连铸工艺对45钢铸坯质量的影响

针对45钢试制中铸坯低倍组织较差，中间裂纹、中心裂纹、角裂比较严重的情况，重点分析了铸坯拉速和中间包钢水温度的影响，提出了相应的改进措施。     

攀钢2号板坯连铸机连铸工艺和铸坯质量研究

通过对投产初期的攀钢2号立弯式板坯连铸机连铸工艺进行优化研究,中间包钢液过热度控制在20～30℃,在铸机拉速达到1.80 m/min以上,最高达到2.00m/min的情况下,攀钢2号立弯式板坯连铸机生产的Stb32,IF等低碳铝镇静钢铸坯表面无清理率90%以上,铸坯T[0]20×10-6以下,铸坯中心偏析小于B1.0级,铸坯中间裂纹小于0.5级的比例达到100%.     

260mm×300mm连铸坯内裂纹的分析和改进工艺实践

通过控制钢中硫含量≤0．020％，不同炉次中间包钢水温度波动范围由25℃降至10℃。调整结晶器水量为190～200m^3／h，控制拉速0．55～0．75m／min，使20CrMnTiH、40Cr、GCr15等钢种260mm×300mm连铸坯的内裂废品率由0．30％降低到0．01％，基本消除了铸坯内裂纹。     

重轨钢连铸坯内部质量控制技术

针对攀钢大方坯连铸机投产初期重轨钢连铸坯中心疏松、中心偏析等内部缺陷较严重的问题,研究应用了提高重轨钢连铸坯内部质量的控制技术,包括凝固末端动态轻压下、结晶器电磁搅拌、二冷动态控制、连铸拉速与钢水温度优化控制等核心工艺技术.生产实践表明,重轨钢连铸坯综合合格率达到99.97%,铸坯中心疏松≤1.0级,中心偏析≤1.0级,中心缩孔≤1.0级,中心裂纹≤0.5级,中间裂纹≤0.5级,角部内裂≤0.5级,中心碳偏析指数≤1.05,由连铸坯轧成重轨的内部质量和力学性能满足时速350 km高速铁路用钢轨的要求.     

260 mm×300 mm连铸坯内裂纹的分析和改进工艺实践

通过控制钢中硫含量≤0.020%,不同炉次中间包钢水温度波动范围由25 ℃降至10 ℃,调整结晶器 水量为190~200m³/h,控制拉速0.55~0.75 m/min, 使20CrMnTiH 、40Cr、GCr15等钢种260 mm×300 mm连俦坯的内裂废品率由0.30%降低到0.01%,基本消除了铸坯内裂纹。     

高压气瓶钢34Mn2V 200mm×200mm轧坯角部拉裂缺陷的控制工艺

通过工艺对比分析了34Mn2V高压气瓶用钢中间包浇铸温度、结晶器液面波动、[Als]、中间包炉次和280mm×380mm连铸坯拉速波动对轧坯角部拉裂的影响。提出减小RH加Al量,按[Als]O．01％控制;RH后喂Ca—Si线;适当提高连铸钢液温度,控制中间包钢水温度1520—1530℃;控制浇铸过程塞棒吹氩量≤10L/min;结晶器液位波动±3mm等工艺措施。应用结果表明,轧坯角部拉裂缺陷率由原来的23．57％降至1．21％。     

50CrMo钢Φ600 mm连铸圆坯中心裂纹分析及工艺改进

钢厂90 t LD-LF-VD-CC流程生产的Φ600 mm钢50CrMo连铸圆坯中心裂纹比率达到30%,分析得出：连铸圆坯中心裂纹全部出现在内弧一侧。主要原因是该钢种柱状晶发达,内弧柱状晶基本延伸到圆坯中心,在矫直时圆坯中心产生开裂并向内弧侧扩展。通过采取将结晶器电磁搅拌电流由260 A提高到400 A,中间包钢水过热度由30～50℃降到15～30℃,拉速由0.34 m/min降到0.28 m/min,进拉矫机前支撑辊及拉矫机辊道对弧精度由0.40～1.00 mm降到0.20 mm以下等措施,50CrMo钢Φ600 mm连铸圆坯中心裂纹全部消除。     

大断面圆坯连铸温度场的数值模拟

通过大型通用有限元软件ANSYS建立铸坯凝固过程有限元仿真分析模型,在拉速0.25～0.35m/min,钢水过热度20℃的条件下,对20钢Φ中600mm和40Cr钢Φ500 mm圆坯连铸过程进行了计算和分析,得出距液面0～32 m时铸坯表面温度变化曲线。计算结果表明,当20钢Φ600 mm圆坯的拉速为0.3 m/min时,结晶器出口坯壳厚度为30.9 mm,结晶器出口铸坯温度为1050℃,二冷区表面最低温度978℃铸坯在距液面19.71 mm处完全凝固。Φ600 mm圆坯连铸机20钢生产实践表明,拉速0.25 m/min,结晶器出口铸坯表面温度为1048℃,二冷区表面最低温度为918℃,与模拟结果相似。     

