结晶器窄面铜板结构优化设计

伊朗某钢厂双流板坯连铸机生产裂纹敏感性钢时角部缺陷严重,分析铸坯角部缺陷产生的原因及与浇铸现场工艺、设备参数的关系.提出采用外倒角式窄面铜板结构改善铸坯角部传热机理,该铜板不但保证连铸坯角部的缓冷,消除了铸坯角部缺陷,提高铸坯质量,而且减少窄面铜板的磨损,延长窄面铜板使用寿命,提高了企业的经济效益。     

厚板坯角部凹陷裂纹的控制措施

角部凹陷裂纹是厚板坯连铸生产中常见的质量缺陷,随着板坯厚度的增加,角部凹陷裂纹发生率不断提高,已成为制约厚板坯质量提升和品种开发的重要因素。针对260 mm×2 800 mm、320 mm×2 800 mm断面板坯,研究了角部凹陷裂纹出现的位置、形貌及组织,分析了铸坯角部在结晶器内的凝固收缩行为的影响因素,获得了厚板坯角部凹陷裂纹控制方法。通过研发曲面窄面铜板结晶器,适应坯壳在结晶器中的收缩;增加窄边足辊对数延长二冷区冷却时间;提高保护渣黏度以增加结晶温度和传热性能;调整结晶器振动参数等控制措施,有效解决了厚板坯角部凹陷裂纹的难题,260 mm×2 800 mm与320 mm×2 800 mm角部凹陷裂纹的发生率分别降低至0.41%和0.86%,为板坯热装热送创造了有利条件。     

SS400板坯表面纵裂原因分析与改进措施

SS400钢连铸板坯在生产检验中常出现表面纵裂缺陷。对有裂纹的连铸板坯进行了高温塑性试验、低倍、金相组织和夹杂物分析。结果表明,钢水中硫含量高、钢中存在夹杂物、连铸板坯坯壳厚度不均匀、结晶器锥度和矫直温度不合理均可引起连铸板坯表面纵裂。提出了避免连铸板坯产生表面裂纹的措施。     

倒角结晶器在线热态调宽技术的应用研究

倒角结晶器由于边角部坯壳温度及厚度与正常直角结晶器区别较大,在线热态调宽过程中,相比于直角结晶器存在更大的风险。通过倒角结晶器角部夹钢的控制、加强板坯窄面的冷却和支撑及调宽模式优化等方面来解决。     

连铸板坯角部纵裂原因分析及控制措施

针对双流板坯连铸机提拉速至1.4~1.5 m/min后,铸坯角部裂纹发生率升高的问题,通过对纵裂试样进行化学成分分析,对纵裂处进行金相显微镜组织观察、扫描电镜及能谱分析,同时结合水模拟试验对角部裂纹的形成机理进行研究。结果表明,裂纹两侧有大量氧化圆点,纵裂在结晶器内产生;通过对结晶器冷却水水量进行优化、控制合理的结晶器倒锥度及结晶器通钢量等措施,减少了连铸坯角部纵裂现象的发生。     

低合金中厚板破边缺陷分析及预防

对热轧低合金中厚板窄边内外弧出现的破边缺陷的影响因素进行了分析。结果表明:破边缺陷是由于连铸坯角部微裂纹所导致的,铸坯出结晶器后垂直段窄边部表层显微组织对角部微裂纹的产生有重要影响。通过合理控制连铸结晶器出口窄边冷却制度,细化奥氏体晶粒、减少奥氏体晶界处先共析铁素体膜的厚度以及第二相粒子在奥氏体晶界处的偏析,能够消除铸坯角部微裂纹缺陷。随着铸坯角部微裂纹的消除,低合金轧板窄边的破边缺陷将减少。     

连铸板坯结晶器内凝固坯壳裂纹敏感性研究

基于钢凝固两相区溶质微观偏析模型和连铸结晶器内坯壳凝固生长二维瞬态热/力耦合有限元模型,提出了定量化描述结晶器内坯壳凝固生长的裂纹敏感性预测模型---CSC(Cracking Susceptibility Coefficient)模型。通过分析结晶器内包晶钢坯壳凝固宏观热/力学行为和坯壳裂纹敏感系数分布,探究了板坯结晶器内包晶钢坯壳凝固生长过程中裂纹敏感性的变化规律。结果表明,典型包晶钢板坯连铸工况下,坯壳偏离角区域易产生"热点",引发坯壳凝固前沿脆性温度区宽度扩大,结晶器窄面线性单锥度极易破坏坯壳应力分布的均匀性;包晶钢板坯表面裂纹和皮下裂纹主要产生于坯壳凝固初期,坯壳角部皮下裂纹则在结晶器内大部分区域均可能产生。     

