S355NL钢矩形铸坯角部横裂纹的分析与控制

针对S355NL钢连铸过程中铸坯角部产生的严重横裂纹缺陷,通过光学显微镜、扫描电镜等对铸坯角部横裂纹形貌特征、微观组织及析出进行分析,结果表明:微合金元素的碳氮化物、夹杂物在低温下沿奥氏体晶界析出,脆化了晶界,降低了强度,在受到应力作用时,造成应力集中,是角部横裂纹产生的主要原因。采取提高铸坯表面温度及其均匀性、降低钢中氮含量、减少夹杂物含量等措施,解决了铸坯角部横裂纹缺陷问题。     

板坯角横裂成因及控制措施

针对微合金化钢角部横裂纹缺陷,从连铸工艺角度分析了板坯角横裂的形成原因,提出了微合金化钢角部横裂纹缺陷的控制措施。通过优化二次冷却强度、稳定结晶器液面、提高铸机精度、调整二冷喷嘴宽度、采用倒角结晶器及控制钢液增氮等措施,提高了铸坯表面质量,板坯角部横裂纹得到了有效改善,缺陷发生率由24%降低至2%。     

SS400铝镇静钢连铸板坯角横裂纹成因及对策

针对SS400铝镇静钢连铸板坯的角横裂纹缺陷问题,研究了铸坯的高温力学性能、铸坯在矫直区内的角部温度,同时对铸坯角横裂纹缺陷试样进行了金相分析并对裂纹表面进行了SEM观察.研究分析认为对于SS400铝镇静钢,在800 ℃左右,奥氏体向铁素体转变引起的晶间脆化以及在更高温度开始析出的AlN对晶界的脆化降低了钢的延塑性,使得铸坯在这一温度附近矫直时导致角部出现沿晶开裂.在对连铸机二冷喷嘴水量分布研究的基础上,通过更改二冷喷嘴的位置和排布方式,减弱了对铸坯角部的冷却,从而有效地避免了角横裂纹缺陷的发生.     

C36船板钢铸坯角部横裂和高温热塑性分析及改进工艺

利用Gleeble-3500热模拟试验和Factsage7.0软件、扫描电子显微镜、红外热像仪等方法对微合金化0.125%C C36船板钢250 mm×2070 mm连铸板坯高温热塑性及其角部横裂纹的形成机理进行了系统分析。结果表明,800～1 200℃为C36船板钢的高温塑性区间,其中800～1 000℃的断面收缩率为75.5%～80.9%,1 050～1 200℃的断面收缩率达到87.8%～95.0%。第二相粒子NbC在950～1 100℃的大量析出是阻碍该变形温度下C36船板钢中再结晶晶粒长大的主要原因。C36船板钢铸坯角部横裂纹形成于外弧且为沿晶脆性开裂,其裂纹的形成可能与其连铸二冷9段铸坯外弧角部温度(706℃)接近脆性温度区间且进行了静态压下有关。通过将C36钢连铸拉速从0.90 m/min提高至0.95 m/min,铸坯外弧角温度由706℃提高至731℃,铸坯外弧角裂纹发生率由5.67%降至3.68%。     

小方坯球扁钢铸坯角部横裂纹控制措施

鞍钢采用小方坯轧制球扁钢时,球头部位出现开裂现象。分析原因是铸坯角部横裂纹所致,通过采取降低Al、N含量、提高结晶器振动频率、减小振幅等措施,铸坯角部横裂纹减少,铸坯轧制合格率由75%提高到95%以上。     

鞍钢连铸倒角结晶器的应用实践

针对鞍钢股份有限公司炼钢总厂四分厂含磷、铌铸坯角部横裂纹严重的问题,采用了倒角结晶器技术,优化了足辊结构,调整了结晶器窄侧冷却水流量,提高了锥度值。结果表明,铸坯在连铸矫直区角部温度可以提高100℃以上,角部横裂纹发生率降低了95%。     

