基于动态时间弯曲和k近邻分类预测铸坯纵裂纹

纵裂纹是典型的铸坯表面缺陷,严重影响过程顺行和连铸坯质量。铸坯表面纵裂纹的识别和预测对于铸坯质量的提升具有重要意义。针对纵裂纹形成与扩展过程中,结晶器热电偶温度在时间序列上的动态演化和一维传播特征,捕获和提取了纵裂纹和正常工况下热电偶时序温度的典型变化趋势;运用动态时间弯曲(Dynamic Time Warping,DTW)方法度量不同工况下时序温度的相似性和差异性,结合k近邻(k-Nearest Neighbor,kNN)分类算法,建立了针对连铸坯纵裂的在线识别和分类模型。结果表明,建立的模型对纵裂纹和正常工况样本具有较高的识别准确率。提出的基于温度时序特征动态时间弯曲及kNN方法的纵裂预测模型,为铸坯纵裂的实时检测和准确预报提供了可靠途径。     

漏斗型结晶器内坯壳凝固过程热力耦合数值模拟

应用热弹塑性有限元法,考虑铸坯与铜板的接触状态,建立了漏斗型结晶器内坯壳凝固过程的热力耦合模型.计算分析了结晶器内坯壳表面的温度场、应力场和纵裂指数的分布规律以及拉速对应力和纵裂指数的影响.结果表明,铸坯偏角部温度高于宽面和窄面中心温度并出现两个平台期;漏斗区域边缘出现应力峰值,是铸坯裂纹敏感区;宽面中心、漏斗区边缘和偏角部纵裂指数偏高,容易出现纵裂纹.适当提高拉速能够减小初生坯壳纵裂指数,减少裂纹形成机会.     

异型坯连铸结晶器内凝固热力行为研究

异型坯连铸过程中出现较多表面纵裂,针对这一问题,使用有限元软件ABAQUS建立铸坯凝固二维热力耦合模型,分析了坯壳温度与受力变化过程,找出铸坯裂纹的萌生与扩展位置,为异型坯表面裂纹扩展的研究提供力学基础,为铸坯质量控制提供了理论依据。     

基于PSO-PNN的铸坯全长表面纵裂纹在线预测

表面纵裂纹是铸坯质量缺陷中一种最常见的表面质量缺陷。环境因素使得铸坯表面纵裂纹在线检测精度不高,各大钢厂铸坯质检仍要依赖人工,因此提出一种基于粒子群PSO优化概率神经网络PNN的铸坯全长表面纵裂纹预测方法。首先,建立铸坯生产过程跟踪及数据时空变换模型,构建铸坯生产系统将生产过程数据与铸坯长度方向进行匹配;再利用PNN的Bayes 最小风险准则进行有监督特征学习,并利用寻优算法PSO优化PNN关键参数的选取,得到最终的模型PSO-PNN;最后,利用某钢厂连铸产线铸坯质量缺陷数据和生产过程数据进行试验验证。结果表明,该方法对铸坯整体的质量预测分类精度达到97.5%,铸坯全长的裂纹缺陷的预测精确率和召回率均在92%以上,能有效实现铸坯全长表面纵裂纹的预测,为现场质检人员提供参考。     

耐候钢板坯表面纵裂分析

通过金相等方法对现场取得的耐候钢板坯纵裂试样分析,结果证实铸坯表面的细小纵裂纹和粗大纵裂纹都是在结晶器内形核并生成,且形核部位是在坯壳表面以下2-4mm的低熔点区,纵裂纹边缘存在脱碳层,裂纹不但沿一次树枝晶臂延伸扩展,在二次树枝晶臂间也会发生裂纹的延伸扩展,在分析结果的基础上,提出不同类型纵裂产生的机理。     

高碱度高润滑性连铸保护渣的研究和应用

正如果在连铸过程中钢液发生包晶反应,坯壳在凝固过程中收缩量增大,裂纹敏感性增强,铸坯容易出现以表面纵裂为代表的一系列质量缺陷。因此,在包晶钢的连铸过程中,传统的技术路线着重提高保护渣的结晶温度和析晶量,以均匀和减弱凝固坯壳向结晶器壁传热的热流密度,从而缓和铸坯表面的纵裂倾向。但铸坯的润滑和传热均通过渣膜实现,单方面提高保护渣的结晶温度和结晶量将直接增加固渣膜厚度,减小液渣膜厚度,从而恶化铸坯润滑状况。     

耐候钢纵裂成因和控制措施

本钢薄板坯连铸在生产集装箱用耐候钢时集中批量出现表面纵裂纹缺陷,裂纹在铸坯上无规律分布,在热轧卷缺陷部位取样并做冷态弯折,出现开裂,致使产品不能用来制作集装箱面板和立柱。薄板坯耐候钢属于高磷且含镍铬铜合金,表面纵裂纹的发生几率较大且不易控制。文章研究了耐候钢纵裂时结晶器冷却、二冷水制度、钢水成分、保护渣等影响因素,采取了结晶器内初生坯壳生长弱冷方式、更改二次冷却喷淋、保护渣性能等控制铸坯表面纵裂纹的技术措施,进而改善了薄板坯连铸耐候钢产品的表面质量。     

中碳结构钢表面纵裂纹产生原因分析与改善措施

介绍了本钢特钢采用235mm×265mm连铸坯生产的40Cr、40CrMn等钢种,生产(100～130)mm过程出现批量纵裂纹缺陷;研究了钢材、连铸坯裂纹形成机制,明确了钢材纵裂纹是由于连铸过程二冷水冷却不均匀,连铸坯产生皮下裂纹,加热后皮下裂纹扩展到表面所致;得出了通过改善水质,防止喷嘴堵塞,加强连铸坯缓冷,降低加热炉预热段温度等技术措施,可有效控制铸坯裂纹,解决了钢材纵裂纹缺陷。     

