薄板坯纵裂及其影响因素探讨

铸坯质量问题是薄板坯连铸连轧工艺研究的核心问题。在调研的基础上,对国内现有薄板坯连铸生产线铸坯质量现状进行了分析。并提出了进一步改进薄板坯表面质量的工艺措施。     

薄板坯连铸及其铸坯表面缺陷的形成机理

薄板坯连铸连轧技术已成为了钢铁冶金技术发展的主要趋势之一,但薄板坯连铸具有拉速高、凝固速度快、铸坯宽厚比大等特点,使得铸坯容易出现表面夹渣、表面裂纹等缺陷,而这些铸坯表面缺陷问题的产生与结晶器流场、温度和热流分布有直接的联系。因此,对薄板坯连铸结晶器内高温动态行为进行系统地概述,并在此基础上分析了铸坯表面缺陷的形成机理。研究表明,薄板坯连铸结晶器内钢液流动更加紊乱、涡流速度更快,这不利于夹杂物的上浮,且容易导致卷渣的发生,增大铸坯表面夹渣缺陷产生的可能。此外,在钢液湍流和涡流的作用下,铸坯内温度分布不均,加上在高拉速下结晶器内热流更大,这使得铸坯表面更易产生裂纹缺陷。     

拉坯速度对无氧铜水平连铸薄板坯温度场的影响

以无氧铜水平连铸薄板坯为研究对象,使用ProCast铸造仿真软件进行了不同拉坯速度下连铸薄板坯的温度场仿真分析,给出了结晶器出口处的铸坯表面温度与拉坯速度的函数关系。结果表明,结晶器出口处的铸坯表面温度随拉坯速度的增加呈线性增大趋势。     

薄板坯连铸结晶器模拟的现状和发展趋势

从薄板坯连铸结晶器铜板及铸坯的传热和应力数值模拟研究入手,分析目前应用数值模拟方法在模拟薄板坯连铸结晶器内钢水的流动传热及应力状态的研究现状,并展望薄板坯连铸结晶器数值模拟的研究方向.     

连铸薄板坯的质量缺陷及其改善措施研究

分析了连铸薄板坯在冶炼及连铸过程中产生的表面夹渣、内部非金属夹杂,铸坯凝固过程中产生的表面裂纹、中心偏析及中心疏松等质量缺陷。讨论了如何从炼钢到连铸过程中通过采用先进的生产技术和设备来达到工艺的优化,从而改善铸坯质量,发挥出薄板坯连铸连轧的产量和产品质量优势。     

FTSC薄板坯中间裂纹的原因分析及控制实践

针对通钢FTSC(Flexible Thin Slab Caster)薄板坯连铸生产1250 mm×72 mm断面SS400铸坯产生中间裂纹的问题,通过研究分析铸坯金相组织和探讨薄板坯产生中间裂纹的原因,优化扇形段压下终点、扇形段入口出口压下量、二冷水给水模式及更换辊子不转的扇形段、清理氧化铁皮,降低夹持辊扭矩等控制措施,使1250 mm×72 mm断面SS400铸坯产生中间裂纹的缺陷得到有效控制。     

薄板坯连铸机结晶器的主要特点及其技术进步

介绍了薄板坯和中薄板坯连铸机结晶器的形状和主要特点,对比分析了不同类型结晶器内钢液的表面积、钢液流动、结晶器传热、薄板坯厚度、拉坯速度等对连铸过程和铸坯性能的影响,讨论了鞍钢ASP采用的先进技术,指出近年来新建和改造的薄板坯连铸机结晶器厚度呈现增加的趋势,从而解决了设备运行的一些问题,改善了铸坯的品种质量.     

高拉速薄板坯连铸中碳钢保护渣开发与应用

针对在高拉速情况下薄板坯连铸过程中频繁出现"冷齿"、黏结以及铸坯表面纵裂纹较多等问题,依据中碳钢凝固收缩特性并结合现场实际生产情况,开发了一种适合在高拉速情况下薄板坯中碳钢连铸用保护渣。生产实践表明,在拉速提高后,使用新型保护渣基本避免了铸坯表面纵裂纹的产生,也无"冷齿"、黏结等报警现象出现,铸坯质量显著提高,完全满足生产要求。     

本钢FTSC生产SPA-H工艺技术研究

采用薄板坯连铸机（FTSC）生产SPA-H,通过化学成分控制、温度制度调整、结晶器保护渣选择和连铸二冷水调试等,解决了FTSC铸坯纵裂问题,表面质量和内部质量合格,FTSC铸坯板材性能优于常规铸坯轧材,FTSC已能批量生产SPA-H。     

理想薄板坯连铸结晶器内腔宽面部分曲面的获得

薄板坯连铸机结晶器内腔宽面通常由若干简单几何曲面拼接而成,使铸坯坯壳在结晶器内自上而下移动过程中承受较大的非均匀变形,从而在铸坯坯壳内产生"弯"、"扭"、"剪"应力.理想的薄板坯连铸机结晶器内腔宽面应该具有三个几何特征,即满足薄板坯连铸基本生产工艺几何尺寸和形状要求;曲率连续、曲率变化率最小;考虑铸坯坯壳受到冷却作用而凝固收缩的影响因素.本文详述了邯钢理想薄板坯结晶器内腔宽面部分曲面的获取过程.     

