Cr5大型钢锭冶炼工艺优化研究
发布时间：2021-04-06 10:53
Cr5支承辊是随着冷、热轧机对支承辊日益增加的使用性能要求而研制的,因其有良好的淬透性和耐磨性、硬化层深度深、耐事故性好等特点而具有非常广阔的应用前景。支承辊要满足以上性能需求,不仅与合适的热处理工艺有关,而且与钢锭的质量息息相关,这对支承辊的母材—钢锭质量提出了严格的要求。为了提高钢水纯净度,必须要控制好各类夹杂物的形态、分布,本文以鞍钢铸钢公司生产的Cr5钢锭（锻件）为研究对象,通过一系列检测手段分析钢锭及锻件夹杂物类型及产生原因,并且从冶炼及浇注方面统计了钢中内生及外来夹杂物数量、尺寸及类型变化规律,与钢锭（锻件）中夹杂物进行对比,调整脱氧工艺及优化浇注工艺,从而为提高大型钢锭洁净度打下坚实基础。本文的主要研究内容及取得的结果有:（1）对由于探伤不合而造成报废的Cr5支承辊锻件进行解剖分析,通过对锻件非金属夹杂物检验分析确定夹杂物组分,根据夹杂物分析结果,确定夹杂物产生的主要来源,找出原脱氧工艺存在的问题,并研究解决措施减少钢中的夹杂物。（2）由于原脱氧工艺主要采用铝脱氧,在脱氧的同时会产生新的A1203夹杂物,如果处理不好,不但不能提高脱氧效果,并且钢水中A1越高,二次氧化影响...
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１日本ＪＳＷ制钢所车间一角??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ａ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?Ｊａｐａｎｅｓｅ?ＪＳＷ?ｓｔｅｅｌ?ｇｒｏｕｐ??
大型钢锭关键装备与制造技术是大型锻件制造的基础，锻造用钢锭质量直接决定锻??件毛坯的质量。目前，国外只有４家公司具备５００?ｔ以上优质合金钢锭的生产能力，即曰??本制钢所（ＪＳＷ）（如图１．１所示）、日本铸锻钢株式会社（ＪＣＦＣ）、神户制钢高砂工厂（ＫＯＢＥ）、??斗山重工（ＤＯＯＳＡＮ）（工艺流程如图１．２所示）。另外，有１０个厂家具有提供３００?ｔ以上优质??合金钢锭的能力，即日本的日立公司、川崎制钢公司、关东特钢公司、美国的依尔伍德??－苏尔茨钢公司、德国的ＶＳＧ能源锻造公司、萨尔锻造公司、奥钢联（ＶＡＩ）、意大利台尔??尼公司（ＴＥＲＮＩ）、俄罗斯的依诺尔斯克机器厂和福格马斯特工厂等。??图１．１日本ＪＳＷ制钢所车间一角??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ａ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?Ｊａｐａｎｅｓｅ?ＪＳＷ?ｓｔｅｅｌ?ｇｒｏｕｐ??ＰＡＴＴＥＮ?ＭＡＫＩＮＧ?ＭＯＬＤＩＮＧ?ＰＯＵＲＩＮＧ??ＨＥＡＴ?ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ?ＲＯＵＧＨ?Ｎ４ＡＣｆ－ｌｉＮＩＮ＜３?ＳＲ?Ａ??ｗ＾ｍ??ＦＩＮＡＪＬ?ＭＡＣＨＩＮＩＮＧ?ＢＡＬＡＮＣＥ?ＴＨＳＴ?ＦｆＮＡＳ．?ＳＨＡＰＩＮＧ??图１．２斗山重工铸造工艺流程??Ｆｉｇｕｒｅ?１．
Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｖａｃｕｕｍ?ｃａｓｔｉｎｇ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ??在国内外，真空浇注钢锭广泛采用中间包塞棒吹氩工艺（ＭＳＤ－Ａｒ）［３２’３３］，而本文所??涉及到的钢锭则采用中间包滑动水口控制系统，如图１．３所示。使用滑动水口最大的优点??是，很快将中间包内形成氩气环境，防止钢水氧化、吸气，也利于去除钢水中的夹杂物，??给操作带来极大方便。真空浇注就是利用真空条件下Ｃ＋０—Ｃ０（ｇ）反应，发生流滴现象，??从而最大程度地降低钢液中气体含量，同时这种方式也有助于减少钢中的夹杂物。根据??方程式［％Ｃ］?ｘ?［％〇］＝０．００２５ＰＣＯ，得出不同压力条件下钢水中［Ｃ］与［０］之间的关系，具体??数据见表１．５。??表１．５真空碳脱氧效果（低压转子用钢［Ｃ］＝０．２２％）??Ｔａｂｌｅ?１．５?Ｔｈｅ?ｖａｃｕｕｍ?ｃａｒｂｏｎ?ｄｅｏｘｉｄｉｚａｔｉｏｎ?ｅｆｆｅｃｔ?（Ｌｏｗ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｒｏｔｏｒ?ｓｔｅｅｌ?［Ｃ］＝０．２２°／〇）??Ｐｃｏ?（Ｐａ）?１．０１３２５ｘ１０ｓ?１３３３?１３３?６７???［Ｏ］（１０－６）?１１４?＼＿５?０Ｊ５?０．０７５??由表１．５可知，当在高真空度条件下，Ｃ的脱氧能力己远远超过了Ｓｉ和Ａｌ［３４］。不论在??钢包真空碳脱氧（ＬＶＣＤ），还是在真空浇注，其真空度都在６７?Ｐａ以下，一旦钢水中存在??足够的［０］，?Ｃ与０将发生剧烈反应，极大地促进了脱氢和除氧。文献［３５］给出了钢液真??空浇注时氧含量与流滴直径之间的关系
【参考文献】：
期刊论文
[1]合金钢中镁铝尖晶石夹杂物生成与转化热力学[J]. 姜桂连,李京社,李向东,王再飞,林晓川. 北京科技大学学报. 2009(S1)
[2]气瓶钢精炼过程中的MgO·Al2O3夹杂物[J]. 宋延琦,李京社,李娇,王再飞,杨树峰. 北京科技大学学报. 2009(S1)
[3]中间包塞棒吹氩在钢锭真空浇注中的应用[J]. 张文奇. 大型铸锻件. 2009(05)
[4]Cr3支承辊置裂原因分析[J]. 高文明,刘东海. 大型铸锻件. 2008(02)
[5]我国支承辊材料的发展过程及热处理工艺简介[J]. 于瑞芝,刘成业. 大型铸锻件. 2007(05)
[6]加氢产品用钢2.25Cr-1Mo-0.25V的冶炼[J]. 杨建春. 大型铸锻件. 2007(03)
[7]转炉钢夹杂物的形成及控制的工艺研究[J]. 王洪富. 河南冶金. 2006(S1)
[8]铝对高碳铬轴承钢氧含量和夹杂物的影响[J]. 李作贤,赖道金. 特钢技术. 2006(03)
[9]支承辊用Cr5钢线接触滚动疲劳性能[J]. 王玉辉,廖波,肖福仁,蔡大勇. 金属热处理. 2006(09)
[10]非金属夹杂物对钢性能的影响[J]. 张爱梅. 物理测试. 2006(04)
本文编号：3121307
【文章来源】：东北大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１日本ＪＳＷ制钢所车间一角??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ａ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?Ｊａｐａｎｅｓｅ?ＪＳＷ?ｓｔｅｅｌ?ｇｒｏｕｐ??
