CN113699427A - 一种锻造板坯的生产方法及板坯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锻造板坯的生产方法及板坯，属于锻造技术领域，包括S1、设置生产工艺；S2、设置连铸坯的牌号及化学成分；当牌号为TT400时，C的含量为0.17～0.21；Si的含量为0.17～0.35，Mn的含量为0.85～1.00，P的含量不大于0.025，S的含量不大于0.015，Als的含量为0.018‑0.040；当牌号为TT400‑2时，C的含量为0.15～0.19；Si的含量为0.17～0.35，Mn的含量为1.20～1.45，P的含量不大于0.025，S的含量不大于0.015，Als的含量为0.018‑0.040；S3、炼钢工序按内控成分要求组织生产；S4、连铸工序实施稳态浇注。

Description

一种锻造板坯的生产方法及板坯
技术领域
本发明属于锻造技术领域，具体涉及一种锻造板坯的生产方法及板坯。
背景技术
锻造用钢特点为合金含量偏高，钢的强度高，塑性偏差。另外自由锻工艺生产时，锻件受单向压应力，两向拉应力作用，生产中坯料内部裂纹等缺陷不仅不能焊合，还会在两向拉应力的作用下扩大，严重影响锻件质量，因此锻造钢坯对表面和内部质量要求非常高，接近无缺陷要求。锻造坯料最初是模铸钢锭，但生产效率低，后来发展为连铸生产的方坯和圆坯，但断面受制约，特殊锻件(如风电法兰等)加工成本高，成材率低，于是锻造板坯需求量日益增加，但板坯无缺陷生产控制难度非常大，常规板坯连铸机很难满足生产要求。为达到锻造高质量要求，我公司开展锻造板坯缺陷控制研究，开发了一种锻造板坯生产方法，在保留原有装备条件下，生产出了合格锻造板坯，成功取代大圆坯及模铸钢锭用于锻造风电法兰。解决了传统用大圆坯及模铸钢锭锻造风电法兰成材率低、成本高的问题，具有生产成本低、批量大、锻造成材率高的特点。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种锻造板坯的生产方法及板坯。
本发明的第一目的是提供一种锻造板坯的生产方法，包括：
S1、设置生产工艺流程为：高炉铁水经倒罐站兑入铁包→铁水预处理(脱硫站采用镁粉+钝化石灰喷吹技术进行脱硫预处理)→转炉冶炼(在180t顶底复吹转炉，利用顶吹氧气、底吹氩气和造渣将铁水冶炼成成分、温度符合要求的钢水)→炉外精炼(在LF炉通过还原性顶渣和底吹氩气搅拌，降低钢水氧和硫含量，去除夹杂物，提高钢水纯净度，并对成分进行微调)→板坯连铸(合格钢水由钢包注入中间包内，通过中间包分流注入结晶器，经冷却、矫直、切割成板坯)→检验出库。
S2、设置连铸坯的牌号及化学成分；具体为：
当牌号为TT400时，C的含量为0.17～0.21；Si的含量为0.17～0.35，Mn的含量为0.85～1.00，P的含量不大于0.025，S的含量不大于0.015，Als的含量为0.018-0.040；
当牌号为TT400-2时，C的含量为0.15～0.19；Si的含量为0.17～0.35，Mn的含量为1.20～1.45，P的含量不大于0.025，S的含量不大于0.015，Als的含量为0.018-0.040；
S3、炼钢工序按内控成分要求组织生产，通过稳定转炉装入量、优化转炉操作、稳定物料成分、优化冷料结构和用量配加、改善LF炉精炼工艺，保证钢水成分、温度合格；
S4、连铸工序实施稳态浇注，优化冷却参数，采用反冲洗冷却喷嘴，改善冷却效果；完成二冷区电磁搅拌系统改造，优化电搅参数，保证板坯内外部质量合格。
本发明的第二目的是提供一种由上述生产方法制备而得到的锻造板坯。
本发明的第三目的是提供一种设备，包括由上述板坯制成的零配件。
本发明具有的优点和积极效果是：
