普特联合生产工艺路线鉴定材料

第四部分普特联合生产模铸工艺技术总结普特联合生产是利用高质量的铁水资源，采用铁水预处理转炉冶炼LF、AHF、RH精炼模铸热送产材的一种普特联合生产的组织形式。由于生产组织的特殊性，整个模铸生产工艺也有其独特的地方。整个普特联合生产的模铸采用车铸、热送的形式，具体工艺情况主要包括以下几个方面一、浇注形式浇注形式采用车式下铸的方法二、浇注锭型选择1、选择要求11、满足转炉每炉钢水量的浇注要求，每炉平均量为140吨；12、选择的锭型及底盘布置符合车式浇注的要求；13、锭型选择后的浇注支数要求适中，减少浇注底盘和时间；14、锭型的选择满足均热炉加热及800/650初轧机的轧制能力的要求；15、满足普特联合品种开发的浇注质量要求，要求有好的低倍质量，满足钢材的使用要求，中心疏松、一般疏松、锭型偏析15级，无白点、皮下气泡等；16、满足普特联合浇注后钢锭热送的组织结晶要求，外层为致密、高强度的细小等轴晶区，接着为发达的柱状晶区、中心为粗大的等轴晶区；17、要求有合理的成材率指标，成材率指标设计为84。2、锭型选择及主要参数根据普特联合生产的锭型选择要求，以及特钢公司现有锭型种类，选择316吨方形锭和48吨矩形锭两种锭型，其中除了炮弹钢、铁路轴坯钢、石油钻铤钢等有定尺、压缩比要求的钢种采用48吨锭型外，其余钢种以316吨锭型为主。316吨锭型参数设计理论重量316吨锭型尺寸上口546546MM，下口430430MM，锭身高度1764MM，底部为半球状采用四车八底盘浇注形式，每底盘为6支浇注量8631615168吨。48吨锭型参数设计理论重量48吨锭型尺寸上口680620MM，下口630510MM，锭身高度1775MM，底部为半球状采用四车四底盘浇注形式，每底盘为8支浇注量48481536吨。3、钢锭结晶组织钢锭结晶组织为镇静钢的结晶组织外层为致密的细小等轴晶区即激冷层；中心为粗大的等轴晶区，属各种杂质、低熔点物质富集区；介于之间的为发达的树支壮柱状晶区。三、浇注工艺1、铸锭工艺流程清理底盘镶砖安装帽口刷模座中注管座模吸尘座帽口运输炼钢厂调整锭模、帽口压铁皮吊挂保护渣浇注加防缩孔剂热送800分厂2、温度制度浇注温度的确定为浇注温度液相线温度（1536（IA）过热度（4060）注（IA）为各元素的温降之和；I为各元素每1含量的温降；A为元素含量根据普特联合生产的浇注底盘多、时间长，钢包温降小（0308/分钟）的情况和满足钢种质量要求、浇注要求，一般钢种的过热度选择为50，对于含SI、MN高、流动性好的钢种选择为40，低碳、粘稠钢种选择60，浇注温度范围控制为5。由于在浇注工位不能进行测温控制，则采用控制吊包温度和运输时间的方法控制。一般情况开始吊包至开注时的运输为28分钟，则吊包温度控制为高于浇注温度15，范围控制在5，316吨锭型按上限控制，48吨锭型按下限控制。部分钢种的温度控制如下表钢种吊包温度浇注温度20160051585535158051565545H1575515605451575515605601565515505Q235D1600515855Q345C159051575540MN2157051555540MN2SI157551560520CRH158551570540CR157551560542CRMO（A）157051555542CRMOA1570515555D6015655155059260156051535535CRMNSIA156551550558SIMN1555515405823154551530520CRMNTI（H）1585515705LZ401570515555LZ50156551550555SIMNMO15655155054145H157051550527SIMN157551565534MN2浇注速度浇注速度的控制根据不同锭型的浇注质量及帽口补缩要求，分锭型控制为316吨锭身5分钟，帽口4分钟；48吨锭身8分钟，帽口7分钟。4、浇注操作41浇注前在距模底200300高处吊挂保护渣，316吨锭型为6KG/支，48吨锭型为10KG/支；42浇注时要求采用薄铁板盖住帽口，防止钢水喷溅，进入模内影响表面质量；43引流钢水量要求大于800KG，浇注时要求对正后一次性开流，不能偏流、散流，钢水充满模底后开全流，浇注时要求模内钢液面平稳上升；44浇注到帽口1/3时采用细流填充或冲压填充的方法进行帽口填充浇注，保证帽口凝固后实心高度大于300MM；45浇注到帽口2/3时加入发热剂，加入量为316吨锭型3KG/支，48吨锭型5KG/支。