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35MN锻材夹杂物控制技术研究

35MN锻材夹杂物控制技术研究

作者：周伟基东北大学

学位级别：硕士

抚顺特钢35MN锻材广泛应用于汽车、石化、钢铁、电力、造船、装备制造等行业,夹杂物的数量、种类、大小、分布规律对钢的强度、延伸性、韧性、切削性、抗腐蚀性能、表面光洁度、焊接性能等各方面的性能有着直接的影响。本论文主要对冶... 详细信息

抚顺特钢35MN锻材广泛应用于汽车、石化、钢铁、电力、造船、装备制造等行业,夹杂物的数量、种类、大小、分布规律对钢的强度、延伸性、韧性、切削性、抗腐蚀性能、表面光洁度、焊接性能等各方面的性能有着直接的影响。本论文主要对冶炼过程夹杂物行为进行研究,掌握过程夹杂物的来源、形成机理、演变规律等,用以指导生产,提出过程夹杂物的控制措施,以期获得高质量的产品。在对夹杂物控制及研究方面是通过对钢材采用超声波探伤（UT）检验的方式确定夹杂缺陷的位置,采用金相显微镜、扫描电镜等手段对夹杂物进行分类、定性分析,最终确定该夹杂物的来源。然后再结合计算机模拟、现场工艺试验及数据统计的方式,最终获得了减少钢中夹杂物的方法。论文得出的主要结论如下：（1）脱氧制度及钢中成品铝与夹杂物密切相关。（2）选用合适的保护渣、浇钢砖可以显著的减少模铸钢锭中的外来夹杂物。（3）适当地提高注温、注速,有利于扩大钢锭底部的液相区,改善底部的钢液流动性。钢锭浇注后适当地延长动车时间,可以为上浮的夹杂物创造一个良好的通道。优化模铸浇注过程中的吹Ar保护参数,采用合适的吹Ar保护工艺,可以有效减少由于浇注过程中钢水由于二次氧化而产生的夹杂物。扩大模底砖上口尺寸,可以有效地降低钢锭模内钢水的喷射高度;延长水平汤道的长度,减少钢水进入模内的冲击力;参照连铸湍流控制器的设计原理,对模铸中心砖进行了改型设计等措施来达到改善流场,减少由于浇注过程卷渣而产生夹杂物的几率。对钢锭模底形状由半球状改为圆（棱）锥型,并对内浇口进行倒角,改善底部钢液的流动性,减少底部两端涡流的产生;同时增加钢锭模的锥度,最终达到增加夹杂物的上浮几率的目的。（4）采用合理的热封顶技术,使用优质的绝热板,热值较高的发热剂以及配合使用保温剂,同时重点关注绝热板的安装质量、发热剂的加入时机及加入方式,达到控制钢液面减缓单位时间内结晶雨的生成,给凝固初期夹杂物的上浮创造良好的条件,可以减少尾部夹杂物。通过采用以上措施,抚顺特钢大型钢材中的夹杂物问题得到了根本性地解决,2009年全年探伤夹杂物不合率由原来的14.6%下降到2.5%,同比下降了83%,取得了良好的

关键词：大型锻材模铸计算机模拟夹杂物

含铝钛合金电渣重熔中的渣系设计及脱氧热力学

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东北大学学报（自然科学版） 2015年第11期36卷 1591-1595页

作者：侯栋董艳伍姜周华周伟基东北大学材料与冶金学院辽宁沈阳110819 大连特殊钢有限责任公司技术处辽宁大连116100

以炉渣离子、分子共存理论为基础,1Cr21Ni5Ti钢为研究对象,Al为脱氧剂,根据熔渣-金属中各个组元的平衡反应和质量守恒,建立了脱氧热力学模型,并在脱氧基础上设计了渣系.在脱氧剂Al不同的加入量条件下对1Cr21Ni5Ti钢中的Si,Al,Mn的平衡... 详细信息

以炉渣离子、分子共存理论为基础,1Cr21Ni5Ti钢为研究对象,Al为脱氧剂,根据熔渣-金属中各个组元的平衡反应和质量守恒,建立了脱氧热力学模型,并在脱氧基础上设计了渣系.在脱氧剂Al不同的加入量条件下对1Cr21Ni5Ti钢中的Si,Al,Mn的平衡质量分数和渣中Ti O2的需求量进行了计算,Ti O2的加入保证了钢中Ti的含量.结果表明:随脱氧剂Al的增加,Si,Al,Mn,Al2O3的平衡质量分数呈上升的趋势,Si O2,Fe O,Mn O以及渣系中Ti O2的设计量呈下降的趋势;当Al加入量达到0.2%后,渣中不稳定氧化物含量很低,大部分Al进入到钢液中,造成钢液增[Al].根据1Cr21Ni5Ti的Si,Al,Mn的成分要求,得到Al的最大加入量为0.15%/吨钢,此时渣系中Ti O2的设计量为4%,达到保钛的目的.

