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。     

薄板坯连铸及其铸坯表面缺陷的形成机理

薄板坯连铸连轧技术已成为了钢铁冶金技术发展的主要趋势之一,但薄板坯连铸具有拉速高、凝固速度快、铸坯宽厚比大等特点,使得铸坯容易出现表面夹渣、表面裂纹等缺陷,而这些铸坯表面缺陷问题的产生与结晶器流场、温度和热流分布有直接的联系。因此,对薄板坯连铸结晶器内高温动态行为进行系统地概述,并在此基础上分析了铸坯表面缺陷的形成机理。研究表明,薄板坯连铸结晶器内钢液流动更加紊乱、涡流速度更快,这不利于夹杂物的上浮,且容易导致卷渣的发生,增大铸坯表面夹渣缺陷产生的可能。此外,在钢液湍流和涡流的作用下,铸坯内温度分布不均,加上在高拉速下结晶器内热流更大,这使得铸坯表面更易产生裂纹缺陷。     

EAF-CSP流程铌微合金化管线钢的连铸工艺

基于珠钢采用铌微合金化技术成功地开发了管线钢X52和X56的事实,结合CSP薄板坯连铸工艺特点,探索出一套适合含铌钢薄板坯连铸的浇注温度制度、结晶器保护渣、连铸拉速和结晶器热流密度匹配及二次冷却曲线等工艺控制技术.     

漏斗形结晶器温度场的研究

漏斗形结晶器是薄板坯连铸机的重要设备。本文建立了其物理模型和数学模型,采用Ａｌｇｏｒ有限单元处理软件进行了漏斗形器温度场的计算分析,得出了其温度分布规律。对准确实施漏钢预报、安全使用结晶器非常重要。本课题的研究将为薄板坯连铸连轧生产在我国顺利投产打下基础。     

唐钢薄板坯连铸高拉速技术优化研究

唐钢薄板坯连铸连轧线在2012年围绕提高连铸拉速对薄板坯连铸机进行工艺技术优化,优化后连铸工作拉速由原来的4 m/min以下提高到4.5～5.5 m/min,最高拉速可以达到6.0 m/min。为解决连铸拉速提高后铸坯质量缺陷增加的问题,对高拉速保护渣、浸入式水口、结晶器冷却方式和结晶器窄板进行技术优化研究。通过优化,连铸坯的裂纹缺陷率降至0.1%以下,表面夹渣缺陷率不高于0.03%,结晶器铜板寿命显著延长,漏钢率不高于0.1%,实现了高拉速下薄板坯连铸的稳定生产。     

薄板坯连铸连轧技术综述

本文介绍了薄板坯连铸连轧技术的发展过程,总结和分析了薄板坯连铸连轧生产工艺的实质、特点、类型及其关键技术,展望了薄板坯连铸连轧技术的发展趋势,并针对我国薄板坯连铸连轧的生产提出了一些尚待解决的问题和努力方向。     

TSCR生产Nb微合金化管线钢控轧工艺研究

控轧工艺是用薄板坯连铸连轧流程生产Nb微合金化管线钢的技术关键;通过对粗晶奥氏体再结晶规律的研究,以及对薄板坯连铸连轧流程再结晶控轧和未再结晶控轧的工艺研究,成功地开发出组织均匀、细化的Nb微合金化X52、X56和X60管线钢.     

薄板坯连铸连轧技术发展

薄板坯连铸连轧技术是钢铁工业发展的一项新技术,具有投资少,节能降耗和建设周期短等优点,受到了国内外的广泛重视.论述了薄板坯连铸连轧技术的几种新工艺,以及它们的优势和采用的新方法,指出了薄板坯连铸连轧技术的发展趋势.     

薄板坯连铸连轧生产热轧TRIP钢可行性分析

薄板坯连铸连轧是当代钢铁工业的先进技术,自1989年问世以来已取得巨大的进步.当前,扩展薄板坯连铸连轧可生产钢种范围具有重要意义.近年来,随着汽车工业对钢铁材料性能要求的不断提高,具有优异性能的低合金TRIP钢受到相当的重视.本文就薄板坏连铸连轧生产热轧TRIP钢的可行性进行了分析和讨论.指出了生产热轧TRIP钢的困难性所在,并提出了几个方面的解决措施.     

