轻压下调整对模具钢宽厚板坯中心质量的优化

 为解决塑料模具钢1.231 1（450 mm×2 180 mm）宽厚板连铸坯出现的中心偏析和疏松等质量问题,首先通过射钉试验对板坯坯壳厚度进行准确测量,结合ProCAST数值模拟软件直观呈现连铸坯凝固传热过程。根据软件导出的数值模拟结果获得与弯月面不同距离处铸坯的中心固相率,为该钢种宽厚板坯轻压下位置的确定提供可靠信息。参照连铸坯的中心固相率分别就连铸机压下区间、压下量以及压下率对铸坯中心质量的影响进行了一系列研究。最终试验结果表明,压下位置由铸坯中心固相率[fs＝0.30～0.70]后移至[fs＝0.50～0.85]所对应区间、压下率由0.8升高至1.4 mm/m,铸坯中心疏松问题消失,中心偏析宽度明显减小。     

静态轻压下技术在GCr15轴承钢连铸生产中的应用

介绍了静态轻压下技术在北满特钢Concast铸机生产GCr15轴承钢240 mm×240 mm连铸坯的应用.结果表明,当钢水过热度20～30℃,拉速0.85 m/min,在铸坯3 m长范围内进行总压下量7 mm、3组压下辊压下量分别为(mm)3、2、2的轻压下连铸,铸坯中心疏松由原来未轻压下的2.0-2.5级降低至1.0～1.5级,V型偏析和中心缩孔明显改善,铸坯中心平均碳偏析指数由1.17～1.26降至1.07～1.13.     

轻压下对82B钢矩形坯内部质量的影响

为确定矩形断面180 mm×240 mm高碳钢82B连铸坯轻压下的压下位置,利用有限元软件ProCAST建立了连铸坯凝固传热模型。在不同拉速和比水量下,利用射钉和红外测温验证了模型的准确性。工业试验结果表明,轻压下连铸坯中心疏松和缩孔都得到了明显改善,中心疏松1级比例由55%提高到77%,缩孔评级不大于0.5级比例由45%提高到90%;轻压下显著改善铸坯V形偏析;铸坯中心平均碳偏析指数由1.17降到1.07,最大碳偏析指数由1.27降到1.15。     

轻压下参数对75Cr1高碳钢230 mm连铸板坯冶金质量的影响

基于有限元法,利用ANSYS软件模拟计算了高碳钢（0.73%~0.77%C）连铸板坯轻压下过程中热-机械塑性应变分布,分析了给定扇形段的压下量2 mm+2 mm,3 mm+3 mm和2 mm+2 mm+2 mm对压下区间和位置的塑性应变的影响,并通过现场试验对模拟结果进行了验证。结果表明,塑性应变模型模拟值与实测值吻合;热变形过程中,铸坯心部的等效应变最大,表面节点次之,1/4位置等效应变最小;热-机械塑性应变随着压下量和压下速率的增加而增加,3 mm+3 mm压下模式具有较好的压下效果。生产试验结果表明,采用2个扇形段（6^#和7^#或7^#和8^#）进行2.2 mm+2.3 mm轻压下铸坯较优化前3个扇形段（6^#,7^#和8^#）1.5 mm+1.5 mm+1.5 mm轻压下铸坯中心偏析2.0级和中心疏松2.0级提高中心偏析0.5级和中心疏松0.5级,显著改善了连铸板坯的低倍质量。     

GCr15轴承钢方坯连铸轻压下工艺优化与实践

为提高GCr15轴承钢连铸坯均质化水平,改善内部裂纹、缩孔等缺陷,通过实物计算坯壳厚度生长比例、钢种热属性测试,设计浇注过程大压下和联合轻压下试验,监控浇注过程铸坯表面温度和拉矫机工作状态等方法,优化轻压下工艺。结果表明,连铸轻压下合理的起始位置R为42%～45%,为获得更优低倍质量,200 mm×200 mm、240 mm×240 mm、300 mm×340 mm三种规格连铸轻压下起始位置较原工艺后置1～3 m;以200 mm×200 mm GCr15为例,增加铸坯压下量,由1.25 mm/m提高到2.5 mm/m,可减轻铸坯轻压下裂纹,显著改善铸坯Y-Z纵向低倍成分和组织均匀性,轧材中心碳偏指数普遍达到0.97～1.03,实现了既不产生明显轻压下裂纹、又能改善中心偏析和V型偏析缺陷的目标。     