本发明根据用户对产品的各项要求，通过采用板坯成分精准控制技术、全流程洁净钢冶炼技术和板坯内部质量控制技术，生产出高质量、低成本的无缺陷锻造板坯。
无缺陷锻造用板坯成分控制精度提高，合金成本大幅下降，板坯内外部质量优良，达到用户使用要求。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并详细说明如下：
本发明的技术方案为：
一种锻造板坯的生产方法，(1)采用板坯成分精准控制技术。根据锻造用板坯的特点进行成分设计，并通过优化冶炼工艺，提高终点命中率，稳定合金回收率，保证精炼时间，改善精炼效果，减少连铸增碳等措施，提升成分控制精度，缩窄成分控制范围，降低P、S等有害元素含量。(2)采用全流程洁净钢冶炼技术。通过稳定转炉炉料结构和冶炼工艺，对LF炉精炼技术进行攻关，提高原辅料和耐材质量，实现连铸稳态浇注等措施，提高钢水洁净度。重点对钢液中夹杂物的来源进行控制，促进钢液中夹杂物快速上浮，降低夹杂物对连铸稳定生产和板坯内部质量的影响。(3)开发板坯内部质量控制技术。通过优化钢水成分、提高辊缝精度、改善二次冷却效果、进行低过热度和恒拉速稳态浇注、优化电磁搅拌参数等措施，有效改善了板坯内部质量，解决了板坯内部裂纹和偏析等质量缺陷。
本申请根据用户对产品的各项要求，通过采用板坯成分精准控制技术、全流程洁净钢冶炼技术和板坯内部质量控制技术，生产出高质量、低成本的无缺陷锻造板坯。
本发明所采用的技术方案是：采用混铁炉/倒罐站兑铁→脱硫站脱硫预处理→顶底复吹转炉冶炼→LF精炼炉精炼处理→板坯连铸机浇铸成板坯的工艺流程。为锻造用板坯成分控制、内外部质量检验提供了依据。生产中通过采用板坯成分精准控制技术、全流程洁净钢冶炼技术和板坯内部质量控制技术，生产出高质量、低成本的能完全满足用户使用要求的无缺陷锻造板坯。
所得结果为：天铁成功开发出满足用户使用要求的无缺陷锻造用板坯，并已形成批量生产。并通过此项专利技术，使板坯成分控制水平得到提高，板坯质量得到显著改善，生产成本得到大幅降低。
具体步骤如下：
(1)生产工艺流程为：高炉铁水经混铁炉或倒罐站兑入铁包→脱硫站采用镁粉+钝化石灰喷吹技术进行脱硫预处理→顶底复吹转炉利用氧枪喷吹的氧气、底吹氩气和造渣料将铁水冶炼成成分均匀的钢水→LF精炼炉通过还原性顶渣和底吹氩气搅拌降低钢水氧和硫含量、去除夹杂物，提高钢水纯净度→合格钢水由钢包注入中间包内，通过中间包分流注入结晶器，经冷却、矫直、切割成板坯。
(2)连铸坯的牌号及化学成分应符合表1的规定。
表1 化学成分内控要求(％)
成分 C Si Mn P S Als
TT400 0.17～0.21 0.17～0.35 0.85～1.00 ≤0.025 ≤0.015 0.018-0.040
TT400-2 0.15～0.19 0.17～0.35 1.20～1.45 ≤0.025 ≤0.015 0.018-0.040
(3)铁水预处理脱硫工序：采用镁粉+钝化石灰喷吹技术，铁水脱硫预处理目标设定为S≤0.010％，扒渣要求露出铁水净液面≮80％。
(4)转炉工序：严格控制装入量为205±3吨；保证入炉铁水S≤0.010％，P≤0.080％；采用优质低硫废钢；造渣料采用石灰+轻烧白云石+烧结矿等含铁物料；氧枪控制模式与供氧强度模式均为“低-高-低”，控制好过程温度，合理布料，充分利用物料的化渣效果保持化渣，利用枪位辅助化渣；终渣碱度控制在3.0～3.5，终渣MgO％控制在8～12％；出钢目标C≥0.08％、P≤0.012％、S≤0.012％；使用挡渣塞加挡渣标双挡渣出钢，出钢时间≮4.0min，保证渣层厚度≤50mm，出钢过程全程底吹氩搅拌；脱氧采用铝锭，合金配加采用硅锰；顶渣采用白灰+萤石。
