低合金钢铸坯质量控制技术研究

针对攀钢低合金钢生产过程中铸坯出现的角部横裂纹缺陷,通过优化结晶器冷却制度和保护渣,形成了低合金钢铸坯角部横裂纹缺陷的综合控制技术。试验结果表明,低合金钢铸坯角部横裂纹缺陷得到了明显改善,并消除了由此引起的热轧板卷表面线纹和起皮缺陷,缺陷发生率由原来的100%降至5.58%,因铸坯角横裂缺陷造成热轧板卷降级改判率由7.2%降至0.74%。     

高锰钢连铸坯纵向开裂原因分析

Mn13高锰钢连铸坯有纵向裂纹。采用扫描电镜、高温拉伸试验和高温激光共聚焦显微镜、电子探针分析等检测了裂纹的形貌、Mn13钢的高温力学性能以及Mn13钢凝固过程中的组织演变。试验结果表明:纵向裂纹深度达40 mm,裂纹附近无保护渣卷入; Mn13钢在1 200℃以下温度的塑性较差,较易开裂。在1 200℃左右Mn13钢奥氏体晶界开始析出碳化物,进一步增大了铸坯的开裂倾向;由于结晶器内保护渣熔化不均匀,导致凝固坯壳厚度不均匀,从而使铸坯产生凹陷和纵向裂纹。提高凝固坯壳厚度和结晶器热流的均匀性是避免Mn13钢连铸坯纵向开裂的重要途径。     

400 mm特厚板坯尾坯浇铸工艺的研究

板坯尾坯浇注为非稳态浇注过程，400 mm特厚板坯尾坯常伴随着表面横裂纹和中心缩孔质量缺陷。研究了不同的尾坯浇注拉速工艺和尾坯封顶工艺对特厚板坯尾坯质量的影响。结果表明：控制尾坯浇铸拉速v＜0.5 m/min的时间t＜5 min，使得矫直区尾坯表面温度在910 ℃以上，能够有效降低铸坯的表面横裂纹；尾坯采用无水封顶工艺，能够有效降低铸坯的中心缩孔。通过采取有效措施，特厚板坯尾坯废品量由改善前的月平均242 t降低到月平均30 t，降低了87.9%；尾坯中心缩孔长度由（3.0～3.5） m缩短到（1～2） m，效果明显。     

不锈钢连铸坯表面缺陷与保护渣性能的选择

从不锈钢的组成、凝固特点以及高温热性能和力学性能等方面具体分析不锈钢铸坯表面凹陷、裂纹、夹渣以及不易除掉的深振痕等缺陷产生的机理和特征.以304、2Cr13等不锈钢为例,提出通过控制保护渣的碱度、黏度、熔化温度、熔化速度等物化性能改善不锈钢铸坯表面缺陷的原则和措施.     

连铸坯中心碳偏析对其热轧盘条的遗传性

试验研究了高碳钢小方坯中心偏析对其热轧盘条性能的遗传性。以不同连铸工况下生产的70钢150 mm×150 mm小方坯为研究对象,后续轧制了直径10 mm和6.5 mm的两种规格盘条。用钻样取屑、热酸浸蚀、电子探针、光镜和拉伸等方法,检测分析了铸坯和盘条的化学成分、组织与力学性能。结果表明,铸坯中心C偏析明显大于Mn偏析,盘条的通条性随铸坯中心偏析的增大而变差。铸坯的中心偏析也会导致盘条发生网状碳化物、中心马氏体和带状组织等缺陷。此外,[?]6.5 mm盘条相对于[?]10 mm盘条的抗拉强度更大,元素分布更加均匀,索氏体率更高,控轧控冷工艺结合铸坯中心偏析的有效控制是改善轧材组织与性能的重要途径。     

合金元素含量对C82DA钢铸坯微观组织的影响

中心疏松和偏析缺陷常导致帘线钢C82DA小方坯产品质量评级不达标。本研究结合现场试验和数值模拟,探讨钢水过热度和合金元素含量对铸坯凝固组织的影响规律。采用移动边界法得到小方坯帘线钢的铸坯坯壳厚度生长规律,并在此基础上采用CAFé法对帘线钢的微观组织进行数值模拟,模拟结果与试验铸坯得到的微观组织形貌基本一致。研究结果表明：低过热度有利于增加等轴晶的个数并且减小其尺寸;通过探讨C、Si、Mn和Cr等元素含量对铸坯微观组织形貌的影响,得到了优化帘线钢微观组织的方案以及对应的元素含量。     

