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1、第 3 4 卷第 5 期? 5 4 ?2 0 1 3 年 1 0 月特殊钢S P E C I A L S T E E LV o l . 3 4 . N o . 5O c t o b e r 2 0 1 3Q 3 4 5 E 低合金高强度钢 屯6 0 0 m m 连铸 圆坯 的生产实践王社教口倪红卫1尹修刚2 陈宏豫2 成日 金1( 1 武汉科技大学钢铁冶金及资源利用省部共建教育部重点实验室 , 武汉 4 3 0 0 8 1 ; 2 承德建龙特殊钢有限公司 , 承德0 6 7 2 0 1 )摘 要 Q 3 4 5 E 钢 (/ % : 0 . 1 4 0 . 1 7 C 、 0 . 2 0 0
2、. 3 0 S i 、 l . 2 8 1 . 3 8 M n 、 彡 0 . 0 1 1 P 、 专0 . 0 0 5 S 、 0 . 0 1 5 - 0 . 0 3 0 A 1 、. 0 . 0 3 2 -0 . 0 4 5 V ) 大 圆坯的生产流程为 6 5 t L D - L F - V D - 4 6 0 0 m m 圆坯 C C 工艺 。 通过出 钢时 滑板挡渣 , 加人预熔合成渣 ( / % : 4 0 5 0 C a O 、忘9 S i 02 、3 0 4 0 A 1 2 03 、3 7 M g O 、 8 1 0 A 1 ) 、 钢芯铝 、脱氧剂和合金 , 控制拉速 0 .
3、 2 2 m / m i n,3 2 t 中间 包钢水过热度 ( 2 5 5 ) T , 恒液面 9 0 0 m m , 全程保护浇铸和电磁搅拌等措施 , 试生产法兰用 Q 3 4 5 E 钢 6 0 0 m m r o u n d b l o o m C Cp r o c e s s . W i t h t h e m e a s u r e s i n c l u d i n g u s i n g s l i d i n g p l a t e t o s t o p s l a g i n t a p p i n g , a n d a d d i n g p r e - m e l
4、t e d s y n t h e t i c s l a g( / % : 4 0 5 0 C a O, 矣9 S i 0 2 , 3 0 - 4 0 A 12 0 3 , 3 ? 7 M g O, 8 -1 0 A 1 ) , s t e e l - c l a d a l u m i n i u m , d e o x i d i z e r a n d a l l o y s , c o n t r o l ?l i n g c a s t i n g s p e e d 0 . 2 2 m / m i n , o v e r h e a ti n g e x t e n t o f
5、l i q u i d ( 2 5 5 ) t a n d c o n s t a n t l i q u i d l e v e l 9 0 0 m m i n 3 2 t t u n d i s h,w h o l e p r o c e s s s h i e l d c a s t i n ga n d e l e c t r o m a g n e t i c s t i r ri n g, t h e 6 0 0 m m c a s t i n gr o u n d b l o o m o f s t e e lQ 3 4 5 E fo r fl a n g e i s p i-l
6、 o t- p r o d u c e d. T h e p r o d u c t i o n r e s u l t s s h o w t h a t t h e r e i s n o v i s i b l e s u r f a c e d e fe c t s u c h a s s c a b a n d b u l g i n g, t he r a t i n g o f c e n ?t e r l i n e s h r i n k a g e i s 0 . 5 , t h e c e n t e rp o r o s i t y 1 . 0 a n d t h e
7、c a rb o n s e g r e g a t i o n 1 . 0 9 , a n d t h e i m p a c t e n e r g y o f s t e e l a t - 5 0C i s m o r e t h a n 1 0 0 J , a l l m e e t t h e r e q u i r e m e n t .M at eri a l In d e x H S L A St e e l Q 3 4 5 E, 6 5 t L D - L F - V D - C C F l o w S h e e t , 6 0 0 m m C a s t R o u n
8、 d B l o o m , S t e e l f o rF l a n g e , P r o d u c t i o n P r a c t i c eQ 3 4 5 E 钢是一种综合力学性能 、 焊接性能 、 低温韧性 、 冷冲压及切削 加工性能均较好的低合金高强度结构钢 , 多用于船舶 、 车辆、 大型容器 、 大型钢结构等行业 。 在 同等的强度要求下 , Q 3 4 5 E 钢零件的危险尺寸 较 小 , 故一 般 比 使用 碳 钢 材料节 约 钢 材2 0 % 3 0 % 1 o承德建龙特殊钢有限公司引进D A N I L I 的 1 4 m弧半径 、3 2 t 中 间包 、 五
