精炼包真空直浇可行性研究.pdf
No.2 March 2016 《大型铸锻件》 HEAVY CASTING AND F0RGING 精炼包真空直浇可行性研究 刘海澜乔世章孟军龙 (中国第一重型机械股份(集团)公司炼钢分厂,黑龙江161042) 摘要:针对中间包浇注真空钢锭生产方式的缺陷,进行了精炼包真空直浇的试验。试验结果证明,产品质 量明显提高,降低了生产成本,提高了生产效率。 关键词:精炼包真空直浇;中间包真空浇注;真空铸锭 中图分类号:TF775 .4 文献标志码:B Feasibility Research on Refining Ladle Vacuum Pouring Liu Hailan,Qiao Shizhang,Meng Junlong Abstract:For the defect of steel ingot appeared during the tundish vacuum pouting process,the experiment of refi— ning ladle vacuum pouting process has been carried out.It turned out that the quality of steel ingot was improved obvi— ously,the production cost was reduced,and the production efficiency was enhanced. Key words:refining ladle vacuum pouting;tundish vacuum pouting;vacuum ingot casting 提高钢水纯净度是一个极其复杂的过程,从 电炉冶炼粗炼钢水,到精炼炉精炼,再到铸锭浇 注,每一道工序都关系着钢锭最终质量的好坏。 尤其是浇注过程中与钢水直接接触的中间包对钢 锭质量造成的影响很大。中间包主要功能是浇注 过程中贮存钢水防止钢水断流,促进夹杂物上浮。 但在浇注时钢水对中间包耐材有侵蚀,污染钢液, 这会影响钢水纯净度,并且使用中间包也增加了 大量成本,降低生产效率。 针对中间包真空浇注的缺陷,我们尝试采用 精炼包真空直浇工艺,即取消中间包,将精炼包直 接坐到真空盖上浇注,实现提高钢水纯净度的目 标。 1真空钢锭生产流程 一重目前有3台电炉,4台精炼炉,14个真空 室,可一次性提供精炼钢水800 t,采用真空浇注 可浇注钢锭700 t。钢铁料运送至电炉进行冶炼 粗炼钢水,电炉冶炼结束后粗炼钢水转至精炼炉 进行脱氧合金化及真空脱气处理,待成分及温度 满足要求后即出钢进行真空浇注。真空钢锭生产 流程见图1。 l电炉粗炼J—一LLv炉精炼脱氧合金化l—一I真空处理I —一l盛 I— 主 鱼墓窒 l—一l塑筵垫鲞l 图1真空钢锭生产流程 Figure 1 Production process of vacuum steel ingot 择薯 : ),本科,高级工程师,从事钢铁冶金行 作者简介:刘海澜(1965一),本科,高级工程师,从事钢铁冶金行 业。电话:13359520358,E—mail:1h1651128@163.con 58 2 中间包真空浇注的缺点 (1)精炼包内的钢水浇人中间包时易二次氧 化,使钢水的纯净度降低。 (2)由于浇注环节较多,中间包浇注温度较 难准确控制,影响钢锭内部质量。 (3)中间包内衬的粘钢、粘渣很难彻底清理, 浇注时可能进入钢液,影响钢水的纯净度。此外, 钢水会侵蚀中间包耐材,也会影响钢水的纯净度。 (4)中间包的准备是铸锭生产中影响质量和 生产的最大瓶颈,生产组织难度大,严重降低生产 效率。 (5)用中间包浇注需要消耗大量的耐火材料 和人力,生产成本较高。 3精炼包真空直浇的优点 3.1钢锭纯净度高 可避免中间包耐材对钢水的二次污染以及钢 水往中间包浇注时的二次氧化,使钢锭更纯净。 