Φ350 mm ASTM4130连铸圆坯内部裂纹形成机制研究

针对莱钢?350 mm ASTM4130连铸圆坯内部裂纹的问题,采用高温力学测试、组织观察和扫面电镜等分析手段,系统分析了ASTM4130铸态组织在不同高温段的的力学性能、断口形貌和组织转变。试验结果表明,造成ASTM4130钢圆坯内部裂纹的主要原因是拉坯矫直时,铸坯凝固组织处在900～750℃第Ⅲ脆性温度区,此时钢塑性不高,钢坯矫直过程受力大,从而产生内部裂纹。根据试验研究数据,通过优化连铸冷却参数,控制铸坯表面温降不超过150℃/m,确保了进拉矫机前表面温度大于900℃,将原来拉矫系统采用的4架3点矫直改造为5机架连续矫直,合理调整每架拉矫机的工作压力为4 MPa,避免了铸坯在此温度区间承受较大的应力或变形而产生裂纹。     

首钢京唐管线钢边部缺陷原因与对策

管线钢热轧板卷有"边裂"缺陷,边裂均发生在对应铸坯的下表面,利用金相显微镜、扫描电子显微镜对管线钢边部缺陷研究分析表明,管线钢"边裂"缺陷是由于铸坯角部裂纹所致。测定了铸坯运行至弯曲段和矫直段时的铸坯表面温度,采用GLEEBLE热/力模拟试验机进行了管线钢铸坯高温力学性能测定,结果表明,铸坯运行至弯曲段时角部温度位于该钢种第Ⅲ脆性温度区间内。通过对铸坯角部加强冷却后,铸坯角部温度低于第Ⅲ脆性温度,从而使得铸坯外弧的角横裂纹得到了有效改善。     

22MnB5热成形钢连铸坯高温力学性能研究

采用Gleeble-3800热模拟试验机对22MnB5热成形钢连铸坯在600～1300℃温度范围内的高温力学性能进行了测试，借助扫描电镜观察了高温拉伸后的断口形貌。系统分析了形变温度对应力-应变曲线、高温强度及热塑性的影响。结果表明，22MnB5热成形钢连铸坯的高温拉伸过程是形变强化和动态软化共同作用的结果，高温强度随形变温度的升高而下降。22MnB5热成形钢连铸坯的第1脆性区在1250℃至熔点范围内，为S和P元素在枝晶间偏析导致晶界熔融所致。第3脆性区在650～750℃范围内，为奥氏体晶界BN析出和奥氏体→铁素体相变所致，加入Ti可使第3脆性区变窄且趋向较低温度区。在800～1200℃温度范围内22MnB5热成形钢连铸坯塑性良好，可为此类钢的连铸工艺制定提供参考，以减少铸坯裂纹缺陷的产生。     

结晶器振动方式对改善铸坯振痕深度的研究与实践

结晶器正弦振动模式下,250 mm厚连铸坯振痕深度较深,通过试验3种非正弦振动模式找出了最优的非正弦振动参数.优化后的非正弦振动方式下铸坯振痕深度最小为0.16 mm;碳含量主要通过影响钢的高温强度来影响振痕的深度;随着铸坯拉速的提高,振痕有减轻的趋势;结晶器振动方式和参数的选取要综合考虑保护渣消耗等因素.     

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针对管线钢L245钢在太钢炼钢二厂北区3号宽板坯铸机生产时铸坯角部经常出现横裂纹,造成其热轧后卷板边部存在裂纹缺陷,利用Gleeble-3800型热/力学模拟试验机对管线钢L245钢进行了高温面塑率及高温强度的测试,并用扫描电镜对测试试样断口形貌进行观察.从试验结果分析认为:管线钢1245钢的化学成分设计决定其对裂纹的敏感性,由于第Ⅲ区脆性温度区间的高温面塑率低导致其在连铸过程铸坯冷却或受力不均衡情况下铸坯角部裂纹的发生.为要避免铸坯角部横裂纹的产生,在连铸坯矫直时,其角部温度应避开第Ⅲ区脆性温度区间.     