(5)LF精炼炉工序：要求造还原性白渣，渣中TFe≯2％，碱度≮8，出站S≤0.007％；采用硅锰+硅铁合金配加补足硅元素与锰元素；采用铝线调配Als，喂铝线速度≮200m/min；要求钢包底吹效果良好，精炼气氛要求微正压操作；电极加热期间要求埋弧效果良好；在精炼处理完成后，对钢液软吹时间≮10min；采用成分精准控制技术，减小C、Si、Mn波动范围，控制适当的Als和N含量，提高锻件强度；严格控制钢中P、S、H、O等有害元素，保证钢水的纯净度。
(6)连铸工序：严格执行保护浇注工艺，大包下水口采用密封圈+氩气密封，要求对中良好，插入深度≥200mm；开浇前将中间包四周密封好，并通氩气进行置换；钢水过热度控制在10～20℃；结晶器采用液面自动控制，锥度为0.9％，结晶器冷却水为3200/550L/min；二次冷却比水量为0.80L/kg，重新开发制定了同钢水条件更加匹配的动态二冷控制曲线；采用反冲洗冷却喷嘴，改善冷却效果；采用稳态浇注生产工艺，保持恒拉速0.90m/min浇钢；电搅参数为380A、6.0HZ；辊缝精度控制在±0.5mm，结晶器与零段接弧精度控制±0.3mm；调整动态轻压下位置增加2％，压下量增加0.5mm，使柱状晶比例减少了20％。
通过上述一整套完整的生产工艺，最终生产出内外部质量优良的锻造用板坯，其成品磷含量控制在0.014％以下，硫含量控制在0.007％以下，氧含量控制在30ppm以下，氮含量控制在50ppm以下。
一种由上述生产方法制备而得到的锻造板坯。
一种设备，包括由上述板坯制成的零配件。
以上所述仅是对本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种锻造板坯的生产方法，其特征在于，至少包括：
S1、设置生产工艺：
S101、高炉铁水经倒罐站兑入铁包；
S102、铁水预处理；
S103、转炉冶炼；
S104、炉外精炼；
S105、板坯连铸；
S106、检验出库；
S2、设置连铸坯的牌号及化学成分；具体为：
当牌号为TT400时，C的含量为0.17～0.21；Si的含量为0.17～0.35，Mn的含量为0.85～1.00，P的含量不大于0.025，S的含量不大于0.015，Als的含量为0.018-0.040；
当牌号为TT400-2时，C的含量为0.15～0.19；Si的含量为0.17～0.35，Mn的含量为1.20～1.45，P的含量不大于0.025，S的含量不大于0.015，Als的含量为0.018-0.040；
S3、炼钢工序按内控成分要求组织生产，通过稳定转炉装入量、优化转炉操作、稳定物料成分、优化冷料结构和用量配加、改善LF炉精炼工艺，保证钢水成分、温度合格；
S4、连铸工序实施稳态浇注，优化冷却参数，采用反冲洗冷却喷嘴，改善冷却效果；完成二冷区电磁搅拌系统改造，优化电搅参数，保证板坯内外部质量合格。
2.根据权利要求1所述锻造板坯的生产方法，其特征在于，所述S102具体为：脱硫站采用镁粉和钝化石灰喷吹技术进行脱硫预处理。
3.根据权利要求1所述锻造板坯的生产方法，其特征在于，所述S103具体为：在180t顶底复吹转炉，利用顶吹氧气、底吹氩气和造渣将铁水冶炼成成分、温度符合要求的钢水。
4.根据权利要求1所述锻造板坯的生产方法，其特征在于，所述S104具体为：在LF炉通过还原性顶渣和底吹氩气搅拌，降低钢水氧和硫含量，去除夹杂物，提高钢水纯净度，并对成分进行微调。
5.根据权利要求1所述锻造板坯的生产方法，其特征在于，所述S105具体为：合格钢水由钢包注入中间包内，通过中间包分流注入结晶器，经冷却、矫直、切割成板坯。
6.一种板坯，其特征在于，由上述权利要求1-5任一项所述锻造板坯的生产方法制备得到。
7.一种设备，其特征在于，包括由上述权利要求6所述板坯制成的零配件。
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