锻造用大钢锭生产工艺技术的研究

摘要

大锻件出厂前，一般要求超声波探伤检查。造成超声波探伤超标的原因很多，但是锻件的质量首先取决于钢锭的质量，如供锻造用钢锭要求组织致密、晶粒度合适、尽量减少内生夹杂物的含量，避免内生夹杂物密集分布，尽量减轻缩孔、疏松、夹杂物、气体含量和成分偏折等缺陷。显然，大型自由锻件市场的发展，对锻造用大钢锭的内部质量提出了很高的要求。本文针对攀长钢供锻造用大钢锭的冶炼及锻材探伤过程中出现的问题，通过探讨锻材内部损伤产生机理以及锻造用大钢锭内部质量的问题，系统地研究锻造用大钢锭的生产工艺。为提高其探伤通过率，提供理论基础和工艺技术保证。
　　 本论文研究的主要内容如下：
　　 ①锭型设计：通过研究文献资料，参考其它厂家相近锭型的参数，选配合适的锻造专用锭型参数；
　　 ②工艺研究：
　　 1)研究冶炼、浇注、缓冷、辅料质量等对钢锭内在质量的影响；
　　 2)研究大钢锭缓冷工艺，制订锻造用大钢锭合理的冷却制度，解决工厂退火力不足的问题；
　　 ③机理讨论：通过探伤超标内在机理的分析，探讨浇钢用辅料对大钢锭内在质量的影响，从而减少大钢锭内在质量的波动。
　　 经研究得出的主要结论为：
　　 ①经锭型设计、专用冶炼工艺开发、浇注工艺试验、缓冷工艺试验、小批量试制及定位探伤等工作，成功地开发出了锻造用大钢锭。
　　 ②优选出了合适的锻造专用锭型参数。钢锭锻造成材的结果表明，锭型设计参数基本合理，铸成的47炉钢锭91％表面缺陷少，成品材低倍组织致密，探伤检测合格。
　　 ③开发了适用于锻造用钢锭的专用冶炼工艺，冶炼过程脱磷率达75.0％、脱硫率达80.8％，取得了良好的冶金效果。
　　 ④进行了浇注工艺试验，实现了中低温快注，缩短了钢锭的冷凝时间，解决了钢锭宏观成份偏析问题。
　　 ⑤开展了缓冷工艺试验，解决了车间缓冷能力不足的问题。通过缓冷工艺试验，钢锭缓冷时间减少60％以上，大幅度减少钢锭模及缓冷坑的占用时间。
　　 ⑥通过小批量试制及定位探伤，取样检验，分析了探伤不合格的原因，提出了相应的解决措施。
　　 1)夹杂性缺陷致使探伤不合格。扫描电镜下可清晰观察到夹杂物造成的裂纹，夹杂裂纹中的夹杂物成分复杂，是以Al2O3为基、含有Mg、Ca的复合夹杂物。该夹杂物是流钢砖冲刷下来的耐火材料，将粘土质流钢砖改为高铝质流钢砖后，与钢液接触面耐材冲刷情况得以改善，减少钢锭浇注过程中带入大型的外来夹杂物的机会。从而较好第解决了钢锭夹杂性缺陷的问题。
　　 2)疏松致使探伤不合格。冒口端的隔热条件是防止钢锭疏松缺陷重要条件之一。
　　 3)锻材探伤不合格。除进一步提高钢的纯净度以及减少钢锭缺陷外，锻造工艺也十分重要。
　　 本研究成果对锻造用大钢锭的生产有重要的指导意义。

目录

文摘

英文文摘

声明

1文献综述

1.1大钢锭内部质量研究及生产技术现状

1.1.1钢锭内部质量研究现状

1.1.2大型钢锭的生产技术现状

1.2大锻件内部损伤及锻造工艺现状

1.2.1大锻件内部损伤产生机理

1.2.2大锻件内部损伤的修复及锻造工艺现状

2研究内容及方法

2.1研究内容

2.2研究方法

2.2.1试验工艺

2.2.2完善工艺

3试验结果

3.1浇注工艺试验结果

3.2缓冷工艺试验结果

3.3小批试制及定位探伤等试验结果

4分析讨论

4.1锭型设计

4.1.1锭模参数

4.1.2锭模参数的选配原因分析

4.1.3锭型使用结果

4.2冶炼工艺

4.2.1冶炼工艺要求

4.2.2冶炼炉次简要评价

4.3浇注工艺

4.3.1浇注用辅料

4.3.2浇注工艺分析

4.4缓冷工艺

4.5探伤不合原因分析

4.5.1夹杂性缺陷分析

4.5.2疏松缺陷分析

4.5.3钢锭锻造工艺问题

5结论

致谢

参考文献

附录