400級(jí)超大型鋼錠偏析及夾雜物分析

400級(jí)超大型鋼錠偏析及夾雜物分析

巨大鋼條的金銀質(zhì)量直接關(guān)系到零件的質(zhì)量。在大規(guī)模的鋼腐大工藝中，精細(xì)顆粒的顆粒往往存在較大的偏差，如偏差和混合物超標(biāo)，這極大地影響了超聲的識(shí)別精度，并影響了產(chǎn)品的生產(chǎn)期。為了掌握巨型鋼錠的偏析程度以及夾雜物的大小、形態(tài)及分布等情況,對(duì)400t級(jí)鋼錠的典型部位進(jìn)行取樣,分析偏析的分布及程度,評(píng)價(jià)夾雜物等級(jí)等,為后續(xù)生產(chǎn)積累經(jīng)驗(yàn),為工藝改進(jìn)提供依據(jù)。1a,b+d,d+d某產(chǎn)品主要化學(xué)成分見表1。夾雜物要求A、B、C、D及DS均≤1.5,A+C≤2.0,B+D≤2.0,A+B+C+D+DS≤4.5。根據(jù)產(chǎn)品噸位采用多包合澆的方式,工藝路線為EF→LF(VCD)→MSD.VCD。2研磨過程的控制2.1個(gè)人單因素操作難度(1)鋼錠噸位大,生產(chǎn)組織難度大。冶煉、澆注400t級(jí)的巨型鋼錠,需要電爐連續(xù)多爐生產(chǎn),鋼包爐精煉時(shí)間長(zhǎng),動(dòng)用行車數(shù)量多,涉及使用的設(shè)備范圍廣,時(shí)間長(zhǎng)。(2)400t級(jí)鋼錠直徑大,高度高,C、Mn、Cr、Mo等易偏析元素的控制難度大。(3)殘余有害元素要求非常嚴(yán)格,原輔材料質(zhì)量等級(jí)要求高,操作難度相當(dāng)大。(4)化學(xué)成分有內(nèi)控要求且范圍窄,精確控制難度相當(dāng)大。(5)純凈度要求高,夾雜物評(píng)級(jí)要求嚴(yán)格。2.2采取的措施(1)鑄錠專用工藝及助劑本產(chǎn)品是集團(tuán)公司重點(diǎn)產(chǎn)品,為了確保冶金質(zhì)量,制定了詳盡的冶煉、鑄錠專用工藝。對(duì)工藝流程、原輔材料、電爐及鋼包爐冶煉的各種參數(shù)、鑄錠用各種輔具的清潔程度及使用次數(shù)等進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)定。尤其對(duì)化學(xué)成分和鋼液溫度進(jìn)行精確控制,將鋼液純凈度提高到極致。(2)樹立質(zhì)量意識(shí)，各項(xiàng)準(zhǔn)備工作層出不窮樹立“精確復(fù)制,件件達(dá)標(biāo)”的質(zhì)量意識(shí),逐個(gè)工段、逐個(gè)班組落實(shí)原料、生產(chǎn)、設(shè)備、輔具等的準(zhǔn)備情況,確保多包合澆順利完成。(3)技術(shù)人員在整個(gè)過程中提供技術(shù)服務(wù)盡管操作人員對(duì)該鋼種的冶煉過程相當(dāng)熟悉,但技術(shù)人員依然進(jìn)行全程跟蹤服務(wù),確保每一環(huán)節(jié)都嚴(yán)格執(zhí)行工藝的相關(guān)規(guī)定。3別阻隔90的位置取試位置詳見圖1。T肩樣在橫截面分別相隔90°的位置,每一位置取3個(gè)試樣,共計(jì)12個(gè)。水口端取11個(gè)試樣,冒口端樣位于冒口線上,共取8個(gè)試樣。4分析的弱化對(duì)易偏析元素C、Mn、Cr、Mo及氣體含量進(jìn)行了分析,分別有不同程度的偏析。4.1冒口端樣偏析分析各部位C的偏析見圖2,從圖中可以看出:(1)在水口端,最大負(fù)偏析為13%,其中偏析小于5%的占63.6%,小于10%的占81.8%,總體呈外高內(nèi)低的趨勢(shì)。(2)從T肩樣分布曲線可知偏析較小,在整個(gè)圓周上C的分布比較均勻。(3)從冒口端樣可以看出最大正偏析為37%,位于截面心部。從整體來看,C偏析小于5%的占61.3%,小于10%的占83.9%,小于15%的占90.3%,偏析大于15%的主要集中在冒口端截面中心,可見總體上偏析并不嚴(yán)重。由于冒口端樣位于冒口線上,故分析值偏高,鋼錠錠身的偏析要小于該數(shù)值。