关键词：共存理论铝钛合金电渣重熔渣系设计脱氧热力学

电渣重熔中脱氧剂种类影响炉渣脱氧的热力学分析

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东北大学学报（自然科学版） 2016年第5期37卷 668-672页

作者：侯栋姜周华董艳伍周伟基东北大学冶金学院辽宁沈阳110819 大连特殊钢有限责任公司辽宁大连116100

以工业纯铁为研究对象,熔渣-金属中各个组元间的热力学平衡反应和质量守恒为基础,计算了不同的脱氧剂添加量下钢中的Si,Al的平衡质量分数,建立了脱氧剂Al,CaSi,CaSiBa的脱氧热力学模型.结果表明:基于本模型对多种脱氧剂进行的研究能够... 详细信息

以工业纯铁为研究对象,熔渣-金属中各个组元间的热力学平衡反应和质量守恒为基础,计算了不同的脱氧剂添加量下钢中的Si,Al的平衡质量分数,建立了脱氧剂Al,CaSi,CaSiBa的脱氧热力学模型.结果表明:基于本模型对多种脱氧剂进行的研究能够符合实验结果,在采用Al,CaSi,CaSiBa脱氧时,渣中FeO质量分数分别能降低到0.04%,0.08%,0.08%,铝脱氧可以使得熔渣中氧势降到最低,且渣中Al2O3由于脱氧而增加的量相对于原始质量分数变化幅度较小,与CaSi,CaSiBa相比具有良好的氧势控制能力.

关键词：炉渣离子分子共存理论电渣重熔脱氧热力学模型

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模铸轴承钢线材中心黑心问题分析

汽车工艺与材料 2023年第9期 37-41页

作者：郭立波周伟基高惠菊东北特殊钢集团大连116105

针对模铸轴承钢中心黑心缺陷,分别对退火态和热轧态盘条样品采用低倍酸浸、金相分析、扫描电镜微观形貌观察、能谱成分分析检测手段分析缺陷性质。通过对冶炼过程和轧制工艺流程进行调查,确认黑心缺陷是由于发热剂保温不良,导致冒口附... 详细信息

针对模铸轴承钢中心黑心缺陷,分别对退火态和热轧态盘条样品采用低倍酸浸、金相分析、扫描电镜微观形貌观察、能谱成分分析检测手段分析缺陷性质。通过对冶炼过程和轧制工艺流程进行调查,确认黑心缺陷是由于发热剂保温不良,导致冒口附近出现C、Cr元素偏聚造成的碳化物偏析。根据该缺陷形成原因,提出相应的现场工艺改进措施,为加强冒口的保温及时更换了发热剂,降低了浇注的过热度,最终解决了黑心问题,提高了产品合格率。

关键词：模铸轴承钢微观形貌偏析

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10B21冷镦钢冶炼工艺优化实践

特殊钢 2022年第4期43卷 63-65页

作者：陈修君毕胜周伟基姚玉东王鑫东北特殊钢集团股份有限公司总工办东北特殊钢集团股份有限公司大连116000

针对10B21含硼钢(/%:0.18-0.23C,≤1.0Si,0.60-0.90Mn,≤0.025P,≤0.020S,≥0.015Alt,≥0.008B)盘条表面铁皮疤缺陷及连铸坯角部表面裂纹进行了分析,通过优化钢的成分控制(/%:0.020-0.050Alt,0.03-0.05Ti,≤0.0060N,0.0008-0.0012B)提高拉速至2.3-2.4m/min以保证铸坯过拉矫时温度≥980℃,采取将连铸二冷比水强度由原1.29L/kg降至1.05L/kg等措施,可以有效控制连铸坯角部表面裂纹的出现,轧制后的盘条表面铁皮疤缺陷率由原来的15%降到1%以下。

关键词：含硼冷镦钢 10B21 合金成分表面裂纹工艺优化

Φ800 mm圆坯Q355NE凝固传热数值模拟和工艺实践

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特殊钢 2023年第2期44卷 7-11页

作者：周伟基姚玉东刘佳伟岳峰张磊东北特钢集团股份有限公司总工办大连116105 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

以钢厂断面尺寸为Φ800 mm圆坯Q355NE为研究对象,建立大圆坯传热模型,在不采用结晶器电磁搅拌的条件下,研究拉速和过热度对凝固过程的影响规律。结果表明:拉速对坯壳厚度、凝固终点位置和中心固相率的影响高于过热度,拉速每增加0.02 m·... 详细信息