薄板坯连铸结晶器技术及钢种开发的几个问题分析

薄板坯连铸结晶器是薄板坯连铸技术的核心，通过对薄板坯连铸结晶器内钢水的流动、传热以及凝固壳的收缩和变形行为的研究，分析了连铸坯几种典型裂纹缺陷的形成原因；并结合实验室和生产实践，对薄板坯连铸连轧生产冷轧基料用B微合金化钢、电工钢、V—N微合金高强度钢等的工艺特性以及钢材性能进行了分析。文章分二次发表，本次发表的内容是关于薄板坯连铸结晶器的相关技术及板坯典型裂纹的分析。     

钢铁研究总院连铸技术国家工程研究中心

正微合金化钢连铸坯角部横裂纹控制技术钢铁研究总院连铸技术国家工程研究中心开发的具有独立知识产权的高效化、低成本微合金化钢生产工艺与装备系统技术,在多项关键技术环节上取得突破,在世界范围率先实现倒角结晶卸匀规模化生产应用,形成了以专利为纽带的专有技术和产品市场。目前已在首钢京唐、邯钢、涟钢、鞍钢、     

连铸矫直区不同角部形状板坯表面温度的数值模拟

倒角结晶器是避免连铸坯角部横裂纹的产生、改善角部质量的新技术。通过ANSYS数值模拟,计算了不同角部形状的板坯在连铸矫直区的温度分布情况,分析了倒角角度、倒角面长度对板坯角部温度及其热塑性的影响。结果表明,倒角铸坯在提高角部温度和温度均匀性方面效果明显,铸坯角部热塑性随着温度的升高而改善。具有较高角部温度的倒角铸坯基本避开了钢的脆性区间,从而防止了角部横裂纹的产生。倒角结晶器技术在工业化生产应用中取得了良好效果。     

不同冷却结构倒角结晶器与直角结晶器铜板温度场的研究

角部温度对铸坯质量有较大的影响,建立了直角结晶器、2孔1槽倒角结晶器、3孔倒角结晶器和3孔1槽倒角结晶器铜板温度场的三维稳态数学模型,在相同的边界条件下,模拟分析了这4种结晶器的冷却行为及传热特性。对于不同类型铜板的温度分布数值模拟结果表明,相比于直角结晶器,倒角结晶器铜板角部温度有明显的提高,并且窄面的横向温度分布也与直角不同,呈现"W"形分布。2孔1槽型倒角结晶器窄面铜板比其他类型窄面铜板传热性能好,温度分布均匀,为倒角结晶器窄面铜板的设计提供了理论基础。     

低硅含硼钢角裂控制措施

主要介绍了日钢板材制造部在生产实践中,针对低硅含硼钢板坯出现的角部横裂纹问题,而对连铸机设备精度控制和使用倒角结晶器以及控制钢中氮质量分数,降低了板坯切角率和生产成本,提高了企业效益。     

不同形状板坯结晶器钢液表面流速的物理模拟

采用1∶1水力学模型研究了不同角部形状结晶器表面钢液流动行为。考察了拉速、水口插入深度、断面宽度对不同角部形状的板坯结晶器角部钢液表面流速的影响。结果表明,与直角结晶器相比,由于倒角结晶器倒角面的存在,其对角部液面流速有显著影响,并且随着倒角面斜长的增加而增大。另外,直角结晶器中角部流场随各因素改变量较小,角部流场属于死区。而倒角的存在改变了角部的流动状态,增大了角部钢液流动速度,有利于改善铸坯表面质量。     

连铸工艺对含铌中厚板边裂的影响

针对中厚板含铌钢容易出现的边部缺陷问题,对含铌钢边部横裂缺陷进行研究,以解决长期困扰中厚板含铌钢边部质量提升的技术瓶颈。通过铸坯热酸洗检测、钢板金相检测、保护渣岩相分析等手段确定铸坯边裂缺陷来源,对铸坯边裂机理进行归纳分析,通过连铸工艺控制与二冷优化等技术优化,控制钢中酸溶铝质量分数从0.045%下降到0.025%、采用低渣熔点低黏度适宜析晶温度的保护渣、提高铸坯矫直区温度大于900 ℃等措施,有效改善了铸坯角部传热,较好控制了铸坯角部裂纹的发生,使含铌钢边部横裂得到了有效控制。     