總之,盡管在水口端和冒口端均有不同程度的偏析,但相對(duì)于400t級(jí)特大型鋼錠,C的偏析程度相對(duì)較小,完全能滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。4.2mn的分析各部位Mn的偏析見圖3。從圖3可以看出,Mn的偏析較小,最大正偏析為5.36%,其中小于3.57%的占87.1%。4.3cr分析各部位Cr的偏析見圖4。從圖4中可以看出,偏析均小于5%,最大負(fù)偏析為1.25%,最大正偏析為4.56%,冒口端的偏析比水口端嚴(yán)重。4.4口端及冒口端樣偏析各部位Mo的偏析見圖5。在圖5中,水口端及T肩部Mo的偏析均小于2.88%,冒口端樣偏析小于1%的占62.5%,最大偏析為6.73%,居于截面心部。4.5氣體含量分析(1)氧含量偏高的原因O的分布曲線見圖6。從圖6可以看出,在冒口端,除t8點(diǎn)外其余均在10×10-6以下。t8點(diǎn)在鋼錠表面,易受污染,故氧含量偏高,不能反映氧含量的真實(shí)水平(從后續(xù)N含量異常也可得到驗(yàn)證)。在水口端,15×10-6以下的占72.7%,超過15×10-6的主要集中在距表面1/2R~3/4R的區(qū)域內(nèi),居于沉積錐,是結(jié)晶雨和夾雜物富集區(qū),因而造成這一區(qū)域全氧偏高,這可以從B類夾雜物評(píng)級(jí)得到驗(yàn)證?？偟膩碚f,冒口端比水口端的氧含量要低,冒口端的純凈度比水口端要好。(2)冒口端n的偏析能力N的分布曲線見圖7。從圖7可以看出,除t1、t2外,其余各點(diǎn)N≤80×10-6。冒口端N的偏析程度較大,特別是冒口端截面中心達(dá)40%,水口端偏析較小,最大負(fù)偏析為20%。冒口端N含量高于水口端,N的偏析趨勢(shì)與其它產(chǎn)品上的分析結(jié)果一致。4.6對(duì)剩余有害元素的分析殘余元素水平見表2,從表中可以看出殘余有害元素含量相當(dāng)?shù)?鋼的純凈度達(dá)到了較高的水平。5有個(gè)別試樣的b、c類病犯,t肩有雜巖件,無砂膠病,有個(gè)別試樣對(duì)取試各部位進(jìn)行夾雜物評(píng)級(jí),結(jié)果見表3。從表3夾雜物評(píng)級(jí)結(jié)果可以看出:(1)A類夾雜物除t4外,均為0級(jí),D類夾雜物≤0.5級(jí)。(2)在水口端及冒口端樣中,B、C類夾雜物評(píng)級(jí)全部合格,其中B類≤1.0級(jí)的占81.58%。C類全部≤1.0級(jí),≤0.5級(jí)的占65.78%。A+C、B+D、A+B+C+D全部滿足技術(shù)條件要求。(3)在T肩,有個(gè)別試樣的B、C類夾雜物評(píng)級(jí)超過1.5級(jí),導(dǎo)致B+D超過2.0級(jí)。對(duì)比分析t冒口端樣和T肩樣,冒口端樣中心部位屬于疏松、縮孔等缺陷密集區(qū),盡管是雜質(zhì)富化的偏析區(qū),但夾雜物評(píng)級(jí)全部合格,說明鋼液純凈度很高。而T肩位于鋼錠外表,卻有超標(biāo)夾雜物存在,究其原因?yàn)樵摬课皇茄h(huán)死角,夾雜物容易聚集,從而形成超標(biāo)夾雜物。故建議對(duì)巨型鋼錠或無損檢測(cè)要求特別高的產(chǎn)品將鋼錠肩部切除掉。另外T肩樣為鑄態(tài),如果經(jīng)過鍛造,能改善夾雜物的形態(tài)、大小及分布,可在一定程度上提高夾雜物評(píng)級(jí)等級(jí)。6化學(xué)成分的影響通過以上對(duì)化學(xué)成分、夾雜物的分析,可以得出以下結(jié)論:(1)易偏析元素C、Mn、Cr、Mo分別有不同程度的偏析,冒口端的偏析比水口端要大。從T肩樣的分析來看,易偏析元素在整個(gè)圓周上分布比較一致。化學(xué)成分和鋼液溫度的精確控制發(fā)揮了應(yīng)有的作用,整個(gè)冶煉、澆注過程控制是有效的。(2)氣體含量控制達(dá)到較高水平,特別是O含量的控制。(3)殘余有害元素含量相當(dāng)?shù)?鋼的純凈度達(dá)到了較高的水平。(4)通過降低鋼中S、O的含量可以很好地抑制A、D類夾雜物的形成。(5)從C、N