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42CrMo輥道輥下注澆注中新型保護渣的運用

時間:2019-07-16 來源:大型鑄鍛件 作者:王連明 本文字數:1918字

  摘    要: 介紹了一種新型保護渣在下注澆注中的應用, 以及對42CrMo輥道輥用鋼錠表面質量及其鍛件質量的影響。

  關鍵詞: 保護渣; 42CrMo合金鋼; 輥道輥;

  Abstract: This paper introduces the application of a new type of covering slag in bottom pouring and its effect on the quality of 42 CrMo raceway roller forgings and the surface quality of ingot.

  42CrMo輥道輥主要應用在軋鋼系統的物料運輸, 輥道的特點是輥子數量多, 使用頻繁。由于工作環境復雜, 大量的輥子需要高溫、高速條件下運轉, 輥子出現質量問題將會影響鋼板表面質量, 替換輥子又需要很長時間, 因此提高輥道輥的質量至關重要。目前我廠生產的42CrMo輥道輥大, 下注錠型大多集中在6 t~28 t, 近幾年輥道輥產量逐年增加, 但是鍛件廢品率一直居高不下。為了提高鋼錠后續質量及鋼錠表面質量, 在下注澆注中使用了新型保護渣。

  1、 輥道輥子冶煉工藝

  目前公司采用的工藝流程:電爐→精煉爐→鑄錠。

  電爐:配料30%生鐵+70%返回廢鋼, 吹氧熔化自動流渣, 雙渣法重新造渣, 出鋼順流加入200 kg~300 kg石灰。

  精煉:精煉包烘烤溫度大于800℃, 包底按成分規格加入0.20%Si-Mn合金, 采用FeSi粉、C粉擴散脫氧, 造渣合金化CaO∶CaF2=4∶1, 當渣變白色, 溫度合適可進行合金化, 每隔10 min~15 min加入5 kg~10 kg粉狀脫氧劑, 渣的總量控制在1.5 t~2.5 t, 進真空前要求溫度為1650~1660℃, 真空處理時間小于50 min, 氬氣流量30NL/min~60 NL/min, 真空后取樣[H]小于2×10-6, 如果不合要求需重新進真空, 軟吹時間小于15 min, 成分、溫度合要求后出鋼。

  鑄錠:附具使用前清理內表面殘鋼、殘渣、鐵銹, 底盤烘烤溫度大于80℃, 做錠模前用風管對湯道進行吹掃, 做錠模后對中注管進行吹掃, 外引流、澆注時注意氬氣保護注流, 鋼水平穩上升, 加入發熱劑、碳化稻殼, 脫模熱送[1]。42CrMo鋼種的主要化學成分要求見表1。

42CrMo輥道輥下注澆注中新型保護渣的運用

  2、 新型保護渣應用效果的統計分析

  新型保護渣主要對堿度進行調節, 因為CaO的熔點為2580℃, Ca2+的半徑為1.06×10-6nm。CaO影響析晶溫度, 是網絡外徑氧化物的一種。因此, 加大保護渣中的氧化鈣含量就可以大幅度減小保護渣的粘度。同時CaO會吸收鋼中以Al2O3和Ti O2為主的氧化物雜質。保護渣的堿度提高, 去掉鋼液中的氧化物夾雜物的速率也會加大。合適的堿度不僅可以加速造渣, 而且有利于冶金產品的質量提升。如果保護渣堿度不夠大, 鋼液中的夾雜物不能被大量地吸收, 會造成模鑄鋼錠質量不好的狀況, 它是用來顯示保護渣去除鋼液中有害物質程度的主要指標, 還用來呈現渣潤滑性能的好壞, 但是堿度大的同時, 它的析晶溫度也會變大, 不利于傳熱和潤滑性能, 因此保護渣的堿度適宜是非常重要的。通常改變保護渣的堿度是通過增加適量CaO, 同時減少SiO2的含量, 就可以減小渣液的粘度, 讓保護渣的流動性更好。提高氧化鈉或氧化鉀的含量, 就能夠保證保護渣堿度盡量不改變的同時又能改善渣的流動性[2]。表2列出了保護渣的一些指標。

  表1 42CrMo鋼主要化學成分要求 (質量分數, %)
表1 42CrMo鋼主要化學成分要求 (質量分數, %)

  表2 保護渣的主要化學成分 (質量分數, %)
表2 保護渣的主要化學成分 (質量分數, %)

  表3 42CrMo生產情況統計數據
表3 42CrMo生產情況統計數據

  統計了2018年公司煉鋼廠生產的共計260支42CrMo輥道輥, 全部采用新型保護渣, 后續UT檢測合格率100%。表3列出了5爐采用新型保護渣生產42CrMo輥道輥用鋼錠的統計數據。

  3 、試驗過程中存在的問題及所采取的措施

  3.1、 存在的問題

  澆注過程中注速過快;保護渣液相與固相之間結殼;澆注時外流結束后需要二次引流;雨季時保護渣潮濕及當中有部分固體小顆粒。

  圖1 保護渣加熱
圖1 保護渣加熱

  Figure 1 The heating of covering slag

  3.2、 采取的措施

  采取的措施:保護渣在保溫室保溫72 h, 鋼水進真空之前在專用烘烤箱烘烤0.5 h;鋼水進真空前距離200 mm~300 mm吊掛少許保護渣, 模子中間部位吊掛少許保護渣, 精煉包開始澆注1 min左右用鐵鍬通過自制篩網持續加入保護渣以鋼水不見亮為準;采用精煉包吹氬滑板澆注;精煉包采用直徑45 mm的下滑板、下水口并對錠型大的輥子先進行澆注, 見圖1~4。

  圖2 保護渣吊掛
圖2 保護渣吊掛

  Figure 2 The hanging of covering slag

  圖3 加入保護渣
圖3 加入保護渣

  Figure 3 Addition of covering slag to the mould

  圖4 鋼錠澆注
圖4 鋼錠澆注

  Figure 4 The pouring of steel ingots

  4 、結論

  通過對42CrMo輥道輥采用新型保護渣的統計分析及在試驗過程中所采取的措施, 在一定程度上提高了輥道輥鍛件無損檢測合格率及鋼錠表面的質量并且固化了模鑄輥道輥子的工藝流程。

  參考文獻

  [1] 馬青.冶煉基礎知識[M].北京:冶煉工業出版社, 2007.
  [2]孫麗楓.連鑄保護渣的等粘度和等凝固溫度圖. 2012年全國冶金物理化學學術會議專輯 (上冊) [C].國家自然科學基金委員會工程與材料科學部、中國有色金屬學會冶金物理化學學術委員會、中國金屬學會冶金過程物理化學學術委員會、中國稀土學會, 2012.

    王連明.新型保護渣在輥道輥用鋼錠模鑄中的應用[J].大型鑄鍛件,2019(04):5-6.
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