轴承钢大方坯凝固末端特性与中心质量控制

连铸流程取代模铸锻造生产高端轴承钢是当前的发展趋势。为了改善GCr15轴承钢200 mm×240 mm大方坯连铸中常见的中心缩孔和中心偏析问题,借助数值模拟研究连铸坯传热与凝固进程,并通过工业试验调整拉速探究末端电磁搅拌(final electromagnetic stirrer, F-EMS)和轻压下(soft reduction, SR)对连铸内部质量的协同影响机制和效果,通过低倍酸侵观察不同工艺下铸坯的横纵截面缩孔疏松和裂纹情况,通过钻屑取样检测铸坯横截面上碳偏析分布。结果表明,拉速为0.95 m/min时铸坯凝固终点仅为13.0 m,此时提升F-EMS强度且使用轻压下虽然可以改善中心缩孔,但F-EMS也将更多高浓度钢液搅入铸坯中心,由于铸坯中心熔池宽度小,对高浓度溶质的稀释作用小,熔池难以稀释这些钢液从而使得铸坯中心偏析反而加剧。而在F-EMS电流强度为540 A、SR总压下为7 mm的工艺下,拉速提升至1.2和1.4 m/min时,铸坯内弧侧都产生了压下裂纹,且由于GCr15轴承钢连铸凝固两相区较宽,拉速为1.4 m/min时铸坯在铸机上产生裂纹的压下辊处,铸坯内部裂纹敏感区...     

轻压下对GCr15钢铸坯内部质量影响试验研究

试验研究了单辊轻压下量(0～14 mm)和压下位置(1~#～7~#辊)对高碳钢GCr15 240 mm×240 mm铸坯低倍组织和屮心碳偏析的影响。结果表明:从1~#拉矫辊开始压下,总压下量12 mm,低倍合格比例上升28.6%,碳偏析(0.92～1.08)合格比例上升14.3%;从1~#拉矫辊开始压下,总压下量14 mm,中心疏松≤0.5级缩孔比例达到100%,碳偏析(0.92～1.08)合格率达到72.7%。综合分析得出,GCr15钢240 mm×240 mm铸坯在拉速0.75 m/min,轻压下总压下量14 mm铸坯中心碳偏析和低倍组织最佳。     

轻压下对20CrMnTiH钢240mm×240mm铸坯中心碳偏析和低倍组织的影响

试验研究了单辊轻压下量（0～14 mm）和压下位置（1^#～7^#）对低碳钢20CrMnTiH 240 mm×240 mm铸坯低倍组织和中心碳偏析的影响。结果表明,从3^#拉矫辊开始压下,最大压下量9 mm,低倍无缩孔比例上升12.3%,中心疏松1.0级比例和中心碳偏析无明显改善;从2^#拉矫辊开始压下,最大压下量1 1 mm,中心疏松1.0级比例和无缩孔比例下降,中心碳偏析合格率提升14.2%;从1^#拉矫辊开始压下,最大压下量14 mm,中心疏松1.0级和无中心缩孔比例均为100%,中心碳偏析合格率达到71.4%。综合分析得出,20CrMnTiH 240 mm×240mm铸坯在拉速0.85 m/min、结晶器搅拌300 A、5 Hz、单辊轻压下量14 mm时,铸坯中心碳偏析和低倍组织最佳。     