薄板坯连铸连轧技术发展现状

根据国内外薄板坯连铸连轧技术的发展和特点，结合首钢机电公司制造三套薄板坯连铸机的经验，对中、薄板坯连铸连轧技术的发展趋势进行了展望。     

微合金化钢连铸坯边角部无缺陷生产技术开发

以邯宝炼钢厂板坯连铸机为依托,以实际生产的典型铌、钒、钛微合金化钢为研究对象,系统研究了板坯表面裂纹缺陷形成机理,确定了倒角结晶器窄边铜板的最佳角度和最佳倒角长度;设计并开发了具有组合式冷却水道的倒角结晶器窄面铜板,适用于带倒角连铸坯的新型支撑足辊系统;结晶器窄侧锥度的设计及应用管理,有效支撑了带倒角连铸坯的窄边,解决了角纵裂及角纵裂漏钢的难题,提高了结晶器窄边铜板的使用寿命,同时为连铸的高拉速提供了保证。项目突破了倒角结晶器技术工业化应用的技术瓶颈,从根本上解决了微合金化钢连铸板坯角部横裂纹问题,成功实现了大规模工业化稳定生产。     

高拉速薄板坯连铸结晶器钢渣界面波动分析

为应对提高拉速薄板坯结晶器内钢液不稳定行为,以1 520 mm×90 mm薄板坯结晶器为研究对象,利用液面追踪技术VOF方法建模计算,对薄板坯钢渣界面进行了深入研究,实现了对薄板坯连铸结晶器内流体流动及钢/渣界面行为的模拟计算。并结合实际生产工艺,采用1∶1物理模型和数值模拟相互验证,分析了拉坯速度、浸入深度和保护渣黏度种类对结晶器流场及钢渣界面的影响。结果表明,当结晶器钢液面流速为0.20~0.25 m/s,且界面较平稳时,保护渣黏度高于0.237 Pa·s可以适用;当钢液流速为0.25~0.30 m/s,保护渣黏度为0.382 Pa·s时,现场低碳钢卷渣率小于0.5%,表现出良好的抗卷渣能力。     

薄板坯连铸连轧生产取向电工钢工艺开发现状

总结了薄板坯连铸连轧工艺生产取向电工钢的现状,尤其对意大利Terni公司采用薄板坯生产取向电工钢的技术要点和工艺参数进行了较详细的分析,并进一步论述了薄板坯生产取向电工钢的优势;对国内开发薄板坯连铸工艺生产取向电工钢的情况进行了归纳,对中国进一步用新工艺生产取向电工钢和提高取向电工钢产品质量具有重要意义。     

薄板坯连铸低碳冷轧用钢保护渣的研究与开发

介绍了唐钢薄板坯连铸低碳冷轧用钢保护渣的研究开发过程.通过漏斗形结晶器与保护渣性能匹配的关系研究、保护渣组成和物性研究、多次生产试验和性能优化,最终开发出满足工艺要求的国产低碳钢保护渣,保证了低碳冷轧用钢的稳定生产.     

铸坯优质低倍组织控制技术的探讨

铸坯低倍组织控制技术主要有：低恒温浇钢、电磁搅拌、结晶器钢水加入强生核剂及结晶器钢水降温。分析了铸坯低倍组织中心等轴晶的形成机制,探讨了铸坯低倍组织中心等轴晶的几种控制技术以及他们在生产中的应用情况,铸坯低倍组织控制技术的开发和实践应用,推动了铸坯低倍组织向优质化的进程,促进了连铸工业的迅速发展。     

电动缸在线热调宽在板坯连铸机上的应用

分析了板坯连铸结晶器在线热调宽装置现有技术产品状况,自主开发了 “板坯连铸结晶器电动缸在线热调宽技术”,并将此技术应用到某钢厂板坯连铸机结晶器上。介绍了该新技术产品的系统组成、工作原理、技术指标、主要优点、动作规则、控制模式,及取得的效果。     

超高速连铸结晶器内坯壳的传热行为

超高速连铸漏斗结晶器内坯壳的生长速率对铸坯表面质量有着显著的影响。基于节点温度继承算法(NTI),运用ANSYS有限元软件建立了结晶器内钢水凝固的三维瞬态导热模型,解析了浇注温度和拉速对薄板坯传热行为的影响。研究表明,随着拉速从4.0提高到6.0 m/min,结晶器出口坯壳最大厚度由26减小到12.8 mm,结晶器出口坯壳表面最高温度从1 209增加到1 305 ℃。而浇注温度从1 550 ℃提高到1 560 ℃对坯壳的表面温度和厚度影响不大。     

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。     

组合式结晶器内连铸坯皮下气泡的形成

通过对有关文献的评述,讨论了连铸板坯皮下气泡的形成原因和分布特点,说明连铸过程中组合式结晶器角缝中上升气流吹入钢水可造成连铸坯皮下气泡。降低钢水过热度、降低拉速以促使结晶器内钢水尽快形成稳定坯壳,从而可以抵抗气流吹入,减轻皮下气泡的形成。由于在组合式结晶器内连铸坯皮下气泡的产生是难以避免的,所以棒材生产线的方坯连铸机不宜采用组合式结晶器,采用管式结晶器是当前的发展趋势。