石油套管用钢的开发生产及裂纹原因分析

山钢股份莱芜分公司在石油套管用钢的开发生产中发现圆钢表面出现裂纹,有的裂纹甚至从表面延伸至芯部。为此,对裂纹样进行化学成分、金相组织、电镜扫描等检测分析。结果表明,是由于连铸圆坯冷却不均导致应力集中产生原始裂纹,裂纹在后续的轧制工艺中暴露并且延伸扩展所致。因此,对连铸圆坯的缓冷工艺进行了优化,杜绝了裂纹的产生。     

60Si2Mn弹簧扁钢几类裂纹缺陷的原因分析

文章通过对我公司60Si2Mn弹簧扁钢产品出现过的三种裂纹形式,侧面裂纹、平面裂纹、剪切端面裂纹进行检测和分析,发现侧面裂纹是连铸坯皮下气泡暴露到表面并随着金属不均匀变形而产生;平面裂纹主要是由钢坯表面凹陷或轧制划痕引起;而剪切应力作用于偏析较严重部位形成的裂纹源,在残余应力释放过程中扩展,则会产生剪切端面裂纹。然后,根据上述分析结果,分别从炼钢、轧制工序采取相应措施,有效控制了弹簧扁钢的表面裂纹缺陷,其中侧面和平面裂纹已经基本消除,剪切端面裂纹出现的数量大大减少。     

50钢板裂纹分析

通过对50钢裂纹的宏微观分析，并结合轧制过程，认为该钢板产生裂纹的原因为此50钢连铸坯在拉钢过程中，产生内裂，低熔点物质向裂纹处填充，靠近表面处在轧制过程中形成了横向裂纹。     

高温扩散法提高52CrMoV4弹簧扁钢的冲击性能

为提升大截面52CrMoV4弹簧扁钢的塑韧性,对热轧52CrMoV4弹簧扁钢进行了热锻和高温扩散退火,对比测试了热轧、改锻和高温扩散状态扁钢淬火和回火后的冲击性能,并对冲击断口形貌和扁钢微观组织、硬度进行了检测分析。结果表明,与热轧扁钢相比,改锻对于扁钢的组织性能提升效果有限。1220℃高温扩散处理使扁钢成分与组织均匀化,扁钢心部的横向冲击吸收能量提升约45%。     

16MnDR特厚钢板典型缺陷的形成原因分析

为了研究与探讨钢板典型缺陷的形成机理,并为钢板质量的稳定控制提供理论参考,采用金相显微镜与扫描电镜等仪器研究了特厚钢板表面裂纹、中心探伤不合格以及冲击性能不合格等典型缺陷的形成原因。结果表明,钢板表面裂纹的产生原因有两个,一是钢中有害元素偏高引起的热脆,二是夹杂物多造成的连铸坯裂纹并在轧制过程中扩展;钢板探伤不合格的原因是钢板芯部析出的粗大Nb、Ti、V类碳氮化物,并伴有MgO和Al₂O₃类大型夹杂物;钢板冲击性能不合的主要原因是芯部的带状组织和带状组织中含碳上贝氏体/马奥组织以及晶粒粗大和混晶。     

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。     

微合金钢铸坯角部横裂纹控制技术的应用

微合金钢在凝固过程裂纹敏感性高,连铸坯角部极易产生横裂纹,严重影响铸坯热送和轧制卷板的表面质量。研究了角部裂纹在凝固过程中的产生机制:碳氮化物沿晶界析出,脆化晶界;沿粗大奥氏体晶粒晶界形成铁素体膜,降低晶界强度,铸坯弯曲矫直区过程产生角横裂纹。设计了新型内凸曲面窄侧结晶器和铸坯宽、窄侧足辊区强控冷装置,解决了铸坯角部晶粒初凝细化及后续粗化生长的难题,进一步细化了铸坯角部组织晶粒度,明显提高了铸坯角部组织的塑性,从而降低连铸坯角部裂纹敏感性,控制了微合金钢连铸坯角部裂纹产生。     

S355JR+Cr钢板边部裂纹分析

在S355JR+Cr的生产过程中钢板边部出现了大量裂纹。为了查找裂纹产生的原因,采用光学显微镜、扫描电镜及能谱仪对缺陷试样进行了检查,同时在生产钢板的连铸板坯截取试样进行了酸浸低倍腐蚀试验,并对铸坯组织形貌进行了检测。结果表明,钢板裂纹部位有大量的氧化物圆点,裂纹两边的组织有局部脱碳现象,连铸坯在边部及角部分布有大量的裂纹,且显微组织中存在大量网状铁素体。通过检测结果综合分析认为,该钢板在连铸生产过程中,板坯在铁素体形成温度区域内矫直而引起铸坯边部形成大量裂纹,在随后热轧过程中,铸坯上原有裂纹在加热和轧制形变过程中扩展而导致钢板边部出现大量裂纹。     

连铸坯表面裂纹产生原因及其在轧制过程演变行为的综述

综述了连铸坯化学成分(C,Mn,S,P,Ca,Cu,Al,Nb,V,Ti)、保护渣、中间包、结晶器以及二冷工艺等对连铸过程中连铸坯表面裂纹产生的影响。分析了轧制过程中轧件表面裂纹的演变行为,在一定情况下连铸坯表面裂纹可以通过轧制工艺消除。论文对全面认识连铸过程连铸坯表面裂纹影响因素、企业减少裂纹缺陷具有指导意义。     

中厚板边部裂纹缺陷的成因分析及对策

边部裂纹缺陷是中厚板常见的表面质量缺陷之一。分析表明,钢板边部的多条纵向微裂纹是连铸坯轧制过程中棱部侧翻产生的折叠。通过提高钢水纯净度, 控制连铸坯冷却强度,减小横轧展宽量,提高板坯加热均匀性,保证轧制压下量等措施,可大大减轻中厚板边部裂纹缺陷的程度。     