同时减少环节可使生产组织更顺畅,浇注温度更 容易控制,保证钢锭质量。 3.2生产成本降低 取消了钢水倒人中间包环节,钢水温度损失 减少,使精炼炉出钢温度大幅降低,节约大量电 能。同时取消了中间包的砌筑、烘烤、清理及制作 芯杆环节,节省了耐火材料、天燃气和人力资源。 3.3生产效率提高 中间包的准备是铸锭工序中影响质量和生产 《大型铸锻件》 HEAVY CASrnNG AND F0RGING No.2 March 2016 的最大瓶颈,取消中间包会大幅缩短生产流程,释 放现场场地,减少了周转时间,生产组织更流畅, 大大提高生产效率。 4精炼包真空直浇试验 4.1试验方法 改造一个40 t精炼包进行精炼包真空直浇试 验,制定精炼包出钢温度,水口及滑板直径、吹氩 滑板、浇注过程控制等过程参数。再将统计后续 产品质量情况与中间包浇注的产品质量情况进行 对比,根据对比结果再优化相关参数。 将精炼包直接坐在真空盖上浇注。需要在精 炼包底部安装一个密封法兰,把精炼包的滑动机 图2精炼包真空直浇改造示意图 Figure 2 Transformation sketch of refining 构密封在法兰里面。精炼包法兰与真空盖的法兰 进行密封既可实现精炼包真空直浇,也可采用中 间包浇注。精炼包真空直浇具体改造见图2。 4.2试验结果对比 两种方式浇注的产品质量对比见表1。 表1 两种方式浇注的产品质量对比情况 Table 1 QuaUty comparison of steel ingots with two different pouring processes 无损检测 无损检测 无损检澳 浇注方式 钢锭数 总件数 合格数 不合数 不合格璋 精炼包真空直浇 161 538 533 5 O.93% 中间包真空浇注 l 695 3 364 3 278 86 2.56% 从两种浇注结果可以看出,采用精炼包真空 直浇生产的钢锭超声检测不合格率为0.93%,而 采用中间包浇注的钢锭超声检测不合格率为 2.56%,精炼包真空直浇明显提高了钢锭纯净度。 5结语 精炼包真空直浇取消了中间包环节,钢水二 次氧化程度减小,容易控制浇注温度,减少二次污 染,使钢水纯净度提高,产品质量大幅提高。同 时,精炼包真空直浇取消了中间包从准备到使用 后清理等一系列工作,大幅降低了生产成本,缩短 了生产流程,提高了生产效率。 ladle vacuum pouting pr0ces。 编辑杜敏 (上接第57页) 此,可以将WRF法用于连铸圆坯的锻造,以解决 连铸坯的心部缺陷,其有效性在后续的工业试验 中得到了验证 J。 我公司于2014年引进WRF法,主要应用于 连铸坯锻制轴类锻件。当锻比A≥3.5时,采用 WRF法+WHF法直接拔长成形的轴类锻件,按 JB/T 1271--2002 1I级标准验收,合格率为100%。 当锻比A30%)进行中心压实,可有效愈合连铸坯的 中心疏松,然后进行镦粗、拔出稍度、冲孔成形。 粗加工后按GB/T 64021991 II级进行超声波检 测,未发现 4 mm当量以上的缺陷。锻件内部质 量和几何尺寸完全满足客户订货要求。由此可 见,WRF法锻造工艺改进后,大型连杆锻件不仅 能满足质量要求,而且原材料由连铸坯下料3 350 kg代替原来必须使用的4 t钢锭,大大降低了材 料成本。 3结论 与原工艺相比较,改进后的工艺不仅更容易 保证连杆两端圆弧尺寸,而且操作工序简单。同 时,减少了平整两平面的工序及修整工作量,提高 了锻件的表面质量。 参考文献 [1] 李世健,孙明月,等.锻造过程中钢锭内部孔洞型缺陷闭合 规律研究.金属学报,2012:1194—1200. [2] Campbell J.铸造原理.李殿中,李依依,译.第2版.北京: 科学出版社。2011:240. [3] 孙明月,徐斌,等.钢锭内部孔洞缺陷愈合规律研究及创新 工艺开发.中国锻压协会编.2014年中国国际自由锻会议 论文集.2014:75—80. 编辑李韦萤 59