管线钢连铸板坯的半宏观偏析和凝固组织

研究了不同凝固组织下管线钢的中心偏析情况.低倍组织腐蚀结果表明,连铸板坯的中心偏析由相对独立的、大小不一的半宏观偏析点组成,且不同凝固组织的半宏观偏析特征有所差别.化学成分分析表明,中心等轴晶时板坯中心为负偏析,且贯穿于整个等轴晶区中,而中心为柱状晶时则表现为正偏析.通过对比化学成分和半宏观偏析面积比发现,板坯的半宏观偏析面积比随C和Mn最大偏析度的增加而增加,由于化学成分分析只能反应局部位置的偏析情况,因此半宏观偏析面积比的方法对生产实践更具有指导意义.对不同过热度下不同凝固组织的半宏观偏析面积比的统计结果显示,在合理使用轻压下技术的前提下,中心为柱状晶更有利于减轻半宏观偏析面积比,进而改善管线钢连铸板坯的中心偏析.     

连铸凝固过程宏观偏析的形成机理及预防措施

连铸坯的宏观偏析是影响钢材质量的重要原因之一,宏观偏析形成的本质原因是凝固过程固、液两相发生对流。对连铸凝固过程引起钢液流动的原因如外力强制对流、鼓肚、凝固收缩等进行了总结,并对这些原因造成宏观偏析的机理进行了分析。低过热度浇注、电磁搅拌、凝固末端液芯压下等技术是解决连铸坯宏观偏析的有效措施,然而单一的方法无法完全消除连铸坯宏观偏析,要完全解决铸坯宏观偏析应针对不同类型的偏析,采取相应的方法提高铸坯成分均匀性。     

中心偏析原因、危害、评定及预防(上)

偏析是液态钢凝固时各部位发生凝固不同时性和温度不均匀性而出现程度之差，它是由于物理作用引起的。连铸坯中心偏析是指位于铸坯中心部位的碳、磷、硫、锰等元素集聚变化而使含其突然升高（成分出格）的偏析出象。它基本上是一种宏观偏析或称半宏观偏析，与钢锭中存在的...     

重载钢轨钢连铸大方坯半宏观偏析形成机制与控制

重轨钢连铸坯是重载铁路钢轨轧材的重要母材,为改善重轨钢均质性,提升铸坯内部质量,研究了重轨钢大方坯半宏观偏析的凝固组织.通过连铸电磁搅拌试验研究揭示了等轴晶越发达则半宏观偏析面积比越大的影响规律.提出了半宏观偏析改善控制技术思路,实现了重轨钢均质性改善,钢轨细长条的偏析带减轻,金属原位扫描检测的锰元素偏析度极差,由0....     

齿轮钢连铸坯凝固组织与溶质分布均匀性

分析了20CrMnTi齿轮钢200 mm×200 mm连铸坯凝固组织和溶质分布的均匀性,提出了不同过热度时粗大等轴晶和点状偏析的共生机理,制定了齿轮钢连铸均质性控制策略。结果表明,齿轮钢连铸坯凝固组织受到钢水过热度的直接影响,提高过热度会减小等轴晶面积,降低对中性,减小等轴晶尺寸;齿轮钢连铸坯凝固组织直接影响C元素中心偏析和断面分布均匀性,提高等轴晶率有利于降低中心偏析,但会增大等轴晶区溶质波动范围;齿轮钢连铸坯凝固组织直接影响半宏观尺度的点状偏析,提高等轴晶率会增加大尺寸点状偏析数量,Cr、Mn溶质偏聚程度也会增加。为了同时提高齿轮钢组织和成分均匀性,比较理想的连铸低倍结构特征是等轴晶率低、等轴晶尺寸小而均匀、对中性良好。     

国内外2205双相钢连铸坯凝固组织及碳偏析分析

以国内外两家先进不锈钢生产企业的2205双相不锈钢连铸方坯为研究对象,对比分析了其相应的凝固组织特征和宏观碳偏析分布。研究发现,国外2205连铸坯凝固组织柱状晶较为发达,柱状晶比例为76%,宏观碳偏析总体较低;而国内2205连铸坯等轴晶占主要部分,等轴晶比例为58%,存在严重的中心碳偏析。通过进一步对比国外样品柱状晶区和等轴晶区的致密度得出,柱状晶区平均致密度为0.89,高于等轴晶的0.84,高致密度的凝固组织对降低宏观偏析有利。因此,为了获得较为均匀的连铸坯成分和较低的宏观偏析度,合理的柱状晶和等轴晶比例非常重要。     

GCr15轴承钢连铸坯宏观碳偏析的基本规律

主要针对GCr15轴承钢凝固过程较易出现宏观碳偏析的现象,研究分析了宏观碳偏析形成的基本规律。取兴澄、石钢和永通3个不同特殊钢厂用不同连铸工艺所产轴承钢连铸坯横截面不同部位的试样,分析研究了碳的质量分数。结果表明,径向比对角线方向宏观碳偏析大;连铸坯柱状晶发达,导致中心位置附近出现较严重的碳正偏析;较致密的凝固组织有利于减轻宏观偏析;纵切面上的碳呈周期性分布。     

