连铸坯内裂产生的机理

为了查明连铸坯内裂产生机理，进行了一系列带液芯圆柱坯的抗张试验和人为不对中铸机产生内裂试验。通过对以上累计变形模型实验结果分析，发现裂纹产生和长大是在ＺＳＴ－ＺＤＴ间给定的变形总量超过了临界变形区间所致；同时得知铸坯的危险而较长的内裂常会在其凝固过程中扩展。为了防止内裂，不仅应抑制各种变形的增大，且须制定正确的浇注制度，正确设置辊道以将铸坯累计变形控制在较小范围；同时认真考虑ＺＳＴ－ＺＤＴ间的范围     

控制α相析出改善连铸坯的高温塑性

为了查明板坯横(向)裂(纹)敏感性与其表层显微组织的关系而采用了水冷坩埚式加热装置和新的高温拉伸试验法．将拉伸变形前的试样重熔，以其凝固过程中的温度随时间缓(慢)冷(却)和SSC(Surface Structure Control即表层组织控制)冷却两种模拟方式进行试验。前者指凝固后的缓冷，与铸坯二冷相同；后者是将铸坯表层温度快冷至γ-α双相区。然后再加热至γ区域，以控制铸坯的显微组织。现将试验结果归纳如下：(1)模拟铸坯凝固过程的高温拉伸试验法可用于连铸板坯显微组织的高温塑性(也称延性)评价。(2）采用SSC冷却模式显著改善了铸坯塑性：因抑制了(薄)膜状铁素体(简称膜状F)生成从而使破坏变成了穿晶塑性断裂。(3)控制显微组织可减小铸坯横裂敏感性。（4）SSC冷却可促进(Ti,Nh)C、N等的弥散析出，控制显微组织并减小铸坯横裂敏感性。(5)(Ti，Nb)C、N析出可抑制膜状F沿γ晶界生成，而在γ晶内生成。(6)试样变形前重熔是用高温拉伸试验评价铸坯裂纹敏感性所必需的方法。     

控制微合金连铸板坯的显微组织预防横向裂纹

本文论述了通过控制连铸板坯的显微组织来预防横向裂纹的技术。所谓裂纹就是由于众所周知的沿奥氏体晶粒边界析出的薄层状铁素体所造成的。为更清楚了解裂纹敏感性和铸坯组织结构之间的关系，对铸坯冷却和连铸坯冷却都进行了试验，同时也讨论了冷却方式对铸坯显微组织的影响。同普通连铸中二次冷却的弱冷变化相比，在浇注后直接进行强冷将阻止薄层状铁素体的形成。由于可将裂纹源－薄层状铁素体变短小，故可防止横向裂纹的产生。在各     

复合电磁场对连铸结晶器弯月面金属液运动行为及铸坯质量的影响

为了获得高质量的连铸坯，提出了在连铸结晶器外施加复合电磁场的电磁铸造方法。规范和测定了冷坩埚式铜铸型内复合电磁场的分布；采用低熔点金属镓和Ｓｎ－４．５％Ｐｂ合金模拟高熔点钢，研究了在水冷铜铸型外施加复合电磁场对结晶弯月面处金属液运动行为及铸坯质量的影响。实验的结果表明：复合电磁场能够有效地抑制结晶弯月面处金属液波动变形，并改善铸坯的表面质量。随着搅拌线圈磁密度的增加，铸坯的凝固组织由柱状晶转变为等     

研究连铸坯坏方和角裂成因的试验方法选择

在研究连铸坯脱方和角裂成因的试验方法选择上，走出了些弯路。最初制定的试验方案在实际衙不可行，经分析研究，又制定了试验方案。本试验方案是在实际生产过程中按常规生产工艺操作进行测试的，结果既没有影响生产，又找出了造成我厂铸坯脱方和角裂的成因，采取相应措施后，连铸坯脱方和角裂大为减少。     

坯壳鼓肚对铸机矫直区内铸坯变形的影响

 在连铸机辊列矫直段,带液芯铸坯的坯壳同时受钢水静压力与矫直力的作用,坯壳固液交界面处的矫直应变与鼓肚应变发生叠加。如果总应变超过临界值,就会发生内裂。确定矫直区坯壳固液交界面处的应变与应变速率,对铸机辊列设计与工艺参数的设定有重要的意义。基于高温坯壳力学特性,建立了连续矫直理论中铸坯坯壳变形的数学模型。利用该模型计算坯壳鼓肚变形,并与实测数据进行对比,验证了模型的有效性。根据某厂由奥钢联设计的工业板坯连铸机的辊列参数,利用该模型计算铸坯横截面的应变与应变速率。最后分析了不同辊间距与不同拉坯速度情况下矫直区内铸坯坯壳固液交界面处的应变速率变化规律,结合不同钢种的临界应变速率得到铸机矫直段辊间距的取值范围。     

