本钢转炉工艺生产合金结构钢棒材的研究

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1、东北大学博士学位论文摘要本钢转炉工艺生产合金结构钢棒材的研究摘要合金结构钢是国民经济和国防建设应用十分广泛的一类钢铁材料，传统上主要以废钢为原料采用电炉生产，成本高，而且难以生产纯净度要求高的钢种。在目前废钢资源紧张、国际竞争十分激烈的背景下，采用电炉生产合金结构钢的企业面临严峻形势。本钢具有优质的矿产资源，普钢系统具有世界先进水平的铁水预处理装置、大吨位顶底复合吹炼转炉、RH。TB等炉外精炼装置，特钢系统具有国际先进水平的800／650X4型钢轧机系统，因此具备了采用转炉生产高品质、低成本合金结构钢的

2、硬件条件。本研究以本钢上述硬件条件为基础，针对国防建设急需的军工配套材料155弹用9260方钢、航空发动机用25Cr3MoA合金结构钢棒材和高速重载列车车轴用LZ50钢。丌展了冶炼、轧制和后续处理的工艺开发及生产实践，取得了如下主要结果。(1)采用铁水预处理一120t顶底复吹转炉冶炼一LF钢包精炼炉精炼一3．16t或4，86t钢锭模铸一800／650轧机轧制工艺，研制生产了155弹用9260方钢(0．47～0．55％C，O．17～O．40％Si，O．60～O．90％Mn)。研制结果表明，采用转炉增碳法冶

3、炼、出钢过程与LF炉内合金化可准确控制钢的化学成分；采用本钢优质铁水和LF炉喂丝可提高钢水的纯净度：采用轧后缓冷、消除应力退火，可解决9260钢应力裂纹和白点敏感性高的技术难题。综合采用上述措施，获得了各种缺陷控制在O．5～1．0级、870+10。C×60min油淬+600±10*C回火处理后的力学性能为o02=940～1120MPa和6产14％～19％的完全达到美国ASTM711-81标准要求的155弹用9260方钢，满足了国防建设的迫切需要。(2)采用铁水预处理一120t顶底复吹转炉冶炼一LF+RH

4、．TB炉外精炼一3．16t钢锭模铸一电渣重熔(O．61t钢锭)一锻造开坯一锻造或轧制成材一缓冷一退火工艺，研制生产了航空发动机用25Cr3MoA(O．20～0．28％C，0．10～O．35％Si，O，40～O．70％Mn，3．0～5．0％Cr，0．5～0．7％Mo)合佥钢棒材。研制结果表明，采用出钢过程和LF炉内合金化可准确控制钢的化学成分；采用本钢优质铁水、LF+RH．TB双工位炉外精炼以及电渣重熔可有效降低钢水中气体、杂质和夹杂物含量，提高钢水纯净度。研究了航空发动机用25Cr3MoA合金钢棒材热处

5、理工艺对组织与性能的影响，优化出最佳热处理工艺为900-2：10"C淬火后580～630℃回火，热处理后的组织为回火索氏体+极少量残余奥氏体；一40。C下的夏比冲击功达168J，在一60。C时才降低到64J，具有良好的低温韧性；400。C的高温疲劳强度仅比室温疲劳强度降低20MPa，具有较好的抗高温疲劳性能。用户采用i东J匕火学博士学位论文摘要研制的合金钢棒材制备成FWS9发动机部件装机后150h长试和150h持久试车结果表明，研制的25Cr3MoA合金钢棒材达到了WS9机标准要求，满足了航空发动机制造

6、企业的需求。(3)采用铁水预处理一120t顶底复吹转炉冶炼一LF十Im．TB炉外精炼一4．86t钢锭模铸一800轧机轧制工艺，研制生产了高速重载列车车轴用LZ50钢(0，47～0．55％C，0．17～O．40％Si，O．60～0．90％h恤)。研制结果表明，采用LF炉喂丝可使A+C类非金属夹杂物级别达到I．O～2．5：采用RH．TB真空循环脱气可使钢中气体含量分别达到氢(O．5～O．7)×10～、氧(9～10)×10一、氮(55～70)×10～。对LZ50钢热处理工艺与组织性能的研究表明，840"C正火

7、处理后该钢的力学性能可达到。产370～385MPa、G。=710--735MPa、55=21％～23％。用户复验和使用后表明，所研制的高速重载列车车轴用LZ50钢达到了TB／T2945．1999标准规定，满足了铁道车辆制轴企业的需求。实践证明，采用转炉工艺生产合金结构钢棒材不仅为本钢创造了显著的经济效益和社会效益，而且为国内各大钢铁联合制造企业采用转炉流程开发研制优质合金结构钢开辟了一条新路。关键词：合金结构钢：转炉冶炼：炉外精炼；模铸：热送热装；型钢轧机；炮弹钢；9260钢：航空发动机；25Cr3Mo

8、A钢；铁道车辆；LZ50钢；白点；热处理；性能东北人学博士学位论文DevelopmentofStructuralAlloySteelBarsbyBOFProcessatBenxiIronandSteelCorporationAbstractAlloystructuralsteelsarcmaterialswidelyusedinnationaleconomyandnationaldefense．Theyaretraditionallyman