大型钢锭关键装备与制造技术是大型锻件制造的基础，锻造用钢锭质量直接决定锻??件毛坯的质量。目前，国外只有４家公司具备５００?ｔ以上优质合金钢锭的生产能力，即曰??本制钢所（ＪＳＷ）（如图１．１所示）、日本铸锻钢株式会社（ＪＣＦＣ）、神户制钢高砂工厂（ＫＯＢＥ）、??斗山重工（ＤＯＯＳＡＮ）（工艺流程如图１．２所示）。另外，有１０个厂家具有提供３００?ｔ以上优质??合金钢锭的能力，即日本的日立公司、川崎制钢公司、关东特钢公司、美国的依尔伍德??－苏尔茨钢公司、德国的ＶＳＧ能源锻造公司、萨尔锻造公司、奥钢联（ＶＡＩ）、意大利台尔??尼公司（ＴＥＲＮＩ）、俄罗斯的依诺尔斯克机器厂和福格马斯特工厂等。??图１．１日本ＪＳＷ制钢所车间一角??Ｆｉｇｕｒｅ?１．１?Ａ?ｖｉｅｗ?ｏｆ?Ｊａｐａｎｅｓｅ?ＪＳＷ?ｓｔｅｅｌ?ｇｒｏｕｐ??ＰＡＴＴＥＮ?ＭＡＫＩＮＧ?ＭＯＬＤＩＮＧ?ＰＯＵＲＩＮＧ??ＨＥＡＴ?ＴＲＥＡＴＭＥＮＴ?ＲＯＵＧＨ?Ｎ４ＡＣｆ－ｌｉＮＩＮ＜３?ＳＲ?Ａ??ｗ＾ｍ??ＦＩＮＡＪＬ?ＭＡＣＨＩＮＩＮＧ?ＢＡＬＡＮＣＥ?ＴＨＳＴ?ＦｆＮＡＳ．?ＳＨＡＰＩＮＧ??图１．２斗山重工铸造工艺流程??Ｆｉｇｕｒｅ?１．
Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｏｆ?ｖａｃｕｕｍ?ｃａｓｔｉｎｇ?ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ??在国内外，真空浇注钢锭广泛采用中间包塞棒吹氩工艺（ＭＳＤ－Ａｒ）［３２’３３］，而本文所??涉及到的钢锭则采用中间包滑动水口控制系统，如图１．３所示。使用滑动水口最大的优点??是，很快将中间包内形成氩气环境，防止钢水氧化、吸气，也利于去除钢水中的夹杂物，??给操作带来极大方便。真空浇注就是利用真空条件下Ｃ＋０—Ｃ０（ｇ）反应，发生流滴现象，??从而最大程度地降低钢液中气体含量，同时这种方式也有助于减少钢中的夹杂物。根据??方程式［％Ｃ］?ｘ?［％〇］＝０．００２５ＰＣＯ，得出不同压力条件下钢水中［Ｃ］与［０］之间的关系，具体??数据见表１．５。??表１．５真空碳脱氧效果（低压转子用钢［Ｃ］＝０．２２％）??Ｔａｂｌｅ?１．５?Ｔｈｅ?ｖａｃｕｕｍ?ｃａｒｂｏｎ?ｄｅｏｘｉｄｉｚａｔｉｏｎ?ｅｆｆｅｃｔ?（Ｌｏｗ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｒｏｔｏｒ?ｓｔｅｅｌ?［Ｃ］＝０．２２°／〇）??Ｐｃｏ?（Ｐａ）?１．０１３２５ｘ１０ｓ?１３３３?１３３?６７???［Ｏ］（１０－６）?１１４?＼＿５?０Ｊ５?０．０７５??由表１．５可知，当在高真空度条件下，Ｃ的脱氧能力己远远超过了Ｓｉ和Ａｌ［３４］。不论在??钢包真空碳脱氧（ＬＶＣＤ），还是在真空浇注，其真空度都在６７?Ｐａ以下，一旦钢水中存在??足够的［０］，?Ｃ与０将发生剧烈反应，极大地促进了脱氢和除氧。文献［３５］给出了钢液真??空浇注时氧含量与流滴直径之间的关系
【参考文献】：
期刊论文
[1]合金钢中镁铝尖晶石夹杂物生成与转化热力学[J]. 姜桂连,李京社,李向东,王再飞,林晓川. 北京科技大学学报. 2009(S1)
[2]气瓶钢精炼过程中的MgO·Al2O3夹杂物[J]. 宋延琦,李京社,李娇,王再飞,杨树峰. 北京科技大学学报. 2009(S1)
[3]中间包塞棒吹氩在钢锭真空浇注中的应用[J]. 张文奇. 大型铸锻件. 2009(05)
[4]Cr3支承辊置裂原因分析[J]. 高文明,刘东海. 大型铸锻件. 2008(02)
[5]我国支承辊材料的发展过程及热处理工艺简介[J]. 于瑞芝,刘成业. 大型铸锻件. 2007(05)
[6]加氢产品用钢2.25Cr-1Mo-0.25V的冶炼[J]. 杨建春. 大型铸锻件. 2007(03)
[7]转炉钢夹杂物的形成及控制的工艺研究[J]. 王洪富. 河南冶金. 2006(S1)
[8]铝对高碳铬轴承钢氧含量和夹杂物的影响[J]. 李作贤,赖道金. 特钢技术. 2006(03)
[9]支承辊用Cr5钢线接触滚动疲劳性能[J]. 王玉辉,廖波,肖福仁,蔡大勇. 金属热处理. 2006(09)
[10]非金属夹杂物对钢性能的影响[J]. 张爱梅. 物理测试. 2006(04)
本文编号：3121307
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