一种高铝合金结构圆钢的高效生产工艺的制作方法_2

文档序号:8959687阅读:来源:国知局
>[0030] 本发明的有益效果在于:通过铝的加入时机选择、工序选择、严格执行标准化操作 和生产工艺中各参数等手段,解决了目前生产的高铝合金结构圆钢存在的连浇性不好、易 出现结瘤、铝的吸收率不高、收得率不稳定、纯净度不高、圆钢表面质量不好、质量不稳定等 技术难题;同时克服了真空处理中加入铝块所导致的铝收得率不稳定,进而造成成份出格 的现象;并且通过适当调小VD工序中的底吹氩气流量、软吹氩流量和适当缩短软吹氩时 间,避免了 VD炉生产过程中加铝后出现的温度偏低现象。提供了纯净度极高、铝的收得率 稳定、铝的吸收率高,达到95%以上、可浇性好,不需要进行钙处理,可连浇12~15炉,且质 量稳定,完全满足高铝钢用户的使用性要求的高铝合金结构钢的高效生产工艺。
【具体实施方式】
[0031] 生产工艺简述如下:
[0032] 120t转炉冶炼一LF钢包精炼一VD炉真空精炼一大方坯连铸(220*260mm2)-乳 机乳制。
[0033] 实施例 1 (炉号 715060232)
[0034] (1)转炉冶炼工序
[0035] 转炉冶炼采用优质铁水,其中,入炉铁水中组分质量含量要求:Si :0.43 %、P : 0. 091.、S :0.014%,入炉铁水温度 T = 1315°C,
[0036] 转炉冶炼控制出钢终点[C] = 0· 25%,终点[P] = 0· 006%,出钢温度1650°C,出 钢过程采用滑板挡渣操作,出钢时间为4分钟,出钢1/4时依次加入脱氧剂电石lOOKg、铝块 180Kg ;
[0037] (2) LF精炼工序
[0038] LF精炼炉钢包加盖,确保LF精炼炉密封良好,炉内为还原性气氛,精炼加入铝 粒50kg/炉和电石60kg/炉进行钢渣界面脱氧,精炼前期、中期底吹大氩气量搅拌压力 1. 2MPa,流量400NL/min,精炼后期、末期底吹大氩气量搅拌压力1.0 MPa,流量300NL/min, 喂铝线量为380m/炉调铝至0. 10 %,精炼完成后迅速转入VD炉真空精炼工序;
[0039] (3) VD真空精炼工序
[0040] VD采用抽真空脱气处理,真空状态下全程大氩气量搅拌,搅拌压力I. IMPa,流量 350NL/min,真空度在67Pa以下保持12min后破真空后加入铝块为800Kg/炉,继续抽真空 至67Pa以下,并保持16min,随后破真空加入覆盖剂进行软吹操作,软吹时间35min,软吹氩 气流量为90NL/min,软吹后进行测温操作,本炉为开饶炉次,软吹后吊包温度为1575°C ;
[0041] (4)连铸工序
[0042] 连铸采用整体式密封镁质干式料中间包,中间包与包盖之间垫放耐火棉并在各接 缝处用涂抹料涂抹密封,连铸全程保护浇注,大包长水口氩封保护,中包上水口内装,使用 CaO-Al2O3系中包覆盖剂和碳化稻壳双层覆盖,结晶器保护渣使用西宝高铝合金结构钢保护 渣,其中碱度为R = 〇. 6,熔点1120°C,粘度为0. 43Pa. S/1300°C,H2O = 0. 10% ;保护渣自 动加入,每隔2小时测量一次液渣层厚度,确保液渣层深度为8. 5mm ;
[0043] 连铸采用较高过热度、较低拉速浇注,过热度控制在40°C,拉速0. 75m/min,浇铸 过程中拉速稳定、结晶器液面平稳,二冷采用弱冷配水模式,比水量为0. 25L/Kg ;结晶器采 用电磁搅拌,结晶器电磁搅拌参数为150A/2HZ,结晶器一冷水流量为110m3/h,一冷水温差 7~8 °C;中包水口直径彡Φ 40mm,水口插入深度为100mm,使用5. 5h进行更换,连铸末端电 磁搅拌参数为80A/6HZ ;连铸坯采用"一"字型加盖坑冷40h,温度在100°C状态下转运;
[0044] (5)乳制工序
[0045] 乳钢加强控乳控冷工艺控制,均热炉温度1180°C,开乳温度1090°C,总加热时间 2. 5h,出钢节奏I. 8min,
[0046] 采用高压水除磷,压力22MPa,确保连铸坯表面氧化铁皮清除干净;乳制完成后圆 钢应及时缓冷,确保圆钢在多400°C入坑缓冷,入坑时间50小时。
[0047] 实施例 2 (炉号 715060233)
[0048] 本炉为连浇炉次,软吹后吊包温度设置为1565°C,过热度为38°C,拉速0. 76m/ min,其余操作与实施例1相同。