辊子错位对铸坯鼓肚变形的影响

 由于加工、安装、变形与磨损等原因,连铸机辊列中的辊子会偏离设计位置而产生错位,这对铸坯鼓肚变形产生较大影响。基于高温铸坯黏弹塑性本构方程,建立两辊间距内的铸坯坯壳动态鼓肚数学模型,并利用模型计算试验铸机的铸坯坯壳鼓肚曲线,依照实测数据验证了模型的有效性。根据奥钢联工业连铸机的设备及工艺参数,计算铸机不同扇形段内铸坯坯壳在不同辊子错位量情况下的鼓肚变形,并讨论在辊子发生错位的情况下辊间距对铸坯坯壳固液交界面处最大应变的影响,并给出铸机辊间距的确定方法。     

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。     

薄板坯连铸带液芯轻压下过程的力学计算

为了给实际薄板坯连铸带液芯轻压下的设备设计和工艺设计提供依据，对薄板坯连铸带液芯轻压下过程中的铸坯变形抗力、拉坯阻力及其变化特性进行了理论计算。分析比较了不同轻压下设备(二冷支撑段辊列)条件下，连铸及轻压下过程的工艺参数对它们的影响。结果表明，在二冷支撑段辊列运动挤压铸坯阶段，最后一对支撑辊的移动量、挤压速度、拉坯速度、支撑辊间距离、辊径和对数以及坯壳温度对铸坯变形抗力和拉坯阻力有很大影响；而在二冷支撑段辊列稳定挤压铸坯阶段，只有总轻压下变形量及坯壳厚度影响较大。     

电弧炉─钢包炉─连铸工艺生产60Si2Mn钢的试验研究

进行了电炉冶炼－钢包炉精炼－连铸工艺生产１５０ｍｍ×１５０ｍｍ６０Ｓｉ２Ｍｎ铸坯的试验，试验结果表明：通过提高出钢碳命中率，严格控制钢水过热度，改善钢液流动性及实行均匀弱冷慢拉制度，可获得内外部质量良好的铸坯。但要消除铸坯端部剪裂必须改进液压剪切方式。试验过程实际成坯率为７８．０％～８１．８％，铸坯合格率为８８．９６％～９５．８８％。     

预防Q345C—Hq钢板坯角横裂的试验研究

对武钢三炼钢厂3号铸机生产的Q345C—Hq钢板坯内弧角横裂的成因进行了分析研究，发现该钢种的“塑性低谷区”温度范围较宽并偏高，而采用常规连铸工艺生产，矫直时板坯的角部处于钢种的脆性温度区，内弧因受张力而产生沿角部振痕谷底伸展的裂纹。为此，提出了减少二冷水量以提高铸坯温度，使铸坯在矫直区避开钢种的脆性温度范围的预防措施，试验表明：该措施对于预防板坯内弧角横裂是有效的。     

耐蚀合金中TiN析出机制

摘要：TiN颗粒尺寸及其分布对耐蚀合金性能有明显的影响，因此有必要对TiN在铸坯中的分布及其析出行为进行研究。采用扫描电镜(SEM)、金相显微镜（OM）观察了TiN夹杂物在铸坯中的分布、尺寸及其形貌；基于热力学和动力学理论分析了耐蚀合金铸坯中TiN夹杂物的析出时机及其尺寸，结合试验结果和理论计算明确了TiN夹杂物在凝固后铸坯中的位置和尺寸与析出时机的关系，为控制TiN夹杂物提供理论指导。结果表明，冶炼过程中析出的TiN夹杂物尺寸较大，在凝固过程中被枝晶吞没，位于铸坯枝晶内和等轴晶内；微观偏析计算结果表明，在凝固分数为0.55时，TiN开始析出，最开始析出TiN夹杂物的逐渐长大，长大后的TiN易于被二次枝晶吞没，最终位于铸坯中的枝晶间和等轴晶内，后期析出的TiN则在枝晶间和等轴晶间。固相中析出的TiN夹杂物长大较慢，尺寸细小，最终位于奥氏体晶界。     

