铬、钼、钒含量处于标准的中下限,成品磷、硫含量控制较低.另外检测氢含量为0.000 07%~0.000 10% 。全部满足NADCA#207—2003标准超级要求。H13 钢的连铸坯经控轧控冷轧制成l10 mm圆坯后,选3个试样,对轧材夹杂物和低倍组织进行了分析,结果见表6、7。

由表6、7可以看出,质量水平达到标准要求。圆坯经后道工序热处理加工制成芯棒后,其屈服强度、抗拉强度、延伸率及断面收缩率等机械性能达到标准要求,冲击性能良好,宏观检验、金相检验及使用寿命均满足用户要求。

 

5结论

  (1)采取铁水预处理一转炉双联     钢水扒渣     LF   VD      大方坯连铸     加热炉     95O轧制      连轧的工艺路线,实现了H13钢转炉连铸连轧生产。

(2)H13钢的磷含量为0.005%~0.012% ,硫含量为0.001%~0.002% .氢含量为0.000 07%~0.000 10%,成品中碳、硅、锰、铬、钼、钒均实现了窄成分控制。夹杂物A类≤1.0级、B类≤1.0级、C类≤0.5级、D类≤1.0级。低倍组织中心疏松≤1.0级、偏析≤0.5级。其成分、纯净度和低倍组织均达到用户及NADCA#207—2003标准要求。

《鞍钢技术》2013年第2期

 

    

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