板坯表面纵裂成因分析及预防措施

针对涟钢210转炉厂1号连铸机生产线上实际生产情况,分析了板坯的表面纵裂形成的原因,认为连铸板坯表面纵裂与结晶器冷却强度、钢水成分、拉坯速度、液位波动等诸多因素相关,通过采取相应的措施后,铸坯的表面纵裂纹比例由4.99%下降到0.05%以下。     

降低大方坯连铸中碳锰钢铸坯表面纵裂的研究

为找到某厂大方坯生产中碳锰钢表面纵裂产生的原因及治理措施,对铸坯进行了解剖,分析了不同连铸工艺参数对缺陷的影响,认为严重的铸坯中间裂纹贯穿至铸坯表面是中碳锰钢表面纵裂形成的主要原因。为此,针对性地采取了降低中包过热度、提高并稳定连铸机拉坯速度、优化二冷工艺、调整堆垛缓冷工艺等技术措施,消除了铸坯的中间裂纹缺陷,从而使表面纵裂缺陷率由53.85%降至2.14%,优化效果显著。     

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。     

硼对宽厚板坯表面质量的影响及控制措施

通过对南阳汉冶特钢250 mm×1 600 mm断面生产的Q345低合金系列钢宽厚板坯表面渗透检测,直观检测出连铸坯表面横裂纹缺陷,利用金相、电镜和能谱等检测手段,对铸坯裂纹部位取样分析,查明了表面横裂纹的产生原因主要与钢水中残余硼含量较高有关;后通过采取一系列控制措施,有效解决了Q345低合金系列钢表面横裂纹,取得了良好效果。     

连铸板坯表面纵裂原因分析及对策

以安钢现场生产数据为基础,研究各种工艺参数对板坯表面纵裂纹的影响,并从生产实践的角度提出了应对措施,如浸入式水口插入深度、钢水成分、结晶器保护渣、结晶器传热、二冷强度、拉速、钢水过热度等,并介绍了安钢减少表面纵裂废品的措施和方法.     

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。     

400 mm×2 100 mm特宽特厚板坯表面纵裂成因及控制措施

2011年5月国内最大断面规格的板坯连铸机在南阳汉冶特钢有限公司投产,生产400mm×2100mm特厚特宽板坯,投产初期生产铸坯表面纵裂严重,造成轧后钢板不合格品比率大幅提高,通过现场调查和数据分析,查明了表面纵裂形成主要与结晶器冷却及二次冷却不均匀有关,通过规范中包第一炉开浇时提速曲线、调整浸入式水口插入深度、加强设备管理等一系列控制措施,使铸坯表面一次合格率稳定提高至99.2%,有效解决了宽厚板坯表面纵裂。     

基于即时学习算法的铸坯质量预测方法

传统铸坯质量预测大多基于全局建模方法,存在自适应能力较差、预测精度不稳定等不足。为此,提出了一种基于即时学习算法的铸坯质量预测方法,主要特征为构建基于即时学习算法的局部模型,以取代传统全局模型,实现建模和预测同时在线进行,更适应于场景复杂、工况多变的连铸生产过程;根据连铸生产数据的时变性特点,在相似度计算中引入时间权重因子,强化样本数据与待测数据的相关性,更有利于提高铸坯质量预测模型精度。以国内某钢厂65号高碳钢铸坯三角区裂纹为例,具体说明即时学习算法在铸坯质量预测局部模型构建中的应用,并与铸坯质量预测全局模型的预测结果进行对比分析及评价。结果表明,基于即时学习算法的局部模型在评价指标上均优于全局模型,全局模型的预测准确率为65%,基于即时学习算法的局部模型准确率提升至90%,进一步阐明基于即时学习算法的局部模型用于铸坯质量预测的有效性。     

大方坯含硫钢表面纵裂纹成因分析与控制

针对大方坯含硫钢表面纵裂纹问题,对裂纹缺陷进行了金相、能谱观察,发现纵裂纹在铸坯出结晶器后发生;通过高温热塑性测试和组织析出区间的确定,分析了硫加入对钢的高温热塑性和组织析出区间的影响,确认在900 ℃以下第三脆性区间,奥氏体晶界形成的先共析铁素体弱化了晶界强度,在热应力、组织应力、机械矫直应力的作用下发生晶界开裂是导致含硫钢表面纵裂纹的根本原因。在此基础上开展了保护渣优化、二冷区改造、铸坯加热和堆冷过程保温等工艺研究。研究结果表明,提高保护渣碱度、降低保护渣熔点和黏度、延长二冷区长度、规范加热和堆冷工艺,大方坯含硫钢铸坯表面纵裂纹得到了较好控制,因纵裂纹导致的圆钢钢质原因修磨率从20%降低到5%以下。     

济钢300 mm厚板坯连铸机的工艺优化

济钢5号连铸机生产300 mm厚度铸坯时出现许多质量问题。出现的铸坯缺陷有外弧角横裂、表面纵裂纹、中间裂纹。现场实践表明,外弧角横裂产生的主要原因是铸坯在弯曲之前冷却过强。通过喷嘴改造、调整冷却强度消除了外弧角横裂。通过优化浸入式水口尺寸和调整保护渣性能基本消除了表面纵裂纹。通过优化轻压下工艺和消除机械间隙消除了中间裂纹。工艺优化后取得了良好的表面质量和内部质量。