一种新型板坯结晶器内电磁搅拌装置

为了满足汽车、家电、建筑和造船等诸多产业对稳定供应高质量板材的迫切要求，既需要提高钢液纯净度，又必须改善板坯表面的清洁性，故应采取措施在板坯的凝固界面直接捕捉钢液中的非金属夹杂物；而且，还查明铸坯表面纵裂是结晶器内的初期凝固壳厚薄不均造成坯壳变形和延迟凝固的结     

连铸坯内裂成因浅析

前言 连铸坯生产,由于各种原因,铸坯质量还存在一些缺陷。其中内裂较常见。连铸坯产生内裂主要有以下几种类型:(1)角部裂纹—在坯的四角附近距表面有一定深度并与表面垂直,严重时裂纹内延转向坯对角线方向向内扩展,铸坯角部的侧面有明显凹陷,见图1。(2)坯中心等轴晶区呈放射线状开裂。裂纹较短粗,见图2。(3)中心裂纹 在柱状晶与中心等轴晶交接部位形成单方向裂纹,垂直于铸坯的弧面。见图3。     

二冷过程动态分析软件的开发和应用

在连铸生产过程中，二冷段是影响铸坯质量的重要环节，二冷段中的弯曲／矫直段是内裂和中心偏析等质量问题的易发区域，它们与二冷段铸坯的应变状况有着紧密的联系，这些参数不能在线测量获得，为了获得这些参数，必须首先计算铸坯坯壳凝固过程，掌握坯壳各个方面的温度场分布，在此基础上计算坯壳应变分布。为此，我们开发了二冷过程动态分析软件。     

中碳钢连铸方坯内部角裂机制研究与优化

 分别选取西钢某厂实际生产中易发生内部角裂缺陷的40Cr和45钢连铸坯为研究对象,通过对缺陷采用热酸浸低倍试验、金相法和探针能谱分析,发现缺陷处不存在明显的组织异常和质点沉淀。运用ANSYS软件对连铸结晶器凝固过程进行热模拟。研究结果表明,缺陷形成于结晶器内的凝固过程,根本原因是铸坯在结晶器中凝固传热不均导致出现铸坯偏角区热节区效应,从而诱导产生热应力,致使沿柱状晶晶间铁素体开裂,并伴随一定量的铸坯鼓肚现象。通过重新设定结晶器铜管圆角半径和优化生产部分工艺后,最终使连铸坯内部角裂评级在10级以上的比例下降到1042%。     

高速连铸技术

为提高连铸机的生产能力和铸坯质量，用实验连铸机进行了高速连铸试验，通过改进浇注系统、研制新保护渣，改善保护渣润滑性能和铸坯冷却方法，以及防止内裂等手段，开发出用于低碳钢的５．０ｍ／ｍｉｎ的高温连铸技术。     

电弧炉短流程生产中厚板质量控制

针对安钢超高功率竖炉电弧炉-炉外精炼-板坯铸机-中厚板生产线出现的各种铸坯缺陷,造成轧后废品率较高问题,分析了板坯纵裂、夹杂、横裂、边裂、气泡、结疤等质量缺陷产生的机理和影响因素.以提高连铸板坯质量为研究重点,对该流程铸坯氮含量控制、钢水洁净度、二冷配水模型、铸坯辊缝收缩等进行了全面基础试验工作.通过各项技术措施应用,系统优化了全流程生产工艺,解决了电弧炉-中厚板流程存在的共性问题,铸坯质量得到了大幅度改善.     

连铸工艺对板坯裂纹的影响及防止措施

连铸坯的裂纹是造成连铸坯报废的主要原因，针对连铸板坯的宽面纵裂和角部横裂问题进行了金相组织检验和热模拟试验，对铸坯裂纹产生的原因和机理进行分析，提出了防止铸坯产生裂纹的具体措施。     

连铸凝固过程中变形引起的高温塑性损失机理

铸坯表面裂纹可以导致铸坯报废。已经发现，连铸过程中的应力和应变是形成铸坯表面裂纹的重要原因。钢的裂纹敏感性大小通常用其矫直过程中的高温塑性来评估。采用原位融化的试验方法评估了两种Nb微合金化钢的高温塑性。为获得铸坯表面的微观组织结构，模拟了铸坯表面的热履历。对凝固过程中变形产生的影响进行了研究，其结果表明，凝固中任何变形都会导致高温塑性的损失。金相试样揭示变形引起了晶界开裂，改变了偏析模式，从而导致高温塑性的降低。基于此，本文提出了高温塑性损失的机理。