电磁搅拌对中碳钢碳偏析的影响研究

依据320 mm×425 mm断面中碳钢大方坯的试验数据,研究不同电磁搅拌工艺参数对连铸坯碳偏析的影响,探讨在不同工况下碳偏析的形成机理。结果表明,同时使用结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌与末端电磁搅拌上移,等轴晶率是未使用电磁搅拌的2. 46倍,而且能够改善铸坯柱状晶与等轴晶间过渡区域的正偏析和中心区域负偏析;只使用末端电磁搅拌,等轴晶率是未使用末端电磁搅拌的1. 27倍,而对于铸坯柱状晶与等轴晶间过渡区域的正偏析和中心区域负偏析,并不一定总能起到改善作用,有时甚至会加剧偏析程度;末端电磁搅拌的工艺参数和位置对中心区域负偏析有影响。     

Φ270 mm圆坯末端电磁搅拌工艺的研究

试验分析了不同凝固末端电磁搅拌(F-EMS)参数对Φ270 mm断面铸坯中心等轴晶比率和碳偏析指数等的影响。结果表明,连铸中碳钢时,末端电磁搅拌参数采用300 A/10Hz,可使铸坯中心等轴晶率达到35%以上,铸坯中心碳偏析指数小于1.05。     

二冷强度和两种断面对82B钢铸坯中心碳偏析的影响

研究了240mm×180Fnrn的82B钢矩形坯和150mm×150mm的82B钢小方坯的二次枝晶臂间距和中心碳偏析情况,结果表明：相同二冷比水量下气雾冷却的冷却强度较喷水冷却的冷却强度提高1倍;对于小方坯,增加二冷比水量,二次枝晶臂间距减小,能够改善中心碳偏析;小方坯采用末端电磁搅拌,增加等轴晶改善中心碳偏析的效果优于减小二次枝晶臂间距。较大断面矩形坯比小方坯中心碳偏析明显严重,增加二冷强度对改善矩形坯中心碳偏析无明显影响,末端电磁搅拌可减少矩形坯中心碳偏析,但其偏析指数仍高于小方坯。     

结晶器电磁搅拌对60Si2CrVAT弹簧钢凝固组织与中心偏析的影响

针对某厂60Si2CrVAT弹簧钢小方坯连铸坯存在的中心等轴晶率低以及比较严重的中心碳偏析等质量问题,系统研究了不同电磁搅拌工艺参数对断面150mm×150mm结晶器内磁场特性的影响,并通过工业试验研究了结晶器电磁搅拌(M-MES)电流和频率对宏观凝固组织和铸坯碳偏析的影响。研究结果表明:结晶器电磁搅拌(M-MES)电流增大,中心等轴晶率提高,铸坯中心碳偏析减小;搅拌频率对等轴晶率和铸坯中心碳偏析的影响呈非线性;优化最佳匹配的电磁搅拌电流和频率分别为340A和3.5Hz时,中心等轴晶率从21%增加到33%,中心碳偏析指数从1.22降低到1.05,消除了中心缩孔,铸坯内部质量有明显的改善。     

Φ210mm断面末端电磁搅拌的应用研究

文章主要介绍了凝固末端电磁搅拌技术在包钢圆坯连铸机上的应用情况。结果表明,当铸坯断面为Ф210mm,钢种为中碳钢时,末端电磁搅拌参数采用250 A/11 Hz,可使铸坯中心等轴晶率达到30%以上,铸坯中心碳偏析指数小于1.10。     

末端电磁搅拌对 Φ390 mm铸坯内部质量的影响研究

文章主要介绍了凝固末端电磁搅拌技术在包钢圆坯连铸机上的应用情况。结果表明,当铸坯断面为Φ390 mm,钢种为中碳钢,最优末端电磁搅拌参数为450 A/8 Hz,采用优化的末端电磁搅拌参数降低了铸坯的中心碳偏析指数,增加了铸坯的等轴晶率,从而提高了连铸坯的内部质量。     