160mm×160mm轴承钢连铸小方坯轻压下工艺优化

摘要：针对轴承钢GCr15连铸小方坯断面的中心缩孔、中心偏析等常见内部质量缺陷，确定了轻压下区间并进行压下试验。通过对压下试验结果的分析，得到了轻压下工艺参数与铸坯中心疏松、中心偏析的关系。试验结果表明，采用凝固末端轻压下技术后轴承钢内部质量得到明显的改善，可将铸坯中心缩孔级别控制在1.0级以下，而不合理的压下量分配会导致铸坯出现压下裂纹。1号、2号拉矫辊分配较小的压下量可有效减少铸坯的压下裂纹并改善中心疏松以及中心偏析。     

轻压下改善42CrMo钢300mm×400mm大方坯内部质量的工艺实践

以中碳钢42CrMo为试验钢,通过建立300mm×400 mm连铸大方坯凝固传热模型,确定合理压下区间4#～7#辊压下量分别为"1 mm-2 mm-3 mm-1mm",并进行工业试验.试验结果表明,轻压下工艺对铸坯凝固各组织占比影响不大,但可明显改善中心致密性和偏析.铸坯芯部最大疏松点尺寸由1106 μm×608 μm...     

1650板坯压下过程热/力学行为及压下工艺优化

为了控制梅钢1 650板坯连铸包晶钢过程铸坯内裂纹发生,基于梅钢1 650板坯连铸机生产实际,建立了1 560mm×230mm断面包晶钢铸坯凝固过程三维热/力耦合有限元模型,揭示了铸坯凝固过程各冷却区内的温度场分布规律和铸坯压下过程应力与变形行为演变规律。结果表明,铸坯在结晶器及零段内冷却强度大,沿拉坯及其垂直方向的温度分布梯度大;在实施铸坯凝固末端压下过程中,铸坯宽面中心与宽向1/4处的表面变形及应力变化较为同步,且靠近铸坯内弧侧凝固前沿的塑性应变最大,铸坯应力最大值集中在角部区域;目前梅钢包晶钢连铸压下区间设置不当,易引发铸坯产生内部裂纹。     

板坯连铸大辊径大压下及低压缩比轧制特厚板

 近年来,国内外科研工作者开发的连铸凝固末端重压下技术在改善连铸坯的疏松、偏析等方面取得了良好效果,但仍存在扇形段小辊径压下厚铸坯时,应变难以渗透到铸坯芯部、不利于中心疏松改善等不足。以高效率、低成本、低能耗获得高质量厚铸坯,并实现低压缩比轧制高质量厚规格产品,仍需要进一步探索。为了更加有效地解决厚铸坯连铸凝固过程产生的中心疏松及偏析问题,提出一种全新的宽厚板坯连铸大辊径大压下(BRHR)技术并研制了BRHR设备,在宽厚板坯连铸生产线上安装、调试并运行两年多,同时配套开发了宽厚板坯连铸工艺过程预测与控制系统、二冷水工艺优化控制技术。结果表明,开发的BRHR装备与技术有利于压下应变渗透到铸坯芯部,在连铸生产线上利用凝固末端或刚完全凝固(固相分数f_s=1.0)形成的大于500 ℃或大于400 ℃的大梯度温度场实施大直径辊大压下,可以显著改善宽厚板坯中心缺陷。生产实践证明,采用BRHR装备与技术使厚度为400 mm的宽厚板连铸坯缩孔、疏松及偏析得到显著改善,结合轧制工艺优化以1.90~2.53的极低压缩比轧制生产出厚度为150~200 mm的高质量特厚板,这对低成本、短流程生产高质量特厚规格产品及节能减排意义重大。     

梅钢精冲钢连铸板坯中心偏析控制技术与应用

连铸板坯的中心偏析是造成精冲钢带状组织的重要原因。动态轻压下技术是改善连铸板坯中心偏析的有效手段。本文通过射钉试验,准确测定了230 mm连铸板坯凝固末端的位置,为制定合理的轻压下工艺参数提供了重要参考。在轻压下工艺改进前(9、10段,总压下量7.5 mm),典型精冲钢的板坯中心偏析级别在曼标M2.4以上;通过改进轻压下位置和压下量参数后(8、9段,总压下量10 mm),连铸板坯的中心偏析得到明显改善,板坯低倍偏析曼标控制在M2.0以内,精冲钢用户的带状组织也得到有效控制。     