薄板坯连铸机高拉速下铸坯内部质量控制实践

针对薄板坯连铸机高拉速生产过程中存在的板坯内部裂纹、中心偏析、中心疏松等缺陷,分析了连铸坯内部缺陷的形成机理,通过合理控制压下终点位置、改善二冷水量和提高设备安装精度的措施,铸坯内部质量明显改善。按照Mannesmann标准评定,中碳钢的内部裂纹平均为1.5级、偏析为1级,低碳钢内部裂纹和偏析均达到1级。     

Q235B钢连铸板坯中间裂纹成因分析及改进措施

针对Q235B钢连铸板坯出现的中间裂纹,运用金相观察、扫描电镜和能谱分析等检测手段,对中间裂纹宏观和微观特征进行研究。结果表明：裂纹处S杂质元素有明显的富集,S元素的晶间偏析是铸坯产生中间裂纹的重要内因;钢基体中的大颗粒且不易变形的Al2O3类夹杂物,易成为裂纹源,加速内裂纹的产生。通过分析连铸板坯中间裂纹的成因,结合现场生产工艺,提出应对措施,可使铸坯的中间裂纹得到有效的控制。     

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 摘要：对含锰碳素结构钢连铸坯中心偏析导致冷轧钢带形成严重带状组织 缺陷的问题,试验采取控制连铸的浇注温度、增加电磁搅拌等措施加以改善。结果表明：采用1510℃-1520℃温度范围的低过热度浇注、在凝固末期增加电磁搅拌等措施,可有效增加连铸末期中心钢水的流动性和形核效应,打破Mn等元素在枝晶间的定向偏聚,达到减轻连铸坯中心偏析,消除冷轧钢带带状组织缺陷的效果。     

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。     

连铸坯锻轧工艺对核电用特厚钢板内部质量和力学性能的影响

研究了采用300 mm厚连铸坯锻轧生产核电特厚钢板的工艺,通过对连铸坯直轧、模铸和连铸坯锻轧3种不同工艺生产的核电特厚钢板内部质量和力学性能进行对比分析,结果表明：连铸坯直轧工艺生产的特厚钢板不能满足NB/T47013-2015《承压设备无损检测》Ⅰ级和GB/T 5313《厚度方向性能钢板》Z向断面收缩率大于35%的要求,钢板内部存在裂纹和偏析。采用锻轧工艺生产的钢板能够100%满足探伤要求,连铸坯芯部裂纹和柱状晶在高温锻造过程中能够有效焊合和破碎,并且高温加热过程对连铸坯的芯部偏析有很大程度的改善,通过锻造和轧制工艺相结合,能够解决连铸坯直轧出现的探伤不合问题,并且能替代高成本的模铸生产,进一步降低生产成本。     

连铸板坯表面纵裂纹预测模型智能化定制方法

钢铁产品制造过程中,在线预测铸坯质量缺陷产生位置,并对存在缺陷的铸坯及时下线清理有助于提升连铸连轧生产稳定性,实现钢铁企业节能减排、绿色化生产。然而,连铸生产过程具有多变量、时变性和多态性等特点,必须结合设备、钢种、缺陷的特性,定制铸坯质量缺陷预测模型,才能够准确预测铸坯质量缺陷。因此,将数据通信技术、人工智能技术、C#与Matlab混合编程技术等相结合,建立了智能化铸坯质量在线判定系统,研究了铸坯质量预测模型智能化定制方法,并以板坯纵裂纹预测模型为例,介绍模型定制过程。研究结果表明,该方法能够辅助工艺工程师针对钢种及缺陷智能化定制预测模型,降低模型开发及优化难度,提高铸坯质量预测模型的可靠性。     

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。     

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。     

锡磷青铜薄板坯水平电磁连铸技术的优化研究

对锡磷青铜薄板坯水平连铸的行波电磁搅拌技术进行了优化研究,提出了在搅拌器的端部放置硅钢片、改变搅拌器的长度以及减小搅拌器的端部电流强度等3种方法,来优化连铸薄板坯端部的流动和凝固过程,并采用数值模拟和工厂实验相结合的方法对其进行了分析。结果表明:相比其他2种方法,通过在行波搅拌器的端部放置硅钢片更有利于改善熔体端部的流动状况,当施加硅钢片的长度为150 mm时,熔体端部的强环流消失,连铸坯端部的凝固坯生长更加均匀,从而有利于防止连铸薄板坯边部的裂纹和偏析缺陷产生。     

保护渣碱度对薄板坯结晶器平均热流量的影响

在钢的连铸过程中,钢水在结晶器内的凝固对铸坯的产量和质量均有很大影响,几乎所有的铸坯表面缺陷均形成于结晶器内。近年来,随着连铸拉速的增加及对铸坯表面质量要求的提高,有关结晶器冷却、传热对钢水的初始凝固及表面纵裂纹影响的研究成为连铸科学研究的重点。结晶器壁热流不均是纵裂纹产生的有利环境,保护渣控制传热为常用的措施。薄板坯浇铸时由于拉速高,为获得表面无缺陷铸坯,对保护渣控制传热的要求更高,同时也需协调保护渣的润滑功能。通过生产试验,研究比较3种碱度保护渣（CaO/SiO2分别为1.06、1.26和1.48）对薄板坯结晶器平均热流量的影响,发现与低碱度保护渣相比,使用高碱度保护渣时,结晶器热流量最低,有利于实现弱冷却,形成均匀凝固坯壳,在一定拉速条件下浇铸裂纹敏感钢种时有助于获得良好表面质量的铸坯。