90t电弧炉-LF((VD)-连铸-连轧流程生产链轨节钢35MnBM的工艺实践
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摘要:北满特钢通过90t电弧炉-LF(VD)精炼-240㎜×240㎜方坯连铸-连轧工艺生产Φ65、Φ70㎜链轨节钢35MnBM(%:0.35C、1.25Mn、0.0018B、0.029A1、0.09V)。通过VD处理和全程无氧化保护浇铸,使[N]≤78×10-6,钢中非金属夹杂物为0~2级,无发纹,晶粒度、组织和淬透性均满足标准要求。
关键词:EAF—LF(VD)一CC-CR流程 链轨节钢35MnBM 工艺实践
1 生产工艺
35MnBM链轨节钢工艺流程:90t电弧炉冶炼→LF精炼→VD真空→连铸240mm×240mm方坯→连铸坯热装(或缓冷→铸坯清理)→轧制。
1.1 电弧炉冶炼
90t EBT超高功率电弧炉,炉容96.1m3,炉壳直径6100mm,变压器功率85MVA 10%。
冶炼采用熔氧结合、早期去磷、泡沫渣埋弧操作,当[P]≤0.015%、温度≥1630℃出钢。出钢[Si]、[Mn]不计烧损调至规格下限,出钢15t时,向钢包中加铝1kg/t;出钢量达20t时,随钢流加入增碳剂、粗调合金及渣料。留钢留渣操作,留钢量22.4t,出钢全程吹氩。
1.2 LF/VD精炼
90t LF变压器功率18MVA。VD是双罐、单盖、罐盖车横移式装置。钢包到精炼位后,给电加热化渣,用C粉、Si粉、Al粉扩散脱氧造白渣,升温速度4.0~5.0℃/min,[C]、[Si]、[Mn]、[V]微调完毕;精炼过程Als控制在0.025%~0.035%,温度≥1680℃时吊包。
当VD真空度达67Pa,保持氩气搅拌10min以上,氩气压力≥0.5MPa,而后调小氩气压力破真空。破真空后依次精调成分,喂铝线0.030%,加钛铁0.03%,加硼铁0.0025%,再喂钙线160m,加150kg覆盖剂,软吹氩≥10min后,考虑残硫量喂入0.025%硫磺线。温度1565~1570℃吊包连铸。
1.3 弧形连铸机连铸
4机4流连铸系统包括,蝶型、支臂可独立升降的钢包回转台;悬臂式、变频驱动的中间包车;工作液位20t(800㎜),溢流液位22t的中间包;内壁镀铬,长800㎜的管式结晶器;每流4架,1、2架拉矫;3、4架矫直的拉矫机系统,一区、二区随断面规格更换,三区通用的二冷区;自动火焰切割系统;出坯辊道、事故冷床、拨钢机等组成的出坯系统。连铸机半径10.25m,流间距1300mm,冶金长度28m。连铸是全程无氧化保护浇铸,铸坯拉速0.6~1.0m/min。
结晶器冷却水流量2500L/min;停止浇铸时冷却水流量1300L/min;振动频率170r/min,振动截止频率150rpm,振幅3.9mm。结晶器电磁搅拌频率为3.0Hz,电流450A。连铸规格240㎜×240mm,定尺长度5.9m,切头600mm,切尾1600mm。
1.4 连轧机轧制
采用侧进侧出步进梁式加热炉,预热段温度不限,加热l段(1100±20)℃,加热2段(1180±20)℃,均热段(1160±20)℃,开轧温度1050,1070℃,经平立交替布置、单线全无扭转的23架轧机轧制成Φ65mm、Φ70mm、4~6m的定尺材。
2 生产结果与分析
2.1 化学成分
35MnBM链轨节钢化学成分检验值见表1。由表1可以看出,通过90t电弧炉冶炼、90t LF/VD精炼,C、Si、Mn、P、S、B、A1、V等含量均控制在标准要求的范围内,且P、S含量平均值分别为0.014%、0.007%,控制较好。
表1 35MnBM钢化学成分,30炉

2.2 低倍组织和非金属夹杂物
通过对短流程生产线生产Φ65mm、Φ70mm、4~6m的定尺材检验结果看,中心疏松、中心偏析、一般疏松、一般点状偏析均波动在0~1级,波动级别较低,这与采用了结晶器电磁搅拌(M—EMS)、凝固末端电磁搅拌(F—EMS)技术有关。非金属夹杂物均≤2.0级(表2),尤其是B类夹杂物控制得好。通过塔形检验未发现发纹存在(表3)。
表2 35MnBM钢的非金属夹杂物/级
项目 |
A |
B |
C |
D | ||||
细 |
粗 |
细 |
粗 |
细 |
粗 |
细 |
粗 | |
标准 |
≤3.0 |
≤3.0 |
≤3.0 |
≤3.0 |
≤3.0 |
≤3.0 |
≤3.0 |
≤3.0 |
检验值 |
0.5-2.0 |
0.5-1.5 |
0-1.0 |
0-1.0 |
0 |
0-0.5 |
0 |
0-1.5 |
2.3 淬透性与晶粒度
为保淬透性要求,[C]、[Mn]保淬透性元素应按内控成分的要求控制在中上限,从表1看,经过短流程生产,[C]、[Mn]化学成分的平均值达到中线水平;从表3看,淬透性值满足技术条件要求,但为了更好地提高35MnBM钢淬透性,在批量生产时[C]、[Mn]尽可能往中上限水平控制。
硼是活泼元素,在VD后,执行铝→钛→硼顺序精调成分,先用铝降低钢中氧、碳,再用钛铁固氮,使硼能充分发挥有效硼的作用,进而对提高钢的淬透性起作用。通过LF精炼加钒铁,VD喂铝线、加钛铁,使Al、Ti、V元素与钢中氧、氮、碳形成氧化物、氮化物或碳化物,弥散分布在晶界处,达到细化晶粒的目的,从表3看,晶粒度稳定控制在7~8级。
表3 35MnBM的淬透性、晶粒度、发纹检验结果

3 结论
通过30炉次的生产实践,北满特钢在短流程生产线上生产的35MnBM链轨节钢,其化学成分(%:0.33~0.37C、0.21~0.28Si、1.16~1.32Mn、0.0013~0.0024B、0.018~0.042A1、0.08~0.10V)、低倍组织、非金属夹杂物、淬透性(HRC:51~55.5J1.5、46~51J9、31~48.5J15)、晶粒度(7~8级)、发纹及脱碳层完全满足技术标准要求,可进行批量生产。
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