结晶器电磁搅拌对矩形坯轧制大规格齿轮钢圆钢碳偏析行为的影响

通过对齿轮钢矩形坯轧制大规格圆钢宏观碳偏析的分析,结合碳含量和低倍组织,研究了不同结晶器电磁搅拌强度时圆钢的碳偏析行为。结果表明,结晶器电磁搅拌扩大连铸坯柱状晶/等轴晶转换界面(CET)框尺寸,提高等轴晶率,但是产生皮下负偏析带,圆钢的偏析变得明显;结晶器电磁搅拌下,齿轮钢矩形坯与圆钢从表面到中心呈现"N"形碳偏析,搅拌强度越大,偏析幅度越大;圆钢同一圆周上,搅拌时3/4 R、1/2 R处极差大,1/4 R处极差小,不搅拌时则相反。连铸坯的CET区域与圆钢方框偏析有严格的对应性,说明连铸坯与圆钢的组织与成分存在传承关系。     

基于过热度变化的82B钢连铸末端电搅位置研究

以国内某钢厂断面为150mm×150mm的82B钢连铸小方坯为研究对象,建立连铸小方坯凝固传热模型,采用铸坯表面温度测量方法验证模型可靠性。依据铸坯凝固率fs=0.7~0.8为末端电磁搅拌合理安装位置,根据模拟结果得出,在实际生产过程中过热度波动范围为20~40℃时,末端电磁搅拌最佳安装位置为距弯月面6.59~6.79m位置处。结合现场实际情况确定在距弯月面6.73m处安装末端电磁搅拌,并进行工业实验分析了末端电磁搅拌的应用效果。结果表明:施加末端电磁搅拌后,铸坯与盘条质量均有所改善。连铸坯平均碳偏析指数由1.05降至0.99,最大碳偏析指数由1.12降至1.05,中心等轴晶率由36%升高到39%;盘条中心偏析评级由2.5级下降到1.5级,网状渗碳体级别由4级下降到1级。     

凝固组织对GCr15轴承钢220 mm×260 mm连铸坯中心偏析的影响

铸坯高中心等轴晶率及小的二次枝晶臂间距有利于降低高碳钢M+E-EMS连铸坯中心偏析。通过建立GCr15钢220 mm×260 mm连铸坯耦合有限元-元胞自动机模型(CAFE)及二次枝晶臂间距(SDAS)模型,研究结晶器电磁搅拌、过热度和拉速对中心等轴晶率及二次枝晶臂间距的影响。结果表明,相比于拉速,过热度和结晶器电磁搅拌对其影响明显。随着过热度降低及结晶器电磁搅拌强度增加,铸坯中心等轴晶率增加而二次枝晶臂间距减小,而拉速对凝固终点和中心固相率影响大。工业试验结果表明,采用结晶器与凝固末端电磁搅拌,相比于过热度35℃和拉速0.75 m/min,控制过热度小于25℃且拉速调整为0.8 m/min时,轴承钢GCr15铸坯中心等轴晶率由原27%增加至38%且二次枝晶臂间距细化,中心碳偏析指数由原1.06～1.39降至0.93～1.13。     

二冷电磁搅拌对无取向硅钢连铸坯质量的影响

研究了二冷电磁搅拌参数对无取向硅钢XG800 WR连铸板坯等轴晶率、中心偏析及白亮带的影响。结果表明,搅拌电流从0A增加到400 A,铸坯等轴晶率由19.6%增至26.5%;搅拌频率从0Hz增加到8 Hz,等轴晶率由21.7%增至26.1%。随搅拌电流增加,铸坯中心S、Si、Mn的偏析度先减小而后增加;搅拌强度过大,铸坯出现白亮带,白亮带处Si、Mn、S产生负偏析,S的负偏析最大,相应会导致铸坯中心S、Si、Mn元素的正偏析显著增加。综合考虑增加铸坯等轴晶率和减轻中心偏析以及避免产生白亮带,选取350 A/6 Hz的电磁搅拌参数为最佳。     