5、氩气保护为了防止钢水浇注过程中的二次氧化和吸气，在浇注时采取简易的氩气保护装置进行氩气保护浇注，保护形式为钢流逆向方式吹氩。氩气为瓶装、快速接换式。四、运输为保证生产组织的正常进行及节约能源，降低生产成本，浇注完的钢锭采取红送的方式热送至特钢公司800分厂装炉均热。根据两种锭型的结晶速度、镇静钢钢锭的质量特性要求、热送、热装的要求，采取钢锭浇注完后4060分钟动车热送至特钢公司800分厂均热产材或开坯。第五部分普特联合热送、热装及均热工艺技术总结根据普特联合生产组织的特殊形式，决定了热送、热装工艺是普特结合关键性工艺和其重要地位，它决定了普特联合能否正常运行，也是高产、低消耗和节能的最有效措施。一、热送、热装的意义热送、热装工艺的意义在于可减少钢锭缓冷的基础设施、钢锭缓冷过程中的质量缺陷、有效的利用热锭潜能，缩短加热时间，降低能耗、提高均热炉生产能力。热送、热装钢锭的加热时间是冷锭的三分之一，减少了钢锭加热过程中的烧损，提高成材率1左右。另外，钢锭采用热送、热装缩短了铸锭车的停留及周转时间，保证了浇注系统的干燥、清洁，满足钢种的浇注质量要求，特别是预防了白点及钢锭皮下气泡，提高钢锭表面质量。因此，除特殊情况外，普特结合所生产的钢锭全部实行热送热装工艺。二、均热炉性能及设备参数800/650轧机采用均热炉加热，共计12个均热炉坑，其设备工艺参数见下表序号项目单位参数（性能）1炉型上部四角烧嘴换热式均热炉2炉坑尺寸MM4680466032003单坑装入量吨42（最大）4单坑年均热能力万吨/坑年3255最高加热温度13006燃料种类高炉、焦炉混合煤气7燃料热值KJ/NM7530三、热送热装工艺提高热锭温度可显著提高均热炉生产能力，减少供热、缩短加热时间，达到降耗和减少钢锭烧损的目的。根据炼钢厂距特钢800分厂的运距长，运输时间较长并且难以控制的特点，一般在34H左右。从两种锭型的不同钢种凝固速度及组织转变特点分析，此时钢锭温度一般处在650750之间，正是组织转变温度区间，即混晶区；又由于钢锭随模在运锭车上长时间运输和注锭时间长、钢锭之间的散热条件不一致造成钢锭温度不一致，表现在各盘间和锭模各面，致使钢锭各面温差增大，导致热应力也大。如在此时装炉，将严重影响产品质量，在装入均热炉后的加热过程中极易产生裂纹，如9260、35CRMNSIA、40CR等。因此，对不同钢种在相同的热送条件下实行不同的热装制度，即对普特结合所送钢锭全部采用650以下装炉，并制定了六组不同钢种的热装、均热工艺措施普特结合钢号暂行均热工艺规程，见附件1。四、均热工艺各组别钢号均热工艺完全执行800分厂工艺技术规程中的温装工艺，具体工艺见附件2。附件1普特结合钢号暂行热送、热装工艺规程一工艺规程1组钢号35、20CRH、Q345C本组以上钢号按温装或冷装工艺加热。钢锭随模冷却到650以下方准装炉；温装316吨钢锭传搁时间5H30MIN6H30MIN48吨钢锭传搁时间6H30MIN7H30MIN冷装钢锭温度低于400或冷锭。2组钢号40CR、20CRMNTIH、4145H（42CRMO）、45（45H）、55、42CRMO、40MN2本组以上钢号按温装或冷装工艺加热，45钢在650750严禁装炉。禁装炉时间316吨钢锭3H40MIN5H20MIN48吨钢锭4H40MIN6H20MIN40CR不允许变冷锭，及时装炉。3组钢号27SIMN、35CRMNSIA本组以上钢号按温装工艺加热，特殊情况随锭模冷却到400以下时，可按冷装工艺加热，不允许脱模变冷锭。按温装工艺加热时，钢锭随模冷却到650以下方准装炉。锭温550650，及时入炉。传搁时间316吨锭5H30MIN6H30MIN48吨锭6H30MIN7H30MIN4组钢号D60、60本组钢号按温装工艺加热，特殊情况随钢锭模冷却到400以下时，应按冷装工艺加热。按温装工艺加热时钢锭温度低于650以下方准装炉。48吨钢锭传搁时间6H30MIN7H30MIN。钢温低于650时温装凉炉温度为750，前期800保温30MIN按160/H升温加热。5组钢号9260（60SI2MNCR）、58SIMN、823（48SI2MO）本组钢号按温装工艺加热，特殊情况随锭模冷却到400以下时，按冷装工艺加热。按温装工艺加热时钢锭温度低于650时方准装炉。48吨钢锭传搁时间6H30MIN7H30MIN。