连铸方坯中心线凝固行为波动现象及变化规律

连铸坯中心线区域钢液的凝固行为与中心偏析缺陷的形成及控制密切相关。基于中碳钢连铸方坯纵断面的实际凝固组织,以中心偏析点内部二次枝晶间距计算局部冷却速率,揭示了铸坯中心线局部冷却速率的波动特征。结合连铸三维凝固模型,研究了铸坯中心线固相率波动引起局部冷却速率波动并最终影响铸坯中心组织和性能的均匀性的机理;对不同工况铸坯中心线固相率和局部冷却速率波动的周期性进行了分析对比,提出了连铸坯凝固终点位置的周期性波动机理并得到了不同拉速下凝固终点波动距离的判断方程,对于所选连铸方坯,凝固终点波动距离为25.0～27.5 mm;在此基础之上,研究了拉速对中心线固相率波动程度的影响规律,并分析了凝固终点波动距离变化对末端电磁搅拌(final electromagnetic stirring, F-EMS)和轻压下(mechanical soft reduction, MSR)作用均匀性的影响。结果表明,拉速由1.8 m/min提高至2.4 m/min后,虽然液相穴长度增加可能增加整体偏析程度,但铸坯中心线固相率波动程度降低了20%,这有利于减轻中心线偏析沿拉坯方向的波动性,提高铸坯中心质量的均匀性。并...     

宽板坯结晶器保护渣的开发

宽板坯连铸与常规板坯连铸相比有着较大的差异.通过对保护渣理化性能、绝热保温性能的研究,确定了适合于宽板坯中碳钢连铸用保护渣的理化指标,并开发出XCN-Z型保护渣.工业应用表明:研制的XCN-Z型宽板坯连铸用保护渣使用效果好,能满足拉速为1.3～1.5 m/min的中碳钢中厚板坯连铸连轧的要求.     

无氟连铸结晶器保护渣的结晶性能

 结晶器与连铸坯间的保护渣膜直接影响着连铸坯的润滑及传热,而保护渣的结晶性能是影响润滑和传热的重要因素。通过测定保护渣的结晶温度、结晶率和结晶体几何尺寸,研究了碱度和TiO2含量对含钛无氟保护渣结晶性能的影响规律。结果表明：加大碱度和增加TiO2含量都能明显提高保护渣的结晶倾向性。     

保护渣渣圈形成长大机理及影响因素研究现状

结晶器保护渣是一种重要的功能材料,对保证连铸过程顺行及提高铸坯质量起着重要作用,但在连铸过程中,保护渣容易在结晶器内壁上黏结,形成渣圈。过大的渣圈会削弱保护渣的控制传热和润滑作用,容易使铸坯表面缺陷增多,甚至造成漏钢事故。从宏观和微观两方面综述了国内外对渣圈形成长大机理的研究成果,并对渣圈在结晶器壁上的黏结情况进行了分析,总结了影响渣圈形成长大的因素,同时指出了现有研究中的不足,为以后的工作提供了参考。     

利用碳钢铸坯组织灰度图获取C含量分布的方法

基于热酸洗腐蚀原理与图像光学理论,提出运用金属低倍组织灰度分析技术(灰度分析法)获取中高碳钢铸坯的低倍组织中不同位置不同区域不同尺度的一维、二维C元素含量分布。偏析严重的位置得到的C元素含量高,初始凝固的晶粒中心位置得到的C元素含量低,说明通过灰度分析法计算的C元素含量分布能与低倍组织形貌很好地对应。同时,通过电子探针与灰度分析法的测量结果对比,发现二者C元素含量的变化趋势具有很好的一致性,这验证了灰度分析法的有效性。另外,低倍组织图像整体亮度的改变不会造成由灰度分析法所测量的C元素含量发生明显改变,则表明灰度分析法对测量环境的变化具有一定的抗干扰能力,也间接说明了其可靠性。     

基于表面粗糙度对连铸钢碳当量计算方法的判断

 碳当量是连铸生产实践中分析钢种表面纵裂纹敏感性最常用的方法。为了正确判断连铸过程中钢的表面纵裂纹敏感性，基于表面粗糙度试验对比分析了合金成分和冷却速率对钢的碳当量计算结果的影响。结果表明，合金成分和冷却速率的变化改变了钢种纵裂纹敏感时的碳当量范围。根据凝固过程中冷却速率对钢种纵裂纹敏感性的影响，碳当量计算方法可分为3类，第一类适用于平衡状态下分析碳当量的Yasumoto、BSSTC和Howe公式；第二类适用于传统连铸生产时分析碳当量的Wolf、Trico、Xia和Presoly公式，其中Presoly公式的结果最为可靠；第三类适用于薄板坯连铸生产时分析碳当量的SMS公式。     

模具钢电渣重熔铸坯凝固组织形貌的分形特征

为了更为精细化地表达及控制铸坯质量，以H13模具钢电渣重熔铸坯凝固组织为研究对象，引入分形维数对其主体形貌特征进行定量描述。结果表明，基于数盒子法计算得到的分形维数可定量表征凝固组织形貌的自相似复杂程度，其值从柱状晶向中心等轴晶先减小后增大；凝固组织分形维数可作为衡量铸坯偏析程度（偏析率大小）的指标，且分形维数越大，对应区域偏析率越小，偏析越轻；通过凝固组织分形维数、偏析率和偏析点平均面积与二次枝晶间距关系的研究发现，使用二次枝晶间距表征铸坯凝固组织形貌差异并由此反映偏析程度的方法存在局限性。     

齿轮钢矩形坯皮下裂纹的成因

 利用光学显微镜、扫描电镜和能谱仪分析了齿轮钢矩形坯皮下裂纹的特征及成因。结果表明：皮下裂纹产生于矩形坯铸坯侧面,距离表面1~5mm,具有明显位置性;结晶器中钢液凝固前沿聚集的Al2O3夹杂物是皮下裂纹形成的主要原因;改变浸入式水口类型和控制钢水过热度可以改善结晶器中夹杂物分布和促进夹杂物上浮,避免皮下裂纹的产生,同时防止了棒材表面线纹的发生。     

南(京)钢电炉厂小方坯表面质量的研究

分析了南(京)钢电炉厂小方坯表面质量问题及产生的原因,涉及结晶器振动参数、保护渣等。通过优化结晶器振动参数和改善保护渣性能,消除了铸坯的钩形振痕等缺陷,改善了表面质量。     

异型坯连铸结晶器传热行为的数值模拟研究

利用ABAQUS有限元软件建立异型坯连铸结晶器铜板的三维有限元模型,并通过ABAQUS用户子程序施加传热边界条件,对现有的异型坯结晶器铜板温度场进行数值模拟研究,重点分析铜板热面温度的分布规律,并对其进行优化,得到合理的温度场分布.给出了水槽和水孔中冷却水流速、铜板厚度以及拉坯速度等工艺参数对结晶器铜板温度场的影响规律...