邯钢中碳微合金钢板坯轻压下位置优化

板坯连铸轻压下实施过程中,合理的压下参数是影响铸坯内部质量的决定性因素。根据邯钢中碳微合金钢板坯连铸生产条件,建立凝固传热模型,结合板坯射钉试验研究,预测其凝固进程和压下位置。在此基础上,开展轻压下工业试验,分析了压下位置对铸坯中心偏析的影响。结果表明,在拉速为0.85 m/min、过热度为20～30 ℃、二冷比水量为0.59 L/kg的条件下,邯钢中碳微合金钢板坯连铸压下区间中心固相率为0.2～0.7,对应位置为16.42～21.62 m,位于7～9号扇形段内。与采用6～8号扇形段压下相比,优化方案明显改善了板坯中心偏析和疏松,东西两侧不均匀偏析和横截面V型偏析显著减弱。     

连铸厚板坯轻压下技术的应用

 对首秦2号板坯连铸机轻压下工艺进行了细致的研究。通过连铸坯射钉试验对首秦2号连铸机二级冷却模型进行了校验;通过不同轻压下率试验条件下连铸坯中心偏析的程度确定了合理的、能够有效改善连铸坯中心偏析的轻压下率;通过连铸坯厚度方向不同部位碳硫元素的分析对轻压下工艺改善前后连铸坯中心偏析度进行了对比。结果表明：首秦2号连铸机二级冷却模型能够准确反映连铸坯凝固末端的位置。在拉速为0.70m/min的连铸工艺条件下,320mm厚连铸坯轻压下段为第9和第10段,合理的轻压下率应该保持在0.85～1.0mm/m之间。采用合理的轻压下工艺后,连铸坯中心偏析得到了明显改善,满足了首秦高品质中厚板对连铸坯内部质量的严格要求。     

350mm×470mm矩形坯连铸生产轴承钢的凝固末端

确定轴承钢在连铸坯凝固末端的位置,对于轴承钢轻压下工艺的合理制定、改善铸坯的中心疏松及中心偏析等缺陷具有至关重要的意义。首先,采用二维非稳态传热方程,结合本钢350mm×470mm矩形坯铸机自身特点,建立了矩形坯凝固模型。其次,通过射钉试验,取片做硫印,来标定生产状态下不同位置的坯壳厚度。最后,对铸坯的表面温度进行了实际测定。研究结果表明,射钉硫印测量的坯壳厚度、实测的铸坯表面温度都与凝固模型的计算结果相近,实际生产过程中,完全可以采用该模型来理论计算铸坯凝固末端,为轻压下工艺提供理论依据。     

轻压下技术在板坯连铸生产中的应用现状

 阐述了轻压下技术的机理、作用形式、发展过程、理论研究等,并对梅钢板坯连铸2号机(使用轻压下工艺)和1号机(未使用轻压下工艺)的产品进行了对比,结果表明,使用了轻压下工艺之后,铸坯的中心偏析、疏松、裂纹等缺陷得到了明显的改善,因此轻压下工艺对于改善铸坯的中心偏析、疏松等缺陷有良好的效果。良好的操控界面、强化凝固过程的控制技术、不同钢种临界应变物性的研究是轻压下未来的重点发展方向。     

板坯连铸过程凝固传热数值计算与工艺优化

连铸过程铸坯凝固传热规律与铸坯质量、连铸过程顺行密切相关.针对某厂连铸板坯凝固传热过程开展数值计算研究,结果表明,在二冷6～8区及空冷区开始阶段存在较明显的回温趋势,且坯壳温度较高,8区末铸坯宽面中心温度达到约1032℃.此外,轻压下系统热跟踪模型计算凝固终点位置较靠前,压下区间有待优化.针对上述问题,将二冷水量由0....