SM490A-B铸坯角部裂纹的分析

用金相显微镜、扫描电镜及能谱仪分析低碳含硼钢SM490A-B铸坯角部裂纹的特征和成因。结果表明:铸坯角部裂纹主要为横裂纹,裂纹沿发达的柱状晶和粗大的奥氏体开裂,铁素体膜和裂纹内的氧化铝夹杂促进了裂纹的萌生和扩展。冷却不均匀和高的过热度造成奥氏体晶粒粗大,且不同区域的铸坯角部组织不一致;铸坯内外大的温度梯度使柱状晶发达。     

亚包晶微合金钢连铸板坯角部横裂纹研究进展

亚包晶微合金钢由于具有较强的裂纹敏感性,在生产中角部横裂纹缺陷频发,为了揭示亚包晶微合金钢角部横裂纹形成原因,从产生机理及生产条件出发,综述了亚包晶微合金钢连铸坯角部横裂纹的影响因素及相应的控制措施,得出铸坯角部横裂纹的内因在于钢中化学成分及凝固组织演变特点,外因是实际生产过程中的结晶器参数、二冷参数及设备条件等。未来控制角部横裂纹技术的发展方向主要在倒角结晶器的优化以及铸坯角部控冷双相变技术的精确控制及理论完善上。     

板材边裂成因分析及控制

分析了板材边裂的形貌及其金相组织,认为连铸坯角部横裂纹是形成板材边裂缺陷的主要原因。在此基础上,提出了改进铸坯角部横裂纹的有效措施,即控制钢中N、S和P等有害元素含量,优化二冷配水,有效控制了铸坯角部横裂纹缺陷,板材边裂比例由2010年的1.25%降至2011年的0.80%。     

不同角部形状特厚矩形坯凝固传热及应变数值模拟

 为了更加有效控制和减少连铸坯的角部横裂纹质量缺陷,根据其形成的机制,针对两种新型铸坯模型,即圆角和倒角模型进行研究。通过建立特厚连铸矩形坯在凝固过程的传热模型并进行数值模拟,得到铸坯在凝固过程沿拉速方向上温度场和坯壳厚度的分布规律,并在此基础上建立热力耦合模型,分析铸坯的应力变化,讨论了产生裂纹的可能性。研究结果表明,通过对比传统直角模型,得出圆角和倒角模型对铸坯角部温度场和应力场两个方面的分布状况都有改善,即新铸坯模型角部温度在连铸矫直段有效避开了钢的高温脆性区,同时降低了铸坯角部的应力值,减小了角部裂纹产生的可能性。     

700 MPa 级高强度大梁钢冲压开裂原因与控制措施

采用 OM 和 SEM 对 700 MPa 级高强度大梁钢冲压开裂原因进行了分析。结果表明，在高强度大梁钢冲压过程中出现的纵梁穿线孔裂纹主要为连冲工艺不当导致；纵梁端部折弯角部裂纹主要是由于原板坯存在内裂纹和大尺寸 TiN 夹杂物，在冲压过程中外表面受到拉应力产生裂纹，裂纹沿横纵向扩展导致。通过将钛质量分数由 0.10% 降至 0.07%，将氮质量分数控制在不大于 0.004% 的范围内，降低大尺寸TiN析出量。化学成分调整后，力学性能满足供货技术条件要求，对钢板进行冲压验证，端部完好，未见折弯裂纹存在，彻底解决了该缺陷。     

微合金化钢连铸坯角部横裂纹形成机制

为研究微合金钢连铸坯角部横裂纹缺陷形成机制问题,从理论上研究了连铸过程第二相粒子的析出行为,并在板坯连铸生产中进行"卧坯"试验。研究结果表明:X65管线钢中碳氮化钛、碳氮化铌、氮化铝的开始析出温度分别为1 508、1 123、1 165℃,析出峰值温度分别为1 360、870和840℃;"卧坯"试验发现结晶器内及垂直段无裂纹,在距弯月面3 270mm处,即对应于弯曲开始后710mm开始出现多处外弧横裂纹,而弧形段内无内弧裂纹,在弯曲段铸坯角部温度处于钢的第Ⅲ脆性区,同时外弧受拉应力,这是造成外弧角横裂产生的主要原因。     