9、机五流大圆坯连铸机于 2 0 1 1年 2 月 投产 , 与大圆坯连铸机配套 的是 1 座 6 5 t 提钒转炉 - 2 座 6 5 t 氧气顶吹转炉- 1 座 6 5 t 钢包精炼炉- 1 座 6 5 t V 0 D 真空 精炼炉 , 可生产铸坯断面为$ 2 8 0 m m- 6 0 0 m m ,l 年来累计为无缝钢管厂和锻造厂生产圆坯7 0 多万吨 ,3 0 多个钢种 , 包括锻造用C L 6 0 、 4 2 C r M o、4 6 0 C、 Q3 4 5 E 等 钢 种 。 其 中 生 产( ? 3 4 5 大圆坯 , 共计4 0 0 0 多吨 。 在 Q 3 4 5 E 的生产过程使
10、钢水温度和成分得到精确控制 , 铸坯质量完好 ,经钢厂锻造成的风 电法兰锻件质量稳定 良好 ,经检测达到质量要求 , 尤其低温冲击方面 ,- 5 0 X Ak v超过 1 0 0 J o1 生产工艺设计Q 3 4 5 E $ 6 0 0 m m 连铸圆坯生产工艺流程为 : 铁水预处理- 提钒转炉 - 转炉 - L F - V D - 圆坯连铸。 根据其它工厂的生产经验 , 试验严格控制钢水成分和操作工艺。1 . 1 化学成分控制试验 钢 添 加 铌 、 钒 等 微 合 金 元 素 , 控制 碳0 . 1 4 % 0 . 1 7 % , 锰 1 . 3 % 1. 5% , 硫和磷含量分别控制在
11、0 . 0 0 5 %及0 . 0 1 3 % 以下。由于材料晶粒 的细化 ,所以细化后材料的晶 粒度等级明显提高 , 晶界的 比重加大 , 同时钢的强度增加 , 材料对裂纹的敏感性显著降低 。 当 V 含量低于0 . 0 3 5 % 时 , 材料的低温性能及强度很难稳定地达到风电法兰用钢的要求 , 当 v 含量高于0 . 0 6 0 % 不仅? 材料的成本提高, 而且容易在铁素体内 产生次生的第 5 期另类组织 ,反而降低材料的低温冲击性能 , 所以确定V 含量为 0 . 0 3 5 % 0 . 0 6 0 % 。1 . 2 工艺流程控制1 . 2 . 1优化脱氧制度在 6 5 t 转炉冶炼
12、终点操作中 , 炉 内钢液 中碳含量、 氧活度 、 温度存在一定的统计关系, 采用多元回归分析 , 得到转炉终点 氧含量预报模型 。 在铁水成分和冶炼制度一定的条件下 , 要 准确控制转 炉终点 0 , 必须准确控制好以下参数 : ( 1 ) 控制终点 C 0 . 0 5 % 0 . 0 8% 的命中率为9 0 . 1 0 % ; ( 2 ) 控制终点温度在1 6 2 0 1 6 7 0 ; (3) 渣 中 (F e O + MnO ) 1 4% 1 8% ; ( 4 )提高转炉终点碳和温度 的命中率, 杜绝后吹 。 通过准确预报, 采取合理脱氧制度 , 终点采用出钢前期加铝强制脱氧 , 利用
13、钢中氧浓度高的特点 , 形成大颗粒A 12 0 3 , 在钢中极易 上浮去除 , 有效提高了脱氧效果。 实现深度脱氧 , 保证合理氧含量。1 . 2 . 2 转炉出钢滑板挡渣及预培合成渣渣洗转炉滑板挡渣工艺在承德建龙特殊钢有限公司早巳推广。 它的应用可确保转炉渣下到钢包 中的渣厚度 2 7 J 0 Q 3 4 5 E 钢制造的法兰拉伸试验和法兰切向 低温冲击性能如 表4所示 。由表 4 可见 , 试生产 Q 3 4 5 E 5 6 0 0 m m 连铸圆坯制 造法兰的力 学性能均达到标准要求 , 其 中- 5 0 t低温冲击值均在 1 0 0 J 以上 , 远高于标准要求 。2 . 5Q3 4
14、 5 E 钢制造法兰显微组织Q 3 4 5 E 钢制造法兰的显微组织图如 图 2 所示 。图 1 Q 3 4 5 E 钢 $ 6 0 0 m m 连铸 圆坯断面 ( a ) 和表面 ( b ) 形貌F i g . 1 M o r p h o l o g y o f c r o s s s e c t i o n ( a ) a n d s u r fa c e ( b ) o f 0 6 0 0 m m c a s t r o u n d b l o o m o f s t e e lQ 3 4 5 E表 4Q3 4 5 E 钢制 造的法兰 力 学性能T a b l e 4M e c h a
15、n i c a l p r o p e r t i e s o f fl an g e m anu f a ct u r e d b ys t e e l Q 3 4 5 E试样号最小屈 服强度F S / M P a抗拉强度T S / M P a最小延 伸率/ -%5 0 冗 法兰切向冲击功/ J13 7 05 3 02 81 1 423 8 55 4 53 01 0 033 6 55 3 52 81 1 243 8 05 4 02 81 0 253 8 55 4 02 91 0 563 8 05 3 52 81 0 2图 2 Q 3 4 5 E 钢法兰显微组织形貌 : ( a ) 纵向 ; ( b ) 横向;( c ) 周向F i g . 2 M o r p h o l o gy o f s t r u c tu re o f s t e e l Q 3 4 5 E f l a n g e: (a ) l o n g i t u d i n a l s e c t i o n; ( b ) c ro s s s e