高压气瓶钢34Mn2V 200 mm×200 mm轧坯角部拉裂缺陷的控制工艺

通过工艺对比分析了34Mn2V高压气瓶用钢中间包浇铸温度、结晶器液面波动、[Als]、中问包炉次和280 mm×380 mm连铸坯拉速波动对轧坯角部拉裂的影响。提出减小RH加Al量,按[Als]0.01%控制;RH后喂Ca-Si线;适当提高连铸钢液温度,控制中间包钢水温度1 520～1 530℃;控制浇铸过程塞棒吹氩量≤10 L/min;结晶器液位波动±3 mm等工艺措施。应用结果表明,轧坯角部拉裂缺陷率由原来的23.57%降至1.21%。     

高强钢筋方坯内部质量影响因素分析及优化

为减少河钢集团承钢公司生产某种高强钢筋铸坯时产生的内部质量问题,通过对铸坯试样的低倍检测与统计,采用单因素法对比,分析钢水过热度、拉速、二冷比水量、保护渣有无烘烤等因素对铸坯的中心偏析、中心疏松、角裂纹及中间裂纹的影响。结果表明:钢水过热度控制在16～25℃,拉速1.70 m/min,二冷比水量为1.0 L/kg,烘烤保护渣的条件下可有效提高铸坯内部质量。     

20钢Φ300 mm圆铸坯中间裂纹成因分析和改善工艺措施

针对20钢φ300mm圆铸坯低倍组织出现中间裂纹的位置和形貌,结合连铸设备和工艺进行分析,得出结晶器内坯壳厚度不均匀,拉矫机矫直压力波动大,铸坯在受到热应力和矫直应力的作用下沿晶界开裂形成中间裂纹。通过改善结晶器软化水和连铸二冷水的质量,钢水过热度由25～35℃降至20～30℃,结晶器电磁搅拌电流由550 A降至350 A,稳定矫直压力,铸坯矫直温度≥950℃,避免了圆铸坯中间裂纹的出现。     

连铸方坯疏松缺陷的分析与控制

介绍了连铸方坯疏松缺陷形成的机理,对不同钢种采取拉速限制措施、优化配水制度、合理控制H08终点氧位、浇注过程中中间包钢水过热度限制在20～30℃之间、气水雾化二次冷却等措施,铸坯中心疏松一般可控制在0.5级以下;采用结晶器电磁搅拌,铸坯的中心疏松可控制在0.5～1.0级以下。     

Q345E钢Φ600mm大圆坯连铸凝固数值模拟

建立了Q345E钢Φ600 mm大圆坯凝固传热模型,利用Procast软件对其连铸凝固过程进行了数值模拟,并通过射钉试验结果验证。研究结果表明:浇铸温度对铸坯的表面与中心温度以及固液相分布影响很小;拉速每增加0.02 m/min,铸坯表面温度无明显变化,糊状区向前移动,凝固末端离结晶器液面距离增加约1.75 m;二冷比水量每增加0.01 L/kg,其二冷区表面温度约降低30℃,糊状区向后移动少量,凝固末端后移0.3 m左右;适宜的工艺条件为浇铸温度1 539℃、拉速0.22 m/min、二冷比水量0.08 L/kg。实际生产的Q345E钢Φ600 mm大圆坯中心缩孔0.5级,中心疏松1.0级,碳偏析指数不大于1.09,完全满足标准要求。     

Φ800 mm圆坯Q355NE凝固传热数值模拟和工艺实践

以钢厂断面尺寸为Φ800 mm圆坯Q355NE为研究对象,建立大圆坯传热模型,在不采用结晶器电磁搅拌的条件下,研究拉速和过热度对凝固过程的影响规律。结果表明：拉速对坯壳厚度、凝固终点位置和中心固相率的影响高于过热度,拉速每增加0.02 m·min^-1,凝固终点后移2.6 m左右;过热度升高10℃,凝固终点后移0.21 m左右。实际生产中,二冷比水量0.18 L·kg^-1、过热度25℃、拉速0.14 m·min^-1时,出结晶器坯壳厚度超过43 mm,末端电磁搅拌充分发挥作用,铸坯中心疏松和中心缩孔较结晶器电磁搅拌(300 A/1.5 Hz)、二冷比水量0.18 L·kg^-1、过热度25℃、拉速0.16 m·min^-1工艺有所改善。     