热轧中碳钢卷边部裂纹的形成机理与控制

为了研究中碳钢热轧卷边部裂纹缺陷的形成机理,制定相应工艺控制措施,降低中碳钢热轧卷边部裂纹废次率。通过在热轧中碳钢卷缺陷位置取样进行金相观察、扫描电镜分析以及对比轧制试验。结果表明,中碳钢热轧卷边部山峰裂纹的形成原因是连铸坯存在角部横裂纹,轧制后延伸造成;边部发纹的形成是轧制过程连铸坯窄面折叠至宽面造成。根据这一研究结果,通过调整中碳钢成分、提高连铸机精度、优化二冷配水模型、应用倒角结晶器和动态调整结晶器锥度等措施,中碳钢热轧卷裂纹废次率降低到0.10%以下,降幅达到了90.59%,改善效果非常明显。     

09CrCuSb热轧卷边部缺陷的成因分析

为了解决09CrCuSb耐酸钢热轧卷分条切边过程中的边部分层问题,采用金相显微镜与SEM-EDS分析仪研究了3种09CrCuSb热轧卷边部缺陷,即边部分层、边部的端面凸起和平行于轧制方向的端面纵裂纹。结果表明,本边部分层缺陷实际上是由热轧侧导挤压所致,校正侧导位置后未再发生,判定边部分层缺陷产生原因的关键在于分层缺陷的内表面状态。端面凸起是因为连铸机精度偏差使铸坯发生边角裂,控制连铸机对弧与辊缝偏差在0.5 mm以内,缺陷发生率从5.4%降低到0.2%以下,端面凸起缺陷实际上是热轧卷烂边的初始形态。端面纵裂纹缺陷是因为连铸坯窄边存在群簇状气泡及钢种本身裂纹敏感性较强,通过降低连铸塞棒和水口氩气到4~6 L/min,按标准下限控制裂纹敏感性元素,缺陷发生率从8.7%降低到了0.45%。为控制09CrCuSb热轧卷边部缺陷提供参考。     

降低含铝钢表面横裂纹的工艺实践

针对南阳汉冶特钢有限公司250 mm×1 650 mm断面生产的含铝钢表面角部横裂缺陷,从连铸工艺角度分析了含铝钢表面角部横裂产生的原因,提出了控制解决措施。通过优化结晶器振动参数、二冷控制模型、结晶器冷却模型、严控扇形段接弧精度及辊缝开口度、钢种成分控制优化等措施,提高了铸坯表面质量,板坯角部横裂缺陷得到了改善,铸坯不清理装炉率大幅提高,轧板裂纹缺陷率由14.48%降低至6.24%。     

控制连铸板坯星状裂纹的对策

回顾重钢七厂连铸板坯星状裂纹导致轧制钢板表面产生龟裂缺陷、以及对钢坯产生星裂的机理的认识过程,借助国外在这方面的研究成果进行对比分析,认为控制板坯星裂的最重要技术措施是采用"结晶器软冷却”工艺、以及控制钢的铁素体势和铜当量。     

薄板坯连铸机高拉速下铸坯表面质量控制实践

针对薄板坯连铸机高拉速生产过程中存在的板坯表面纵裂纹缺陷、结晶器液位波动和结晶器宽面铜板低寿命等问题,自主开发了高拉速系列化保护渣技术、高拉速浸入式水口技术、高拉速结晶器铜板技术。薄板坯连铸机的拉速达到6.0 m/min,铸坯表面纵裂纹缺陷比率降低了90%,板坯表面质量满足品种开发和产品质量要求。     

邯钢新区热轧卷板边裂成因分析和改善

边裂是影响邯钢新区热轧卷板质量的一个重要因素。对热轧卷板边部裂纹缺陷取样,进行金相分析、扫描电镜分析、能谱分析,并对连铸板坯进行对比轧制试验,证实热轧卷板边裂是由连铸板坯角部横向裂纹引起。分析了影响板坯角部横裂的钢水成分、结晶器保护渣、结晶器冷却、二冷水等工艺因素。在此基础上,提出了改善板坯角部横裂的有效措施,即优化钢水成分、改进保护渣性能、优化二冷配水、弱化结晶器冷却等。实施以上措施后,热轧卷板边部裂纹大幅度减少。