钢温低于650时，温装凉炉温度为750，前期800保温30MIN按160升温加热。6组钢号P20（3CR2MO）、718（3CR2NIMO）本组钢号按温装工艺加热，特殊情况随模冷却到400以下时，应按冷装工艺加热。按温装工艺加热时钢锭温度低于650时方准装炉。传搁时间316吨锭5H30MIN6H30MIN48吨锭6H30MIN7H30MIN钢温低于680时，温装凉炉温度为780前期800保温30MIN按140升温加热。二操作要点1、普特结合热送钢锭传搁时间2H30MIN者在装炉时，不允许把温度高钢锭面靠炉墙，要求找面装炉。2、1组、3组、4组、5组，6组钢号在配坑时，首先应装温度低的底盘，1盘、4盘或1盘、8盘，然后再按浇注顺序配坑装炉。3、2组45钢炉坑条件允许时，钢温800底盘可以入炉加热升温，其余底盘应严格降到650以下时方准装炉。其余钢号的配坑装炉顺序同其他组别。4、1组、2组、3组钢号钢温低于650时凉坑温度800。前期保温时间应适当延长20MIN30MIN。5、45钢检查魏氏组织产品合同，钢锭温度要严格控制570600600222120473931302530252525252LZ50TB/T2945993456101935252525252525252注1LZ40钢AKU为4个试样的平均值。2LZ50钢要求检验钢的晶粒度。332实物质量3321综合检验合格率钢的物理性能检验一次合格率为力学性能夹杂物低倍组织晶粒度钢号检验炉次合格炉数合格率合格炉数合格率合格炉数合格率合格炉数合格率LZ402150021002100LZ50548005100510051003322力学性能在钢坯上纵向切取140140300MM样坯，经840正火后取样测定力学性能，检验水平为钢号NSMPABMPAAKUJMAX69622680MIN6751950X6805208589LZ402标准值6002031MAX415780226466MIN368700174339X38827352210407LZ505标准值3456101935力学性能不合均为塑性指标，不合炉号的C的控制偏高，如LZ40钢37285C045，达到上限；LZ50钢16348C053偏上限。3323非金属夹杂物非金属夹杂物每炉次取一个试样，按GB/T10561标准A法JK图检验，LZ50有2炉A类夹杂物达到25级标准上限，LZ40、LZ50的C、D类夹杂物均为0级。检验水平为A粗A细B粗B细C粗C细D粗D细钢号N级别级别分布频率010010010010005505010010010501550LZ402X10075050500000100100100100052080401040202040LZ5051520204020252040X1701600601000003324钢中气体在钢材上取样测定LZ50钢中氢、氧含量，其结果远远低于标准中规定的钢水中氢、氧含量指标。钢号NHPPMOPPMMAX0718MIN0510X06114LZ505标准值25303325低倍组织在轧后钢坯上取试片酸浸后检验低倍组织，LZ40、LZ50钢均未发现点状偏析，一般疏松、中心疏松、锭型偏析的检验结果均满足标准要求。一般疏松中心疏松锭型偏析钢号N级别级别分布频率01431422860514342914310285429143151431432014328525143LZ40LZ507X1290641143326晶粒度LZ50钢要求检验钢的奥氏体晶粒度，在经840正火的样坯上切取试样，按YB/T5148标准检验，晶粒度6575级，平均71级，满足标准要求。34汽车齿轮钢保淬透性齿轮钢要求化学成分控制准确，满足窄淬透性带的要求。2002年按GB5216和GB3077两个标准生产20CRMNTIH钢48炉，经800初轧机开坯后，根据化学成分实际控制状况，分别按GB3077或GB5216标准产材，并尝试分组供货。341技术要求20CRMNTIH钢执行的技术标准不同，性能指标要求也不同，特别是按技术协议生产的齿轮钢，技术指标要求更加严格，GB5216和GB3077标准的技术要求为；淬透性HRC低倍组织技术标准J9J15夹杂物一般疏松中心疏松偏析晶粒度GB52168530422235根据要求，氧化物、硫化物不大于3级33358热处理工艺90010正火，8805端淬。力学性能低倍组织技术标准SMPABMPA5AKUJ夹杂物一般疏松中心疏松偏析GB3077998501080104555根据要求333热处理工艺淬火880油冷，870油冷，回火200空冷。