27.1t直接轧制特厚板钢锭的研制

第29卷第9期 l 9 9 4年9月 钢 铁 9， l 9 9 4 丑磕 1 甥扳 瞅 271 焦张 杰 常跃峰塑 陶 军 薛志明 舞阳钢铁公司 鞍山钢铁学院为了满足核电站及高压容器特厚板的需求，研制了271 试浇得了9 、模 耗降低45 kg F 271 t 10R F o) 、In to of t co f 27I t w#s de n 0，000 of of 52。wre 20 mm is uP to of 49 ，of 5 kgt 1前言 为了满足核电站及高压容器特厚板的需 求，鞍山钢铁学院和舞阳钢铁公司联合研制 了国内最大的计要求成 材率达78 以上，模耗小于33 kgt，120 这 无疑具有很大难度。因为锭愈大，钢锭原始铸 造组织也愈粗，偏析也愈严重，难以保证特 厚板组织性能要求；锭愈大，钢锭不均匀变 形也愈严重，成材率难以大幅度提高；锭愈 大，锭模受热应力作用模寿命 相应较低，因此272新锭型的设计思想 (1)钢锭采用大的宽厚比，以增加钢 锭的比表面积，从而增大冷却强度，细化晶 粒，减轻偏析，同时还可提高浇注过程中的 本体疑固率，减少帽部补缩容积。宽厚比增 大虽然使总压缩比减小，看起米似乎不利； 但由于铸造组织细化、偏析减轻，加上锭厚 较小，变形易于深透，开始轧制的若早道次， 轧件芯部不利的纵向附加拉应力状态减轻， 实际上比增大压缩比更有利于内部质量的提 高。增大宽厚 少轧制道次、提高产量、降低能耗。另外， 大的宽厚比还有利于减少横轧遘谈， 苟防止 因横轧道改过多，轧件平面腰鼓形加重，对 切边损失的不利影响。故271 度选择为2010 锭宽厚比为247， 这在国内外大型扁钢锭中是最大的。 (2)采用“帽口，帽内采用 联系人，教授，鞍山(1 14002)鞍山钢铁学院冶垒系 维普资讯 0 “热板。根据凝固理论，扁钢锭的 主要疑固方向为厚向，因此帽部宽向可作较 大收缩而不影响钢锭内部质量，这样可在采 用较大浇高的基础上缩小帽容比，既保证了 足够的实芯高度又减少了钢锭的切头率。 (3)钢锭小面采用大凸度的梅花形设 计。厚板的切边率占6 7 ，主要影响 是钢锭在纵轧时侧边产生双鼓形和横轧时头 尾产生轧凹，最终以折叠缺陷形式影响切边 量。锕锭小面设计成l有 效地控制上述双鼓形和轧凹，使厚板衡边平 直，可不切边或少切边，从而大幅度提高成 材率。但小面凸度增大，极易产生纵裂，因 此设计成梅花形，增强小面净却强度和对坚 壳带的支撑作用。 (4)采用较小的侧面锥度和底角圆弧 半径，使锭型平面尽可能矩形化，钢锭大面 有较大的尾部圆弧半径和肩部凸度，用以减 少纵轧时的轧凹，减少切头、切尾率。 (5)采用与锭型相匹配的轧制规程， 利用现有设备采用立辊齐边法、留尾轧制法、 控温轧制法，以控制厚板板形和钢板的组胡 性能。 (6)采用钢锭模大面预起拱，纵向、横 向不等壁厚的设计方法，使锭撰温度场、应 力场尽可能均匀，同时用热光弹结合有限元 法优化锭模结构，保证锭摸有鞍高使用寿 命。 根据以上原则，首先在鞍山钢铁学院进 行了变形模拟实验，结晶模拟实验，凝固和 轧制力能电算及热光弹、有限元计算，保证 了现场工业实验一次取得成功。 3锭型设计参数 锭重271 t 帽容比1213 (包括肩部) 帽部挠高450 锭垒高275O 131体高2300 锭最大宽度2010 994年第面凸出1051锭最大厚度875 面拱高35 锭平均宽厚比247 大面锥度30 小面锥度08 底部圆弧半径 R30011 80 高00100 锭比102 钢锭摸形状见图1。 图l 271 钢锭生产工艺 (1)使用的钢锭模材质为灰口铸铁， 成分( )为：C 3741、710、 620、P015、S01。钢锭模 璧厚，大、小面角部之比保证1：1：09， 锭模铸成后经550、8 应力，使用前烘烤至80120。 (2)浇注前按25 kg，渣吊挂距模底150200 (3)对要求探伤钢种进行炉外精炼 (井将注温控制在15601580， 防止浇高温钢，并保证浇高450 (4)控制注速。