含铌钢铸坯横裂纹的分析及控制措施

连铸板坯中,由于多种类型的表面缺陷,使得由连铸板坯生产的钢板常被拒收。在这些缺陷中,横向裂纹受到主要关注,含Nb合金钢种较容易出现这种裂纹。一般来说, 在立弯式连铸机的弯曲段与矫直段, 在铸坯的内表面上可能出现表面及角部横向裂纹,外表面出现角横裂纹。本文分析了含铌钢铸坯横裂纹的产生原因,通过测温实验及高温力学性能实验分析S355J2-1钢的二冷配水方案,并提出具体优化措施,取得良好效果。     

目标温度动态控制二冷配水的研究

通过对连铸坯凝固过程分析,建立铸坯凝固传热模型,并根据连铸工艺条件,确定目标温度,基于目标温度开发动态二冷配水控制模型。在不同的钢种、拉速等工艺条件下建立水量与温度场的关系,通过凝固模型和二冷配水控制模型保证铸坯表面目标温度与模拟温度相同,适时调整二冷水量,保证铸坯温度场稳定。     

基于变比水量的二冷控制系统

依据酒钢连铸机的具体条件,建立了方坯连铸二冷喷淋系统的变比水量控制模型,实现了随铸坯钢种、断面尺寸及拉速变化对各回路水量连续实时控制。不仅方便现场工程师进行参数调整也稳定了铸坯表面的温度,从而改善了铸坯表面质量和内部质量。经现场应用表明,利用变比水量配水模型所制定的二冷配水制度是合理的,得到的铸坯质量良好。     

基于遗传算法的板坯连铸凝固模型表面喷雾冷却优化研究

目的对连续铸造过程中凝固模型表面喷雾冷却进行优化,实现表面温度的最优冷却。方法分析板坯的连铸工艺过程,推导板坯连铸的凝固模型,获得热传递方程式,对冷却过程的边界条件进行约束。对凝固模型进行仿真验证,与基准温度变化曲线进行比较。结合具体实例确定冷却过程中需要优化的目标对象,采取遗传算法搜索最优解,对相关参数进行仿真。结果和优化前相比,优化后板坯凝固过程中单位时间内温度变化波动较小,水流量密度最大值约为35 L/(m~2·s)。结论优化后的板坯连铸过程中单位时间内喷雾冷却温度变化均匀,喷水量较少,能避免板坯连铸凝固模型表面裂纹的产生,提高产品的质量,效果较好。     

宽厚板连铸坯表面裂纹的产生原因及控制

针对近期包钢薄板坯连铸连轧厂宽厚板微合金钢铸坯出现的批量表面裂纹问题,通过考察表面缺陷类型,裂纹形貌特征,结合连铸工艺条件、钢水质量及设备状况,分析了板坯表面裂纹的主要原因,提出了优化振动参数,控制钢水氮含量,提高振动精度,调整保护渣性能以及提高二次冷却水水质等改善铸坯表面缺陷等措施,取得了比较明显的效果,其铸坯表面裂纹得到了有效控制。     

基于Matlab的板坯连铸凝固传热过程及热损失研究

基于Matlab数值计算,对板坯连铸凝固传热问题进行研究,得到随板坯厚度及其与结晶器弯月面距离变化的板坯温度场分布,通过拟合得到板坯凝固点末端位置与二冷总供水流量、过热温度和拉坯速度的关系式,分析二冷区水量分配比对结晶器和二冷区内单位长度板坯热损失率和板坯表面温度梯度的影响。结果表明：板坯温度随冷却阶段的不同其温度变化趋势显著不同;随着过热温度和拉坯速度的增大、二冷总供水流量的减小,板坯凝固点末端位置增大;拉坯速度对板坯凝固点末端位置的影响最为显著,其次是二冷总供水流量,过热温度对其影响较小。通过适当调整二冷区内水量分配比可实现降低板坯表面温度梯度和较少热损失率的折衷,从而在提高板坯质量的同时也提高其蓄能,以实现板坯连铸过程的节能。所得结果能对板坯连铸凝固过程的参数设计和动态运行提供依据和理论指导。     

板坯连铸二冷动态配水模型的开发与应用

建立了板坯连铸一维凝固传热数学模型且采取坯龄模型实现了动态配水;对二冷水计算模型计算的动态配水和静态配水进行比较得出拉速变化时动态水量变化较缓和,从而保证铸坯表面温度不发生大的波动;进行了连续测温,结果表明：测量温度和计算温度误差保持在2％左右。     

薄板坯连铸工艺液芯压下的有限元分析

简要介绍世界几种主要薄板坯连铸工艺。着重叙述应用大型通用商业软件MSC.MARC。模拟液芯压下时铸坯的变形，确定最佳压下方案的有限元分析，液芯压下应该在结晶器出口处及二冷区扇形段开始部分进行，这样能减小铸坯的应变。     

迁钢板坯内弧单边角横裂纹成因与对策分析

针对迁钢板坯内弧单边角横裂纹成因进行了微观组织分析,对浇注过程板坯两侧角部温度进行测量,并对比了不同厂家二冷喷嘴在相同条件下的通水量。研究结果表明：安装在同一管路上的不同厂家的二冷喷嘴通水量差别较大,这些喷嘴在扇形段的混合使用是引起板坯两侧角部温度不同的主要原因。板坯温度高的一侧进入第三脆性区,导致了内弧角横裂纹发生。将二冷喷嘴全部更换为同一厂家的产品后,板坯单边角横裂纹得到解决。