结晶器电磁搅拌电流对Φ650 mm大圆坯内部质量的影响

通过铸坯低倍组织宏观检验方法和金属原位统计分布分析技术,以钢厂生产的35钢（0.35%C）为例,研究了结晶器电磁搅拌电流（200~450 A,3 Hz）对Φ650 mm大断面连铸圆坯等轴晶率、致密度和碳偏析度的影响。结果表明,搅拌频率3 Hz时,结晶器电磁搅拌电流由200 A增加至450 A时,等轴晶率由24.2%提高至56.8%,同时铸坯各区域致密度呈现逐渐增大的趋势,其中铸坯中心区域致密度增加明显,由0.864增至0.9376;随着搅拌电流的增加,铸坯碳偏析度呈现逐渐减轻的趋势。综合考虑各因素,当结晶器电磁搅拌电流为450 A,频率为3 Hz,铸坯等轴晶比例最大,铸坯内部质量最好。     

末端电磁搅拌参数优化对重轨钢铸坯质量的影响

通过对1#铸机设备改造前后所生产的重轨钢坯内外部质量对比,分析了1#铸机采用不同的凝固末端搅拌参数对重轨钢铸坯的中心碳偏析指数、疏松、及铸坯凝固组织的影响,得出1#铸机280 mm×380 mm断面重轨钢在拉速为0.6 m/min、过热度为25℃的连铸工艺参数条件下,凝固末端电磁搅拌参数为350 A/8 Hz,不仅使铸坯等轴晶率为25%~30%,也可使铸坯中心碳偏析指数均控制在1.10以下。     

M-EMS 对中碳钢连铸方坯碳偏析的影响

180 mm×180 nm 方坯结晶器电磁搅拌电流强度对中碳钢铸坯碳偏析及显微凝固组织的研究结果表明:结晶器电磁搅拌电流强度增大,铸坯等轴晶比例增加,二次枝晶间距减小,连铸坯中心碳偏析减小,但铸坯中间碳偏析增大,因此中碳钢方坯的电磁搅拌电流强度不宜过大.中碳钢方坯中间碳偏析与坯壳处出现白亮带有关.     

结晶器电磁搅拌对Φ450 mm连铸圆坯组织和夹杂物的影响

试验和分析了结晶器电磁搅拌(M-EMS)对0.6%C钢Φ450 mm连铸圆坯的中心等轴晶区比率,碳、硫偏析,疏松和非金属夹杂物数量、大小和分布的影响.结果表明,经450A电磁搅拌后圆铸坯中平均中心等轴晶的比率由未经电磁搅拌的7.6%提高到58.1%,碳偏析指数由1.10降至1.03,硫偏析指数由1.15降至1.09,圆铸坯平均氧含量降低4.5×10-6,夹杂物含量和尺寸均明显降低.     

末端电磁搅拌对弹簧钢连铸坯内部质量的影响

 55SiCrA弹簧钢连铸坯容易出现内部质量问题,合理的末端电磁搅拌(F-EMS)能有效地改善连铸坯内部质量,但不合理的末端电磁搅拌会对连铸坯内部质量无改善作用甚至造成内部质量下降。为了提高连铸坯内部质量,得出最优末端电磁搅拌方案,研究了末端电磁搅拌参数对断面尺寸为150 mm×150 mm的55SiCrA弹簧钢连铸坯内部质量的影响。通过建立连铸过程凝固传热模型分析现行工艺下铸坯的凝固情况,确定末端电磁搅拌的位置为距弯月面8.45～8.73 m处。在测定末端电磁搅拌下连铸坯中心磁感应强度的基础上,对电流与频率进行匹配研究,并开展相应的工业试验。结果表明,在采用末端电磁搅拌参数为300 A/8 Hz时,55SiCrA弹簧钢的中心碳偏析平均值达到1.007,连铸坯中心缩孔改善,中心等轴晶率提高,连铸坯综合质量最好。     