以钢厂断面尺寸为Φ800 mm圆坯Q355NE为研究对象,建立大圆坯传热模型,在不采用结晶器电磁搅拌的条件下,研究拉速和过热度对凝固过程的影响规律。结果表明:拉速对坯壳厚度、凝固终点位置和中心固相率的影响高于过热度,拉速每增加0.02 m·min^(-1),凝固终点后移2.6 m左右;过热度升高10℃,凝固终点后移0.21 m左右。实际生产中,二冷比水量0.18 L·kg^(-1)、过热度25℃、拉速0.14 m·min^(-1)时,出结晶器坯壳厚度超过43 mm,末端电磁搅拌充分发挥作用,铸坯中心疏松和中心缩孔较结晶器电磁搅拌(300 A/1.5 Hz)、二冷比水量0.18 L·kg^(-1)、过热度25℃、拉速0.16 m·min^(-1)工艺有所改善。

关键词： Q355NE 大圆坯数值模拟拉速过热度

结晶器电磁搅拌对Q355NE Φ800 mm圆坯凝固组织及偏析的影响

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特殊钢 2023年第3期44卷 64-68页

作者：周伟基姚玉东刘佳伟岳峰史建凯东北特钢集团股份有限公司总工办大连116105 北京科技大学材料科学与工程学院北京100083

以钢厂Φ800 mm圆坯连铸机为研究对象,研究结晶器电磁搅拌电流和频率对电磁扭矩以及Q355NE钢圆坯等轴晶率和碳偏析的影响规律。研究发现,电磁扭矩随着结晶器电磁搅拌(M-EMS)电流的增加而增加,且增加幅度逐渐加大。电流越高,频率对电磁... 详细信息

以钢厂Φ800 mm圆坯连铸机为研究对象,研究结晶器电磁搅拌电流和频率对电磁扭矩以及Q355NE钢圆坯等轴晶率和碳偏析的影响规律。研究发现,电磁扭矩随着结晶器电磁搅拌(M-EMS)电流的增加而增加,且增加幅度逐渐加大。电流越高,频率对电磁扭矩的增强效果越显著。电流在0~200 A时,等轴晶率随电流和电磁扭矩的增加而增加,且等轴晶率和电磁扭矩呈线性关系。电流为150 A时出现皮下负偏析,相比较于电流为50 A,电流为150 A时出现了更为严重的晶间转变正偏析。

关键词：结晶器电磁搅拌电磁扭矩 Q355NE圆坯等轴晶率宏观偏析

GCr15连铸大方坯凝固终点及末端的大压下区间

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钢铁 2018年第1期53卷 41-45,71页

作者：周伟基沙玉峰路辉赵军普刘浏东北特钢集团大连特殊钢有限责任公司辽宁大连116100 钢铁研究总院冶金工艺研究所北京100081 中国钢研科技集团有限公司北京100081

建立二维非稳态传热模型对380 mm×490 mm大方坯凝固过程进行了模拟计算,并采用射钉试验结果验证了该模型的准确性。计算结果表明,拉速对凝固终点影响最大,过热度和比水量影响较小。拉速每增加0.01 m/min,凝固终点后移约0.5 m;过热度每... 详细信息

建立二维非稳态传热模型对380 mm×490 mm大方坯凝固过程进行了模拟计算,并采用射钉试验结果验证了该模型的准确性。计算结果表明,拉速对凝固终点影响最大,过热度和比水量影响较小。拉速每增加0.01 m/min,凝固终点后移约0.5 m;过热度每增加10℃,凝固终点后移约0.3 m;比水量每减少0.02 L/kg,凝固终点后移约0.15 m。在固相率较低时进行大压下,铸坯中心质量并未改善,同时会产生2.0级的中间裂纹。通过调整拉速,在较高固相率时进行大压下,铸坯中心偏析由2.0级改善到0.5级,中心疏松和缩孔降到0.5级,并且消除了内部裂纹。

关键词：传热凝固终点大压下连铸大方坯

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模铸系统结构对钢材探伤合格率的影响

铸造 2011年第11期60卷 1126-1129页

作者：周伟基鹿海薄永明战东平张飞抚顺特殊钢股份有限公司技术中心辽宁抚顺113001 东北大学材料与冶金学院辽宁沈阳110004

研究了浇注系统结构对10-27t大钢锭成材后探伤合格率的影响。通过改进浇注系统结构，降低浇注过程中的夹渣几率，提高了钢材质量。改进后探伤不合格率由14．6％下降到2．5％，下降了83％。

关键词：铸造夹杂物夹渣探伤合格率