提高宽厚板坯无清理率的关键技术

重钢新区在投产之初,连铸板坯表面原始合格率较低,铸坯表面的主要缺陷表现为:表面纵裂纹、铸坯角部 横裂纹、铸坯宽面边部凹陷,此外黏结问题一方面对工艺顺行造成了重要影响,同时也制约了铸坯表面质量的提 高。通过对现场生产过程中铸坯表面缺陷的跟踪和分析,并在生产中采取相应的控制措施,最终使铸坯表面无清 理率达到了较高水平,为连铸坯的热送热装创造了条件。     

板坯连铸倒角结晶器的开发与应用

 为减少连铸板坯角部横裂纹,在分析连铸坯角部横裂纹形成机制的基础上,提出了通过倒角结晶器减少角部横裂纹,以改变连铸板坯角部的二维传热,提高矫直时连铸坯的角部温度。数值模拟计算的结果表明,相对于直角连铸坯,倒角连铸坯在矫直区连铸坯角部温度明显提高,消除了角部Z向应力和应变集中。工业生产数据表明,采用倒角结晶器后,矫直区连铸坯角部温度从810~855℃提高到901~932℃,有效避开了钢的高温脆性区,连铸坯角部横裂纹发生率从10.6%稳定控制到1.6%以下,显著减少了连铸坯角部横裂纹。目前倒角结晶器稳定应用于首秦,所生产钢种涵盖了普碳钢、低合金钢、低碳钢和中碳含铌钢等。     

氮质量分数对铸坯角部裂纹的影响及控制

从理论方面重点对氮质量分数与铸坯角裂的相关性进行了总结分析,根据钢中氮质量分数水平与板坯角部横裂纹发生存在正相关关系,对氮质量分数控制目标进行了研究。通过分析氮质量分数的来源,研究氮质量分数对含硼钢、含铝钢和含铌钢的影响,结合其他钢厂氮质量分数控制情况,查找某厂各工序氮质量分数控制情况,制定氮质量分数控制措施,并对比钢中氮质量分数与铸坯切角数据,摸索出了部分钢种的氮质量分数控制目标,进一步降低了铸坯切角率。     

低合金钢Q345E铸坯角部横裂纹的控制

为了减少低合金钢Q345E铸坯角部横裂纹,鞍钢股份有限公司炼钢总厂从优化钢水合金成分和优化LF-连铸工艺操作两方面采取措施后,低合金钢Q345E铸坯角部横裂纹率从45.5%降至31.8%,横裂纹尺寸从5~15 mm降至3~8 mm,铸坯质量得到改善。     

薄板坯角横裂成因分析

薄板坯角横裂对热轧板边裂的影响很大。本文分析和总结了薄板坯角横裂的产生机理及其影响因素,简要地提出可采用提高薄板坯温度和降低氮含量两种措施来防止角横裂的发生。     

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。     

喷淋水量分布对C38N2钢大方坯冷却效果的影响

合理的连铸二冷工艺制度是提高非调质钢连铸坯质量的关键。以某钢厂320 mm×480 mm C38N2非调质钢为研究对象,建立了基于大方坯横向水量分布的凝固传热模型,分析二冷区各段喷淋水量分布对铸坯表面温度分布的影响。研究表明,在现行工艺喷淋条件下,二冷一段和二段铸坯边角部喷淋水量较大,铸坯在二冷一段出口内弧和侧弧的表面横向温差分别达到了340 ℃和327 ℃,三段和四段铸坯表面中心喷淋水量较大,铸坯在空冷区内弧和侧弧的表面回温分别为109 ℃/m和125 ℃/m,容易引发角部裂纹和内部裂纹。在此基础上,提出“在二冷一段和二段降低喷淋高度+三段和四段升高喷淋高度”的喷嘴布置方式。水量分布优化后,二冷各段出口表面横向温差基本控制在200 ℃以内,铸坯在空冷区内弧和侧弧表面回温分别降低至95 ℃/m和107 ℃/m,角部回温由94 ℃/m降低至40 ℃/m,降低了裂纹缺陷发生率。研究结果可为该类非调质钢连铸生产提供借鉴。