圆坯连铸生产合金钢工艺研究

摘要

随着用户对中、低合金钢需求的不断提高，合金钢连铸技术成为当今的研究热点之一。由于在合金钢连铸过程中经常出现水口结瘤、漏钢、铸坯缩孔及中心裂纹等影响合金钢铸坯质量的严重缺陷，本论文结合宝钢电炉连铸生产合金钢圆坯项目，通过实验室研究并结合工业现场试验对以上问题进行研究，提出合理的工艺改进方案。 本论文主要由低碳中、低合金钢的成分控制、中心裂纹的控制、中心缩孔的控制、结晶器保护渣分析等几部分组成。 在成分控制方面，提出了在碳含量、合金成分、气体成分、P、S含量及夹杂物等的控制措施，从而实现纯净钢的冶炼。 在中心裂纹控制方面，本论文对过热度、拉速、成分及二冷制度等工艺参数进行了分析，并且利用已开发的数值模拟软件，对不同的二冷方案下铸坯的表面温度进行了模拟，为制定二冷参数提供依据。最后提出了解决中心裂纹的合理的工艺方案。采用新工艺后，合金钢铸坯中心裂纹较原工艺有明显改善，中心裂纹合格率提高了22.87％。 在中心缩孔控制方面，本论文对过热度、拉速及二冷制度等工艺参数进行了分析，并且利用已开发的数值模拟软件，对不同的二冷方案下铸坯的碳偏析进行了模拟，为制定二冷参数，减小偏析提供依据。最后提出了解决中心缩孔的合理的工艺方案。采用新工艺后，合金钢铸坯缩孔较原工艺有明显改善，缩孔合格率提高了40.68％。 在保护渣分析方面，提出了几点改进建议，控制开浇纵裂漏钢等缺陷。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2国外连铸技术的发展状况

1.3国内连铸技术的发展状况

1.4本课题的提出

1.5研究的主要内容

1.6本课题的意义

第二章圆坯合金钢连铸成分控制

2.1概述

2.2合金钢连铸[C]控制

2.3合金钢连铸合金成分控制

2.4合金钢连铸气体含量控制

2.5合金钢连铸[S]、[P]的控制

2.5.1磷的控制

2.5.2硫的控制

2.6合金钢连铸非金属夹杂物控制

2.7小结

第三章圆坯合金钢连铸中心裂纹控制

3.1概述

3.2影响中心裂纹的主要工艺因素

3.2.1钢成分的影响

3.2.2过热度对中心裂纹的影响

3.2.3拉速对中心裂纹的影响

3.2.4二冷制度对中心裂纹的影响

3.3铸坯表面温度的控制与模拟

3.4工业实验结果分析

3.4.1对于Cr-Mo系列的典型钢种的试制

3.4.2对于W-Ti-B系列的典型钢种的试制

3.5小结

第四章 圆坯合金钢连铸中心缩孔控制

4.1概述

4.2影响缩孔的主要工艺因素

4.2.1过热度对缩孔的影响

4.2.2拉速对缩孔的影响

4.2.3二冷制度对缩孔的影响

4.3碳偏析对缩孔的影响分析与模拟

4.4工业实验结果分析

4.4.1对于Cr-Mo系列的典型钢种的试制

4.4.2对于W-Ti-B系列的典型钢种的试制

4.5小结

第五章 保护渣分析

5.1连铸保护渣的作用

5.2保护渣组分对理化性能的影响

5.2.1保护渣化学组成对其熔化温度的影响

5.2.2保护渣化学成分对粘度的影响

5.2.3化学组成对钢-渣界面张力的影响

5.2.4保护渣的化学组成对吸收钢表面聚集物的能力的影响

5.2.5保护渣的化学成分对熔化均匀性和结晶性能的影响

5.3保护渣的理化性能对铸坯质量的影响

5.3.1熔点

5.3.2粘度

5.3.3碱度

5.3.4高的吸收夹杂的能力

5.3.5熔渣的界面性质

5.3.6保护渣的熔化均匀性和玻璃性

5.4宝钢合金钢连铸结晶器保护渣性能测试及分析

5.5宝钢合金钢连铸结晶器保护渣改进建议

第六章 结论

参考文献

致谢