[0049] 实施例 3 (炉号 715060234)
[0050] 入炉铁水中组分质量含量要求:Si :0.46 %、P :0.089 %、S :0.015 %,入炉铁水 温度T = 1320°C,本炉为连浇炉次,软吹后吊包温度设置为1565°C,过热度为38°C,拉速 0. 75m/min,其余操作与实施例1相同。
[0051] 实施例 4 (炉号 715060235)
[0052] 转炉出钢控制终点[C] = 0. 26%,本炉为连浇炉次,软吹后吊包温度设置为 1566°C,过热度为39°C,拉速0. 75m/min,其余操作与实施例1相同。
[0053] 实施例 5 (炉号 715060236)
[0054] 钢包底软吹氩时间33分钟,本炉为连浇炉次,软吹后吊包温度设置为1565°C,过 热度为38°C,拉速0. 75m/min,乳制均热段炉温:1185°C,开乳温度:1095°C,其余操作与实 施例1相同。
[0055] 实施例1-5所制得钢的铝的收得率、非金属夹杂物、气体含量分别见表1、表2和表 3所示:
[0056] 表1实例1-5所制备的铝的收得率
[0058] 上表中,VD炉软吹后钢液中铝含量与钢材产品的铝含量基本没有差别;上表中 "铝的收得率"为"步骤3VD真空精炼过程中喂入铝块而导致钢材中增加的铝"相对于喂入 的铝块本身重量的百分数。
[0059] 表2非金属夹杂物级别(针对实例1-5所制备的钢所进行的测试)
[0061] 表3成品气体含量(针对实例1-5制备得到钢进行的测试) CN 105177215 A 说明书 6/8 页
[0063] 对比例I
[0064] 将实例1步骤(2)中"喂铝线380m/炉调铝至0. 10 % "修改为"喂适量铝块调铝 至目标值",其他条件同实施实例1。
[0065] 铝的收得率很低,仅为75%左右,远低于本发明实施例中铝的收得率,且连浇4炉 后出现结瘤现象,远低于本发明中连浇炉数。
[0066] 对比例2
[0067] 将实例1步骤(2)中"喂铝线380m/炉调铝至0. 10 % "修改为"喂铝线330m/炉 调铝至0. 080%,VD炉加铝块调至目标成份",其他条件同实施实例1。
[0068] 连续浇铸过程中出现结瘤现象,说明没有达到深脱氧效果,对最终制得的钢材进 行检测,经检测B细类夹杂物存在2. 0级情况,远高于本发明实施例中制备的钢材的夹杂物 级别。
[0069] 对比例3
[0070] 将实例1步骤(3)中"真空度在67Pa以下保持12min后破真空后加入铝块为 800Kg/炉"修改为"真空度在67Pa以下保持8min后破真空后加入铝块为800Kg/炉",其他 条件同实施实例1。
[0071] 经检测,铝的收得率较低,仅为80%左右,远低于本发明实施例中铝的收得率,且 连续浇铸过程中出现较为严重的结瘤现象,无法正常生产。
[0072] 对比例4
[0073] 将实例1步骤(4)中"过热度控制在40°C,拉速0. 75m/min,"修改为"过热度控制 在29°C,拉速0. 68m/min,",其他条件同实施实例1。
[0074] 连铸浇铸过程中出现结瘤现象,对最终制得的钢材进行力学性能检测,经检测B 细类夹杂物存在2. 5级情况,远高于本发明实施例中制备的钢材的夹杂物级别。
[0075] 对比例5
[0076] 将实例1步骤(4)中"连铸坯采用"一"字型加盖坑冷40h"修改为"井"字型加盖 坑冷35h",其他条件同实施实例1。
[0077] 对最终制得的钢材进行气体检测,经检测[H]含量达到3ppm,钢材出现白点现象, 远高于本发明实施例中制备的钢材的[H]含量。
[0078] 对比例6
[0079] 将实例1步骤(5)中"采用高压水除磷,压力22MPa"修改为"采用高压水除磷,压 力18MPa",其他条件同实施实例1。
[0080] 对最终制得的钢材进行表面质量检查,经检查存在有氧化层压入形成的凹坑现 象,远差于本发明实施例中制备的钢材的表面质量。
[0081] 对比例7
[0082] 将实例1步骤(3)中"底吹氩、软吹氩"的强度适当增大,其他参数设定同实施实 例1,具体步骤为:
[0083] (1)转炉冶炼工序
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