连铸参数和末端电磁搅拌对82B钢小方坯中心碳偏析的影响

试验研究了结晶器电磁搅拌240 A/4 Hz时末端电磁搅拌(160 A/4 Hz～280 A/8 Hz),中间包钢水温度(1 500～1 542℃),拉速(1.7～1.9 m/min)和二冷区比水量(0.7～1.1 L/kg)对82B钢(/%:0.81C、0.76Mn、0.25Si、0.2Cr)150 mm×150 mm方坯中心碳偏析的影响。结果表明,在未采用末端电磁搅拌时,降低过热度和拉速、提高比水量有利于减少小方坯中心碳偏析。采用最佳的末端电磁搅拌参数160 A/6 Hz时,82B钢小方坯中心碳偏析指数最低,为1.02。     

基于射钉法的板坯连铸工艺优化

利用射钉法测定了连铸机板坯冷却过程凝固坯壳厚度,重点分析了中间包钢水过热度、拉速、二冷区冷却制度与铸坯凝固系数之间的关系,对凝固系数影响大小的顺序为:过热度＞拉速＞比水量.采取控制中包钢水过热度及拉速,优化二冷配水工艺,调整铸机扇形段开口度等措施,铸坯中心偏析平均级别由B1.5 ～ B2.0降低至B0.5～ B1.0,试样分层缺陷改判率由0.36％降低至0.06％.     

板坯连铸过程数值模拟分析

基于传热学基本原理、凝固理论和有限单元法,建立了凝固传热有限差分数学模型,对连铸凝固全过程进行模拟分析,结果表明,拉速越大,铸坯中心及表面温度越高,出结晶器坯壳厚度越薄;过热度增大,铸坯中心及表面温度均上升,出结晶器坯壳厚度减薄;冷却水量相对增大时,铸坯出结晶器坯壳厚度增大,二冷区温度下降较快。连铸坯凝固模型可用来确定常规拉速范围及不同拉速下的凝固壳厚度、凝固末端位置以及铸坯表面温度分布。     

连铸工艺参数对大圆坯凝固组织影响的数学模拟

基于ProCAST软件研究了中间包钢水过热度、连铸坯拉坯速度、连铸机二冷强度等连铸工艺参数对大断面圆坯凝固组织的影响规律。研究结果表明:结晶器电磁搅拌电流为300 A、频率为3 Hz条件下,随着过热度的降低,连铸坯中心等轴晶率显著增加,过热度由49℃降至29℃时,过热度每降低10℃,铸坯中心等轴晶率增大4%左右;拉速由0.16~0.20 m/min每增加0.02 m/min,二冷强度由标准水量的1.5~0.5倍每降低0.5倍,连铸坯中心等轴晶率有所增加但均不显著,均为1.5%左右。降低过热度能够显著细化凝固组织晶粒,而改变拉速和二冷强度对于细化凝固组织晶粒作用不明显。对于调整连铸工艺参数而言,提高连铸坯中心等轴晶率和细化凝固组织晶粒的最有效办法是降低中间包钢水过热度。     

GCr15连铸大方坯凝固终点及末端的大压下区间

建立二维非稳态传热模型对380 mm×490 mm大方坯凝固过程进行了模拟计算,并采用射钉试验结果验证了该模型的准确性。计算结果表明,拉速对凝固终点影响最大,过热度和比水量影响较小。拉速每增加0.01 m/min,凝固终点后移约0.5 m;过热度每增加10℃,凝固终点后移约0.3 m;比水量每减少0.02 L/kg,凝固终点后移约0.15 m。在固相率较低时进行大压下,铸坯中心质量并未改善,同时会产生2.0级的中间裂纹。通过调整拉速,在较高固相率时进行大压下,铸坯中心偏析由2.0级改善到0.5级,中心疏松和缩孔降到0.5级,并且消除了内部裂纹。     

连铸工艺参数对SWRH82B钢160 mm x 160 mm坯中心碳偏析的影响

试验研究了结晶器电磁搅拌频率、拉速、过热度及二冷强度对SWRH82B连铸小方坯中心碳偏析的影响。研究结果表明,结晶器搅拌电流为300 A时,低电磁搅拌频率下铸坯中心碳偏析情况较好;拉速为1.8 m/min时,提高二冷比水量有利于改善中心碳偏析,但二冷比水量过高会加剧偏析;拉速为1.8 m/min时,二冷比水量为0.75 L/kg较为合适,拉速为1.9 m/min时,二冷比水量为0.8 L/kg是比较合适的;当过热度在20～30℃时,过热度对铸坯中心碳偏析的影响不大。