结晶器电磁搅拌对Q355NE Φ800 mm圆坯凝固组织及偏析的影响

以钢厂Φ800 mm圆坯连铸机为研究对象，研究结晶器电磁搅拌电流和频率对电磁扭矩以及Q355NE钢圆坯等轴晶率和碳偏析的影响规律。研究发现，电磁扭矩随着结晶器电磁搅拌（M-EMS）电流的增加而增加，且增加幅度逐渐加大。电流越高，频率对电磁扭矩的增强效果越显著。电流在0～200 A时，等轴晶率随电流和电磁扭矩的增加而增加，且等轴晶率和电磁扭矩呈线性关系。电流为150 A时出现皮下负偏析，相比较于电流为50 A，电流为150 A时出现了更为严重的晶间转变正偏析。     

结晶器电磁搅拌对轴承钢大方坯碳偏析的影响

针对南钢大方坯连铸机轴承钢连铸电磁搅拌冶金效果不明显的问题,开展了优化轴承钢连铸结晶器电磁搅拌工艺参数的试验,对不同电磁搅拌参数及搅拌方式下铸坯和轧材碳偏析进行了研究。结果表明:大方坯心部和边部均为负偏析,1/4处为正偏析,320 mm×480 mm大方坯碳偏析指数基本在0.87～1.05,轧材碳偏析指数基本在0.94～1.03;正反交替的电磁搅拌有利于降低碳偏析,电磁搅拌的电流参数较大时,心部的负偏析较严重,随着搅拌电流的增大,产生的白亮带向铸坯中心移动并且白亮带宽度增大;轴承钢铸坯中的碳偏析会遗传到轧材上。     

重轨钢连铸结晶器电磁搅拌技术应用研究

针对大方坯连铸机投产初期重轨钢连铸电磁搅拌冶金效果不明显的问题,开展了优化重轨钢连铸结晶器电磁搅拌工艺参数的现场试验,对比研究了电磁搅拌电流强度对重轨钢铸坯中心疏松、中心偏析、等轴晶率等内部质量的影响,制定了满足攀钢重轨钢连铸工艺要求的电磁搅拌工艺制度.生产应用表明,重轨钢连铸坯内部质量明显提高,铸坯中心区等轴晶率由18.8%增至36.2%,中心疏松≤1.5级,中心偏析≤1.0级,中心缩孔≤1.0级,中心碳偏析指数≤1.05,连铸坯轧成重轨的内部质量和力学性能能够满足350 km/h高速铁路用钢轨的要求.     

弹簧钢轧制过程方坯凝固组织及偏析的遗传性研究

为了分析轧制过程方坯凝固组织及偏析的遗传性,以具有不同等轴晶率和偏析度的60Si2Mn方坯为试验对象,将断面为150 mm×150 mm的铸坯轧制成直径分别为75 mm和25 mm的2种棒材,检测了具有不同等轴晶率铸坯的偏析指数及钢材内部不同位置的力学性能。结果表明,在等轴晶率为42.7%~50.0%的范围内,铸坯距中心21.2 mm以外的偏心区域,碳的偏析指数并未随着等轴晶率的增加而提高;钢材的内部存在疏松和轻微偏析,且中心区域的力学性能相对更差,因此铸坯的中心偏析、疏松等缺陷会遗传至钢材;25 mm圆钢的力学性能及均匀性均优于75 mm圆钢,所以压下量的增加可减轻铸坯中心偏析的遗传性影响。     

电磁搅拌在包钢圆坯铸机上的应用研究

文章介绍了结晶器电磁搅拌在包钢圆坯铸机上的应用效果.生产实践表明,采用结晶器电磁搅拌后,圆坯的中心等轴晶率平均增大了5.96%;中心碳偏析指数由1.07降低到O.97;内部缺陷不大于1级所占的比率平均提高了1.2%.