铝合金铸造工艺及技术，冶金科技奖申报

完成者

纪晨曦、张丙龙、陈斌、于惠祥、于学成、刘洋、田贵昌、刘国梁、刘建斌、邓小轩、朱志远、刘彦强、杨春宝、刘振同、王策

完整的单位

首钢集团有限公司、北京科技大学、疏钢京唐钢铁有限公司、北京首钢股份有限公司研究背景及问题

随着国民经济的发展和产业结构的完善，高铝钢、微量合金钢等高等级钢材广泛应用于汽车、能源电力、海洋工程、船舶等各大领域。高效连铸生产中的技术质量问题日益突出。例如，汽车用DP钢和TRIP钢的Al含量高，超过1.0%，不仅使多炉炉连铸困难，而且在连铸时会产生横向凹痕、裂纹、裂纹等问题。存在开裂等问题。桥面板、高级桥梁钢、高强钢、能源钢、管线钢中添加Nb、V、Ti等微量合金元素，使钢板受热后表面更容易产生裂纹。收费。这些问题不仅影响生产效率，而且导致资源和能源的浪费。另外，随着用户个性化需求的增加，微合金钢的种类、规格、铸造时间的缩短等增加，微合金钢连铸漏钢的风险增加，优质合金的稳定性下降。钢材增加，直接影响。 -高效的连铸工艺。高铝钢和微合金钢比普通钢含有更多的元素，质量控制困难，工艺复杂。专有的高效稳定的工艺技术已不能满足高铝和微合金钢的生产需求。这具体体现在以下几点：

(1)高铝钢结晶器渣反应性强，易变性，导致接头报警频繁，连铸浇注性差，铸坯表面裂纹众多，需要离线清理。针对高铝钢板坯的连铸，韩国POSCO开发了液模段塞技术。将钙、铝结晶器渣加热熔化后，倒入结晶器中，控制渣环，提高表面质量。国内也有企业直接采用，有直接利用低碱性、低熔点钙/硅造型渣、钙/铝造型渣的成功范例。这些技术极大地促进了高铝高锰钢的开发和应用，但以传统的铸造速度进行多炉连续浇注还无法实现。

（2）Nb、V、Ti微量合金桥梁钢、高强钢、能源钢、管线钢等高牌号钢高温热装（两相区）困难，出现红裂纹在钢板上。变得更容易。解决高等级微合金高强度钢板的热加载和开裂问题，常用板坯离线控温、专用淬火池、铸坯切割后淬火等方法。连铸板坯热损失大、生产效率低、表面组织致密，在减少和抑制第二相颗粒析出方面效果不够。

（3）高性能产品产量快速增长的同时，对品种、规格、质量个性化的要求也显着提高，对连铸高效批量生产提出了严格要求。同时，不同钢种连铸、在线调宽等技术的推广应用，也对恒拉速生产和无漏钢生产提出了巨大挑战。解决问题的思路和技术方案

经过长期连铸行业实践和系统研究，发现并阐明了高铝钢接头报警和横向压痕的机理。通过从技术角度优化结晶器振动、保护渣性能、结晶器表面流动等，在300吨钢包生产线上实现了1500吨以上高铝钢（[%Al]1.0）的稳定浇注。浇一次。连铸速度从0.8m/min提高到1.2m/min。

采用本项目研发成果后，首钢京唐厚板坯高温装料表面温度将由200提高到650以上，中碳含铌钢、含铌钢完全被覆盖。开发亚包晶钢，解决连铸板坯问题，解决高温热装钢板开裂问题，高钢种（高强钢Q690、管线钢X70、桥梁钢Q500E-H等）是热加载的。是可能的。热装温度升高后，节能降耗效果明显。氧化铁皮厚度由2.3mm减小至1.2mm。该项目的实施有效促进了钢铁企业节能降耗，为钢铁企业实现低碳、绿色冶金提供了新的途径和方向。

图2 铸坯表面温度和形貌：(a)预处理后，(b)铸坯重新加热后

开发的十字钢花边混注技术和模宽调整技术，解决了十字钢花边混注和在线调整模宽容易出现漏钢的问题，实现了多品种、多规格的同时浇注。连铸16.9万吨，单台铸机可连续生产1350万吨钢材，不漏钢，1.4m/min的恒拉速度，可一次在线调节宽度至400mm。

开发的高铝冷轧高强钢系列被奔驰、一汽等汽车企业大量使用，有效支撑汽车行业减重。通过提高板坯热装温度和装料比，吨钢二氧化碳排放量减少10.8公斤。

来源| 中国钢铁工业协会