含Nb包晶钢连铸大圆坯表面横裂纹形成原因分析与对策

对含Nb包晶钢连铸大圆坯表面裂纹形成原因进行分析,认为在原有工艺条件下,连铸坯在矫直段处于铸坯脆性区,易发生表面横裂纹。通过优化化学成分、调整连铸工艺等措施,矫直时避开铸坯脆性区,使连铸坯表面质量有了较大改观。     

精冲钢连铸坯角部横裂纹产生原因及控制措施

为了研究精冲钢角部横裂纹形成原因并制定相应控制措施,通过数值模拟计算了二冷区连铸坯温度场分布,在此基础上采用Gleeble 3500热模拟机测定了试验钢种在连铸条件下的断面收缩率。使用金相显微镜、扫描电镜对角部横裂纹附近成分、微观组织以及钢中夹杂物进行观察分析。结果表明,连铸坯角部横裂纹形成是由于钢中大尺寸夹杂形成裂纹源,弯曲过程中连铸坯角部表面温度处于第Ⅲ脆性区710~765 ℃,裂纹进一步扩展形成角部横裂纹。针对裂纹产生原因提出延长软吹时间、控制过程温降、调整二冷水量等措施,有效降低连铸坯角部横裂纹产生概率。     

含硼钢铸坯表面裂纹缺陷控制

利用扫描电镜和金相分析等对含硼钢铸坯表面典型裂纹进行了观察,结合裂纹产生的机理,从结晶器铜管、二冷区冷却、保护渣理化性能3方面对芜湖新兴10B21含硼钢铸坯表面裂纹的产生进行了分析。分析结果显示,优化结晶器铜管材质和锥度、调整二冷区比水量与分配比以及协调保护渣润滑与传热效果均有利于减少含硼钢铸坯的表面裂纹缺陷。生产实践表明,通过将结晶器铜管由普通镀硬Cr改为Ni-Cr复合电镀,总锥度由优化前2.0%/m降低至1.8%/m;二冷区比水量由0.6 L/kg降至0.5 L/kg,分配比由34∶34∶20∶10∶2调整至31∶26∶20∶13∶10;保护渣黏度由1.358 Pa·s降低至1.169 Pa·s,碱度由0.75提高至0.98。最终铸坯表面裂纹率由原来的最高达17.4%降低至2.3%,同时铸坯表面光滑,振痕较为平整、有规则,轧材的成材率也由原来的86%提高至95%。     

齿轮钢20CrNiMo轧材表面裂纹缺陷原因分析

针对规格不小于?80 mm的齿轮钢20CrNiMo轧材探伤合格率低,轧材表面存在裂纹缺陷问题,对轧材裂纹缺陷进行分析,可知这可能是铸坯裂纹缺陷造成的。为了验证这一观点及查找出确切原因,便于提供解决方法,首先对铸坯表面进行抛丸检查,未发现裂纹缺陷;其次将存在裂纹的铸坯轧制成材的缺陷与轧材表面裂纹缺陷通过金相显微镜进行对比分析,发现裂纹形貌及周围脱碳程度存在差异,分析认为轧材裂纹不是由铸坯缺陷导致的;最后将铸坯开坯后方坯直接挑出缓冷后抛丸检查,发现表面存在严重划伤和凹坑缺陷,划伤缺陷形貌和周围脱碳程度与轧材裂纹相似。结果表明:轧材裂纹及翘皮缺陷是由铸坯开坯过程中产生的划伤和凹坑缺陷导致的,不是由铸坯裂纹缺陷导致的。     

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。     

177.80 mm×10.36 mm P110无缝管坯裂纹缺陷分析及预防

牌号30MnCr22 177.80 mm×10.36 mm管坯热处理升钢级后转变成P110钢级管坯,后续无损检测时发现该管坯表面存在裂纹,通过将该裂纹取样进行宏观断口分析、金相分析、断口扫描分析和能谱分析,确定出该裂纹的性质及产生原因是管坯原材料中含有Ti、O、Si、Al等元素,钢坯冶炼不够纯净,在热处理淬火过程中应力过大所致,诱发产生淬火裂纹,在后续生产时从钢坯冶炼、热处理淬火温度选取及钢管冷却温度控制等几个方面予以优化,避免此类裂纹缺陷的产生,达到工艺优化、消除缺陷的目的。     

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%。     

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。