兴澄特钢超大规格轴承钢的发展和质量保障
发布时间：2021-11-08 23:28
风电等行业零部件大型化和低成本化制造,给连铸大圆坯开发生产带来机遇的同时,对铸坯生产企业的质量管控提出了更高的要求。借助于扫描电镜和能谱仪、夹杂物萃取、全氧分析等现代分析手段综合评价钢的纯净度和追踪夹杂物来源,为冶炼部门制定冶炼纯净度优化方案和圆坯交货质量保证提供可靠的依据,兴澄特钢大圆坯轴承钢的全氧含量可以稳定在7μg/g以下。应用流动-凝固分析软件、材料热性能分析等手段进行钢种浇注前风险预测、工艺模拟和浇注后的因素回归分析,解决和改善了大圆坯表面、中心裂纹、疏松缩孔和偏析缺陷,从而在保证质量的前提下成功开发了连铸浇注大圆坯（最大?1 000 mm圆坯和1 350 mm×1 000mm椭圆坯）。
【文章来源】：上海金属. 2020,42(06)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
兴澄特钢部分圆坯横截面形状和尺寸
图2为42Cr Mo4中碳轴承钢圆坯试样经过21.2的压缩比热锻后，电解得到的单个颗粒夹杂物，其主要组成为Ca S，伴随少量Mg-Si质氧化物，结合其三维形貌特征和冶炼过程追溯，推断其形成机制和原因:(1) LF精炼初始钢水S含量高于普通炉次;(2) LF精炼前期钢水搅拌不充分，脱硫动力学条件不良;(3) LF中后期脱硫产物Ca S虽然尺寸达到30μm以上，但钢液流动条件不良，在钢包-中间包-结晶器内该夹杂物颗粒未完全上浮去除;(4) LF顶渣对钢液中夹杂物的吸附力不足。为了提高钢的纯净度，减少上述类型夹杂物的产生，冶炼部门进行了两组因素试验，考察炉渣成分对LF终点钢液中夹杂物的影响。方案2为原有炉渣组成，方案1、3为微调后两组炉渣组成。在LF冶炼终点用取样器在钢水中取饼状试样，分别编号1-4、2-4和3-4 (4代表LF冶炼终点时刻)。自动制样后采用扫描电镜面扫描技术(50mm2)对试样中夹杂物的成分(图3(a))、数量和尺寸(图3(b))及元素组成(图3(c))进行统计。
为了提高钢的纯净度，减少上述类型夹杂物的产生，冶炼部门进行了两组因素试验，考察炉渣成分对LF终点钢液中夹杂物的影响。方案2为原有炉渣组成，方案1、3为微调后两组炉渣组成。在LF冶炼终点用取样器在钢水中取饼状试样，分别编号1-4、2-4和3-4 (4代表LF冶炼终点时刻)。自动制样后采用扫描电镜面扫描技术(50mm2)对试样中夹杂物的成分(图3(a))、数量和尺寸(图3(b))及元素组成(图3(c))进行统计。由图3(c)可知，LF炉渣调整后夹杂物的S含量较调整前有所下降，方案3夹杂物中Ca含量较方案1高约12%(质量分数，下同)。从夹杂物尺寸分布(图3(b))来看，方案1夹杂物的尺寸和数量均明显优于方案2，方案3夹杂物的数量少于方案2，但出现了30～40μm大尺寸夹杂物。因此方案1优于方案3，经多炉次试验反复验证，采用方案1炉渣组分，夹杂物数量明显减少。在LF炉渣成分微调后，对钢包吹氩的全过程进行系统梳理，稳定钢水在钢包内的流动、减少异常情况，确保了圆坯钢产品的纯净和稳定(全氧含量如图4所示)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2101双相不锈钢立式连铸坯热应力分布数值模拟研究[J]. 白亮,刘军,董俊慧,刘景顺,楠顶. 上海金属. 2019(06)
[2]大方坯径向水口旋流效应及其对凝固的影响[J]. 王璞,李少翔,唐海燕,郑宏光,柳向椿,张家泉. 中国冶金. 2019(09)
[3]65Mn连铸薄板坯偏析特征分析[J]. 郭健,潘文娜. 物理测试. 2018(04)
[4]Q460GJCZ35钢宽厚板缺陷及预防措施[J]. 高军,高峰,赵棪,樊立峰. 上海金属. 2018(04)
[5]轻压下对高碳钢小方坯内部质量的影响[J]. 李德军,廖相巍,于赋志,许孟春,李晓伟,刘祥. 上海金属. 2017(06)
[6]连铸矫直区不同角部形状板坯表面温度的数值模拟[J]. 孟德弟,王明林,张慧,袁守谦. 上海金属. 2017(04)
[7]S355J2钢板坯角部横裂纹成因及控制[J]. 赵文博,王明林,张慧,袁守谦. 上海金属. 2017(03)