第一盘本体18 22 部79 =盘本体18 20 部68 至肩部减流， 注毕加嶷化稻壳保温剂l5 。 (5)注毕45 帽，l2 后热送。 维普资讯 图2 2716)加热工艺按图2进行。 (7)轧制工艺按图3执行。 5实验结果 5，1成材率 与原2075 由表1可见，271 J 帽口，切头率减少了256 。由于小面采 用了梅花形凸度，切边率平均减少0907 ， 最多减少2g ，轧件侧边已基本消除了折 叠缺陷。271 5 t 锭提高346 ，取得了显著的经济效益。 5，2厚板的力学性能 。 生产中检验了35炉典型产品的力学性 一圜一 一 匿圈一l 一l 习一 ) l 一 l l_ 藿 1一 图3 271 ，271 oo e1 ，12g70 。 能，具体情况见表2。由表2可见，70 200 53超声波探伤结果 按照400388标准对120 果 见表3。由表可见，探伤一彀合格成材率平 均为7094 ，满足探伤合格率85 的 要求，个别炉号探伤成材率较低是由于浇高 不足，或因锕中氢含量较高形成自点所致。 由于实验期间今后进行炉外 精炼后，探伤一级成材率可晕进一步提高。 54低倍组织检验 分别在板宽12和14处取低倍 和硫印样进行分析，结果碳偏析轻微，一般 疏松0515级，属于正常低倍组织。 55化学成分偏析 取60 帽口线以上 800 分析，结果如表4。可见钢锭偏析较小，这 是由于采用了较大宽厚比的结果。 56夹杂物分析 维普资讯 22 12 271 3探伤一级合格成材事 钢 种 探伤一投合格成材率， 取100 0235厚板头部分析夹杂 物，结果如表5 由表 5可见，夹杂物分布较均匀，且在 正常范围内o 57钢板组织及晶粒度 取00 结果如图4。可见钢板具有较均匀的铁素体 加珠光体组织，晶牲崖比较均匀，说明变形 区已经深透，晶粒度较细与压缩比和控温轧 制有关。 表4 180 部位 口墁口线下1口线下100蛐l4赴 帽口线下边部 量 o0012 00000012 O00口00020 00077 O 0058 D0059 拈 叶 0 0口0 维普资讯 表6有限元计算援口热应力分枢 图4 0 100 粒度7级)心(晶粒度6缎) 58钢键模应力及使用寿命 271 o 图5 271 图、表可见，锭摸热应力分布符合锭摸等 强度条件。图6和表7为现场用红外线辐射 高温计实测271 图 可见， 图6现场锭模测温点 由于键撰烈向、横向均采用不等壁厚设计，因 此键模温度场比较均匀。现场统计，新锭模 模耗为325 kgt，比原2075 45 kgt 6碧论 6l 271 型扁钢键的内部质量问题是成功的，与采 册大压缩比来解决问题相比，、偏 小，节省加热轧制能耗，减少轧制 道次等优像，。为我国大型扁钢键设计开辟了 ， 。 条新路 - 6 2本设计采用“帽口，可 在保证补缩的条件下显著降低帽部容积，提 高成材率。 63本设计采用梅花形的侧面大凸度 的钢键，可显著减少厚板侧边的轧凹和双鼓 形，改善侧边质量，减少切迎率，同时也防 维普资讯 24 1994年第9期 注 o _上了钢锭侧边的纵裂。 84采用钢锭模大面预起拱，锭模纵、 横向不等壁厚的设计，并采用热光弹结合有 限元法优化锭模结构，可显著提高其使用寿 命。 85 271 学性能良好，120 满足了棱电站、高压容器特厚板的要求，经 试生产1万余吨，成材率比旧键型提高348 ，模耗降低45 kgt，年经济效益可达600 万元。 本实验研究得到了舞阳钢铁公司炼钢 厂、厚板厂，钢研所，鞍山钢铁学院成材率 技术研究中心等单位有关工程技术人员的大 力协作，在此仅表谢意。 (上接第参考文量 1】 I 983)，114 2】of (1986)，10【3 l “41，5(1螂)，29 【4J，Io9 【5 l “es pr6RD。佩承克等着，氧气顶吹转垆炼钢(下册)邵彖华等译，嘲峨125, 维普资讯 ！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读谢谢阅读！谢谢阅读