342实物质量3421化学成分齿轮钢的关键技术指标是末端淬透性，而准确控制化学成分是保证淬透性指标的重要条件，20CRMNTIH钢影响淬透性的主要元素是C、MN、CR，生产的39炉钢的控制水平为C018019020021022023分布频率77255436333255103MN080084085089090094095099100104105109110114分布频率7738528223026CR105107108110111113114116117119120122123125分布频率1034622051782626C的控制散差较大，分布6个单位，出现炉数集中的是020中限，占436，C在019021范围内的占7945。MN含量除1炉112外，控制范围在08099之间，极差019，在085094范围内的占667。CR含量除1炉123外，控制范围在105117之间，极差0123422淬透性按淬透性组产材24个炉号，32个批次不同规格，淬透性批次合格率9063。淬透性值分布状态为淬透性范围HRC36分布频率63156156311561569515631按组供货淬透性标准值3036HRC的32批次中有3批次不合见表43，在合格范围内的29批次中，比较均匀的分布在7HRC的淬透性带上，散差较大，这与化学成分的控制状态是对应的。3423其它指标低倍组织与晶粒度检验合格率100。35、前桥用钢汽车前桥用42CRMOA钢，供一汽集团用于热锻成型的钢材，由800/650轧机轧制95方、105方、1435钢材，供货技术条件为BX22002。351技术要求力学性能低倍组织夹杂物SMPABMPAAKJ一般疏松中心疏松偏析ABCD晶粒度930108012456333322115热处理制度淬火85015油冷，回火56050水或油冷。352实物质量3521综合检验合格率物理性能检验31炉，一次不合10炉，其中夹杂物不合8炉，冲击功和低倍不合各1炉，一次合格率6774。复验后有3炉夹杂物不合，综合合格率9023。各项指标检验一次合格率为力学性能低倍组织夹杂物晶粒度检验炉次合格炉数合格率合格炉数合格率合格炉数合格率合格炉数合格率31309677309677237419311003522力学性能力学性能检验指标水平为SMPABMPAAKJMAX1021127218633190MIN997102812249554X1081211725154578992标准值93010801245633523非金属夹杂物非金属夹杂物A类和D类级别较高，D类试片出现率也高，各级别出现频率为A粗A细B粗B细C粗C细D粗D细级别级别分布频率0161610098477485505387194823565659710339323129290168148151943064897482048129163225481630163524低倍组织低倍组织偏析级别较高，但均在合格级别内，各级别分布频率为一般疏松中心疏松偏析级别级别分布频率0807903051778124210161651615161206525163525晶粒度晶粒度检验全部在58级范围内，78级占75，完全满足标准要求。36、履带板用钢推土机履带板用40MN2SI钢由800初轧机轧制140240方坯，供用户热轧履带板。361技术要求40MN2SI钢按本新582001技术条件生产，要求检验钢的力学性能，非金属夹杂物，晶粒度，低倍组织，对钢的淬透性进行实测，不作验收依据。各项技术要求为力学性能低倍组织夹杂物SMPABMPAAKJ/CM2一般疏松中心疏松偏析ABCD晶粒度7859301068533333335热处理制度淬火85010，回火400420。淬透性按实测值J155260HRC，J84454HRC，J1928HRC。362实物质量3621综合检验合格率钢的力学性能，非金属夹杂物，晶粒度，低倍组织检验一次合格率均100。3622力学性能力学性能指标完全满足标准要求。SMPABMPAAKJ/CM2MAX927107520136MIN798983158104X8609101061771128标准值785930106853623非金属夹杂物非金属夹杂物检验满足标准要求，但A类夹杂物级别较高，各级别分布频率为A粗A细B粗B细C粗C细D粗D细级别级别分布频率01001007787780511188833411156102225