[8]40CrNiMoV钢在大尺寸轴承中的应用[J]. 陈晨,杨志南,张福成. 金属热处理. 2017(04)
[9]4130X气瓶管内壁圈裂原因探究及解决办法[J]. 刘谦,夏冬冬,陈斌. 中国冶金. 2016(04)
[10]连铸大圆坯用于制造大型环锻件的优势分析[J]. 刘谦,夏冬冬,陈斌,董娟,蔡丰伟,谭亮. 连铸. 2015(03)
本文编号：3484222
【文章来源】：上海金属. 2020,42(06)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
兴澄特钢部分圆坯横截面形状和尺寸
图2为42Cr Mo4中碳轴承钢圆坯试样经过21.2的压缩比热锻后，电解得到的单个颗粒夹杂物，其主要组成为Ca S，伴随少量Mg-Si质氧化物，结合其三维形貌特征和冶炼过程追溯，推断其形成机制和原因:(1) LF精炼初始钢水S含量高于普通炉次;(2) LF精炼前期钢水搅拌不充分，脱硫动力学条件不良;(3) LF中后期脱硫产物Ca S虽然尺寸达到30μm以上，但钢液流动条件不良，在钢包-中间包-结晶器内该夹杂物颗粒未完全上浮去除;(4) LF顶渣对钢液中夹杂物的吸附力不足。为了提高钢的纯净度，减少上述类型夹杂物的产生，冶炼部门进行了两组因素试验，考察炉渣成分对LF终点钢液中夹杂物的影响。方案2为原有炉渣组成，方案1、3为微调后两组炉渣组成。在LF冶炼终点用取样器在钢水中取饼状试样，分别编号1-4、2-4和3-4 (4代表LF冶炼终点时刻)。自动制样后采用扫描电镜面扫描技术(50mm2)对试样中夹杂物的成分(图3(a))、数量和尺寸(图3(b))及元素组成(图3(c))进行统计。
为了提高钢的纯净度，减少上述类型夹杂物的产生，冶炼部门进行了两组因素试验，考察炉渣成分对LF终点钢液中夹杂物的影响。方案2为原有炉渣组成，方案1、3为微调后两组炉渣组成。在LF冶炼终点用取样器在钢水中取饼状试样，分别编号1-4、2-4和3-4 (4代表LF冶炼终点时刻)。自动制样后采用扫描电镜面扫描技术(50mm2)对试样中夹杂物的成分(图3(a))、数量和尺寸(图3(b))及元素组成(图3(c))进行统计。由图3(c)可知，LF炉渣调整后夹杂物的S含量较调整前有所下降，方案3夹杂物中Ca含量较方案1高约12%(质量分数，下同)。从夹杂物尺寸分布(图3(b))来看，方案1夹杂物的尺寸和数量均明显优于方案2，方案3夹杂物的数量少于方案2，但出现了30～40μm大尺寸夹杂物。因此方案1优于方案3，经多炉次试验反复验证，采用方案1炉渣组分，夹杂物数量明显减少。在LF炉渣成分微调后，对钢包吹氩的全过程进行系统梳理，稳定钢水在钢包内的流动、减少异常情况，确保了圆坯钢产品的纯净和稳定(全氧含量如图4所示)。
【参考文献】：
期刊论文
[1]2101双相不锈钢立式连铸坯热应力分布数值模拟研究[J]. 白亮,刘军,董俊慧,刘景顺,楠顶. 上海金属. 2019(06)
[2]大方坯径向水口旋流效应及其对凝固的影响[J]. 王璞,李少翔,唐海燕,郑宏光,柳向椿,张家泉. 中国冶金. 2019(09)
[3]65Mn连铸薄板坯偏析特征分析[J]. 郭健,潘文娜. 物理测试. 2018(04)
[4]Q460GJCZ35钢宽厚板缺陷及预防措施[J]. 高军,高峰,赵棪,樊立峰. 上海金属. 2018(04)
[5]轻压下对高碳钢小方坯内部质量的影响[J]. 李德军,廖相巍,于赋志,许孟春,李晓伟,刘祥. 上海金属. 2017(06)
[6]连铸矫直区不同角部形状板坯表面温度的数值模拟[J]. 孟德弟,王明林,张慧,袁守谦. 上海金属. 2017(04)
[7]S355J2钢板坯角部横裂纹成因及控制[J]. 赵文博,王明林,张慧,袁守谦. 上海金属. 2017(03)
[8]40CrNiMoV钢在大尺寸轴承中的应用[J]. 陈晨,杨志南,张福成. 金属热处理. 2017(04)
[9]4130X气瓶管内壁圈裂原因探究及解决办法[J]. 刘谦,夏冬冬,陈斌. 中国冶金. 2016(04)
[10]连铸大圆坯用于制造大型环锻件的优势分析[J]. 刘谦,夏冬冬,陈斌,董娟,蔡丰伟,谭亮. 连铸. 2015(03)
本文编号：3484222
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