70t+consteel+eaflfcc生产耐热螺杆用钢b7的工艺实践

7 0 tC o n s t e e lE A F L F C C 生产耐热螺杆用 钢B 7 的工艺实践 王建明 ( 武汉钢铁集团鄂城钢铁有限责任公司技术部鄂州4 3 6 0 0 2 ) 摘要鄂钢公司采用7 0 t C o n s t e e l 超高功率电弧炉一7 0 t 钢包精炼炉一4 流1 5 0 m m ×1 5 0 m m 方坯连铸一连轧工 艺生产耐热螺杆高强度标准件钢B 7 ( 4 0 C r M n M o ) 。电弧炉炉料为3 0 生铁+ 7 0 优质废钢。生产结果表明，该钢 成品化学成分可稳定控制( ) ：0 3 9 一O 4 2 C ，0 8 6 0 9 1 M n ，0 2 2 0 3 1 S i ，0 0 1 3 0 0 1 8 P ，0 0 0 5 0 0 1 3 S ，0 8 5 - 0 9 4 C r ，0 1 6 - 0 2 0 M o ，00 1 9 O 0 2 8 A s ，偏析与疏松级别为0 5 1 0 级，夹杂物0 2 - - 2 0 级，西1 8 呻5 0 m m 钢 材晶粒度85 9 级，满足耐热螺杆高强度标准件的使用要求。 B 7 钢是耐热螺杆高强度标准件用钢，用户制成成品后专门出口美国，广泛用于油田和炼油厂内输油、输 气管道法兰连接螺栓，由于在易燃易爆区域作业，因此要求钢材具有耐热、高强度、高冲击韧性等特点。鄂钢 冶炼B 7 钢为C o n s t e e l7 0 吨超高功率电弧炉，7 0 吨钢包精炼炉，公称容量7 0 吨最大出钢量可达到1 0 0 吨， 变压器容量4 5 M V A ，冶炼电耗4 0 0 k w h t ，平均冶炼周期5 2 分钟，R 1 0 米四机四流高效合金钢连铸机，拉矫 速度0 6 6 0 m m i n 可调，全连轧生产线，实行控温控轧。电炉关键技术和设备均从意大利德兴公司和达 涅利公司引进，包括连铸机的自动控制系统、连续锥度结晶器铜管、结晶器液面检测及自动控制系统、结晶器 电磁搅拌器。上料系统通过水平运输机向电炉连续加人废钢，同时利用高温烟气对废钢进行预热，废钢预热 温度可达到6 0 0 以上，采用留钢、留渣和全程泡沫渣埋弧操作技术，此装备生产该钢种是完全可行的。 1 生产工艺 生产B 7 钢的工艺路线为：3 0 生铁+ 7 0 优质废钢一7 0 吨E A F 初炼一L F 炉精炼一R 1 0 米四机四流 合金钢连铸机连铸一钢坯精整一检验一步进式加热炉加热一7 架初轧机一6 架平立交替中轧机一6 架平立 交替精轧机一控制冷却一剪切一精整一检验、打包、标识一入库。 B 7 钢的化学成分见表1 。 表1B 7 钢的化学成分 为了保证钢的晶粒度、韧性及防止时效，增加了酸溶铝的要求；钢中 o 含量要求2 0 p p m ， N 含量要 求6 0 p p m ，以提高零件的疲劳寿命。 为保证钢材性能稳定，保证高强度、高韧性和合理的合金消耗制定了严格的内控标准，作为组织生产的 依据。 1 1 冶炼与浇铸 ( 1 ) 、配料时注意搭配，操作时生铁均匀分布在废钢中，并在前8 0 的时问内均匀加入，重废钢在前5 0 的时间内均匀加入，保证生铁块的加入量。 ( 2 ) 、全程泡沫渣操作，保证电极埋弧冶炼，终点C 控制在0 1 0 0 2 5 ，以不使钢水过氧化为原则， 出钢时P 含量小于0 0 1 5 。做好留钢留渣操作，严禁下氧化渣；边出钢边吹氩，出钢过程中加入根据理论 计算所需要的高碳锰铁、高碳铬铁、钼铁、活性石灰、萤石、硅铁。出钢温度控制在1 6 4 0 1 2 1 6 6 0 “ ( 2 。 5 7 5 ( 3 ) 、至精炼炉，加入活性石灰、萤石，用F e s i 粉进行扩散脱氧，进行成分微调，同时根据钢水含氧情况， 喂人适量的铝线，L F 精炼时间必须保证在4 0 分钟以上，同时精炼结束前根据S i 的含量情况，喂人一定量的 硅钙线，以改变夹杂物的性质。精炼结束后保证一定的的静搅拌时间。 ( 4 ) 、在连铸过程中，严格控制拉速1 5 0 r a m 方坯保证拉速小于2 4 m r a i n 。中间包钢水过热度严格控制 在4 0 内，同时在浇铸过程中为了保证大包浇铸前后的温差在合理范围，大包要加盖保温盖。大包到中包 采用长水口，并接A r 封保护浇铸。连铸采用合适的电磁搅拌参数，连铸结晶器保护渣采用专用保护渣，合 理控制过热度、拉速和一、二冷配水量。 1 2 轧制工艺 ( 1 ) 、认真检查钢坯的表面质量，有缺陷的坯应进行清理，确定合理的加热制度保证钢坯加热均匀，严格 控制预热段、加热段、均热段三段的温度，此钢为裂纹敏感性钢，预热段温度不大于8 0 0 。 ( 2 ) 、轧钢厂要进行生产设备的检查。装辊前仔细检查轧辊、导卫和轴承质量，其外形尺寸、加工精度符 合要求；轧钢前调整准导卫、孔型、轴承，检查轧制线是否对准、锁紧，轧制时保持轧件平直，尺寸稳定。严格 控制钢材的表面质量，产品尺寸精度+ 0 1 m m + 0 4 r a m ，不圆度不大于0 3 r a m 。 ( 3 ) 、轧型要有充足的冷却水，各道次孔型不超吨位使用，成品孔型使用新孔型，以确保成品材表面光滑。 控制好轧制节奏，确保工序顺畅。 ( 4 ) 、钢材按用户要求的特殊定尺长度进行剪切、包装。 2t 3 7 钢的冶金质量 7 0 吨C o n s t e e lE A F L F - C C 工艺路线生产的耐热螺杆用钢B 7 的成分、性能检验结果和使用效果如下： ( 1 ) B 7 钢化学成分符合设计要求( 表2 ) 。 ( 2 ) B 7 钢A t 3 点约为7 8 0 “ C ，因此确定该钢正常淬火温度为8 4 0 1 2 8 6 0 ，B 7 热轧圆钢经8 5 0 保温 3 0 r a i n 油淬、6 0 0 * ( 2 保温1 h 回火的热处理工艺后制成标准试样进行拉伸试验，力学性能如表3 。 表2C o r n t e e l 电孤炉钢包精炼炉试生产B 7 锕化学成分 5 7 6 ( 下转第5 7 9 页) 训练次数7 2 8 3 9 7 次，预测结果如图2 所示。经检验，样本的实测值与网络输出值比较见表1 1 ：抗拉强 度的预报偏差在2 以内；淬透性能的预报偏差在3 以内，而冲击功的预报偏差较大，在8 以内。 表l 神经网络力性能预报值与实测值比较 6 bA K J 1 5 试样编号 宴测M p a预报M 误差宴测J 琐摧J误差宴测H R C预报H R C 谋差 l1 4 7 11 4 8 7 9 511 5 2 37 3 7 5 3 532 1 9 23 93 9 9 8 4 7 2 5 2 4 9 21 4 8 5 0 9 3 3 36 l6 5 2 369 3 4 43 63 60 8 1 80 2 2 7 2 31 4 9 31 5 0 9 9 311 3 4 0 8 38 8 1 l6 1 5 6 63 5 3 5 6 7 2 61 9 2 1 7 41 4 8 61 4 6 8 9 211 4 9 47 47 0 0 353 6 4 93 53 5 4 8 1 31 3 7 5 1 51 5 1 01 4 9 2 8 911 3 3 16 8 6 2 6 978 0 8 83 73 72 1 0 3 0 5 6 8 4 61 5 1 71 5 0 i U1 0 4 7 56 25 96 73 7 5 8 13 73 70 6 6 80 1 8 0 5 71 5 6 31 5 4 5 2 111 3 8 27 27 4 0 12 7 9 1 73 53 54 3 3 712 3 9 1 81 6 1 01 5 9 3 8 7一1 0 0 1 97 8 7 48 7 4 0 1 2 8 3 2 3 2 4 7 1 6I 4 7 3 8 91 4 5 01 4 3 3 8 3一l1 1 5 26 36 5 1 634 2 8 63 53 42 0 4 222 7 3 7 1 01 4 5 51 4 7 7 1 5i 5 2 2 3 6 06 30 651 0 0 03 55 3 4 6 8 9 522 8 3 1 4 结论 ( 1 ) 建立了特钢力学性能预报的神经元网络模型，并确定了7 个节点的输入层，即化学成分C 、S i 、M n 、 c r 、N i 、M o 和锻比，与6 个节点的隐层，并成功的实现了离线预测； ( 2 ) 以齿轮钢S C M 8 2 2 H 为例，对不同化学成分和锻比的产品力学性能进行了韧J 练。得到了齿轮钢抗拉 强度、冲击功和淬透性能的预报结果。可以看到，抗拉强度的预报偏差在2 以内；淬透性能的预报偏差在 3 以内，而冲击功的预报偏差较大，在8 以内； ( 3 ) 通过本论文的研究工作，证明人工神经网络预报齿轮钢淬透性精度很高，在本钢特殊钢公司进行性 能预报是可行的。通过模型完善，可以预报其他钢种的力学性能。 参考文献 1J u s tE M e t a lP r o g r e s s ，9 6 ，1 9 6 9 ：N o v e m b e r8 7 2 余柏海淬透性计算机预报，特殊钢，1 9 9 7 ，1 8 ( 5 ) ：4 5 3 何纯玉高速线材组织与性能仿真，东北大学，2 0 0 2 ， 4 王国栋，刘相华金属轧制过程人工智能优化冶金工业出版社，2 0 0 0 ( 上接第5 7 6 页) ( 3 ) 对该钢进行低倍检验及非金属夹杂物检验，低倍检验主要为偏析、一般疏松、中心疏松，级别在0 5 一 1 0 级之间。A 、B 、c 、D 四种夹杂物按G B T 1 0 5 6 1 标准J K 评级图，评定级别在0 5 2 0 级之间，非金属夹 杂物控制较为理想。钢材晶粒度8 5 9 级，为细晶粒钢。 ( 4 ) 该产品试生产成功后，供标准件厂使用，该厂工艺流程：原料一拉拔一车丝一感应淬火一回火一热镀 锌一检验包装。该厂共使用1 0 0 0 多吨，产品质量稳定，使用效果良好o 3 结语 ( 1 ) 、鄂钢C o n s t e d 电炉一连铸一连轧生产B 7 高温标准件钢工艺稳定。具备成熟生产工艺技术和条件。 ( 2 ) 、钢材的化学成分、力学性能均较好地满足了用户的要求，从试生产及批量生产和客户反馈意见来 看。该产品符合设计要求。 5 7 9