连铸方坯拉坯方向凝固行为与偏析控制研究进展

连铸方坯是棒线类钢铁产品的主要母材,其宏观/半宏观偏析等缺陷,一定程度反映了铸坯成分分布和组织性能的不均匀,是影响高端钢材质量提升的重要因素。从二维横断面入手对铸坯内部低倍组织进行表征、分析与优化是目前铸坯内部偏析缺陷调控的主要手段;然而,铸坯内部凝固枝晶和中心偏析均具有三维空间形貌和分布特征,导致仅通过二维横断面进行研究可能会存在一定误差;同时,连铸拉坯方向（垂直于横断面）上凝固枝晶与偏析的波动特征能够更直观地反映连铸坯内部组织性能和质量沿长度方向的波动,这也是影响高品质钢连铸坯及后续产品质量稳定性的关键之一。从凝固行为特点、组织波动变化规律、中心偏析控制等3个方面总结讨论近年来连铸方坯拉坯方向的凝固行为与偏析控制研究进展。CET转变是铸坯凝固组织调控的重点,其判定依据及其与偏析相关性的研究表明,拉坯方向上CET位置存在波动性且与中心偏析形貌特征相关。液相穴内非对称流场及温度变化会造成拉坯方向凝固枝晶的波动特征以及凝固终点的周期性波动;同时,实际铸坯以及相关定性定量模型也表明了拉坯方向偏析元素的分布具有波动特征,并可以利用时间序列技术等方法展开解析。中心偏析控制技术的发展明显提升了连...     

轻压下参数对连铸板坯半宏观偏析的影响

 研究了压下位置、压下率和压下量等轻压下参数对连铸板坯半宏观偏析的影响。研究结果表明,中心线偏析由相互独立的半宏观偏析点组成,半宏观偏析面积比与中心最大碳偏析比有良好的正相关关系,因此改善连铸板坯中心线偏析的关键在于降低半宏观偏析面积比。轻压下对于降低半宏观偏析面积比有重要影响。工业试验结果表明,当压下位置位于固相率大于0.75、压下率为1.2mm/m以及压下量为4.5mm时,能够显著降低半宏观偏析面积比,从而改善连铸板坯的中心线偏析。     

连铸轻压下技术

据1989 Steelmaking conference pro-ceedings报道,连铸轻压下工艺是从根本上消除连铸板坯中心偏析的有效途径。1 辊轻压下日本钢管公司已开发出一套辊子轻压下系统。其目的是通过减小凝固终期支撑辊之间的辊缝,尽量减少铸坯出口端树枝晶间的钢液流动,补偿凝固收缩。日本福山钢厂1986年4月在4号连铸机上安装了一套由小间距组合式辊(S.P.S)组成的轻压下装置。使用这套系统,减少了中心偏析和半宏观偏析。使用小间距组合辊的目的是:(1)缩小凝固终期部位支撑辊辊缝以补偿和校正凝固     

连铸坯微观及宏观偏析数学模型的研究进展

对连铸坯微观和宏观偏析模型及树枝晶间液相流动的研究进展进行了评述，采用近平衡凝固过程溶质再分配理论并结合连铸传热数学模型对连铸坯微观及宏观偏析的定量解析方法进行了分析。     

连铸坯点状偏析缺陷研究进展

 随着高端用户对钢材均质性要求的不断提高,国内企业和研究学者对连铸坯凝固组织与点状偏析的关注越来越多。点状偏析是管线钢、齿轮钢、弹簧钢、轴承钢等连铸坯中常见的溶质不均匀性缺陷,其尺寸在半宏观范畴,铸坯横断面上呈斑点状,纵断面上多呈V型,难以在后续的工艺中扩散去除,对产品使用性能具有重要影响。关于连铸坯点状偏析的形成机理已基本达成共识,但当前条件下彻底消除点状偏析仍具有非常大的技术难度。总结了作者近年来的研究工作和已报道的国内外研究成果,重点阐述了连铸坯点状偏析的概念、特征、危害、影响因素、形成机制和调控措施等,以期为其他学者提供一定的启发和参考。     

高强度油井套管钢偏析与含Nb析出相研究

摘要：点状偏析是连铸坯中的常见半宏观缺陷之一，严重影响后续产品的加工性能和服役性能。点状偏析的形成与枝晶形貌以及凝固末期钢液流动有关，经热轧会遗留至管材中变成带状偏析，两者在成分和位置上存在一致性。热力学计算分析表明,该钢种圆坯点状偏析内存在富Nb碳化物，该析出相是凝固过程中分散型剩余液相溶质偏析的产物。通过SEM观察到，在常规加热过程中该富Nb碳化物并不能完全回溶，在管材带状偏析处仍然可以发现未溶碳化物的存在。     

中心偏析控制对型钢低温韧性的影响

 为了研究不同凝固组织形态(等轴晶比例)对连铸方坯宏观偏析及型钢力学性能的影响,通过工业试验改进连铸工艺改变连铸坯凝固组织结构。结果表明,大幅提高柱状晶比例可以有效控制连铸坯中心偏析并降低中心偏析影响区域面积,同时明显减少轧材中珠光体体积分数,提高组织均匀性,断后伸长率提高10%,韧脆转变温度从0降低到-40 ℃,因此,控制连铸坯偏析程度可实现优良低温韧性,这表明通过控制铸坯均匀性发展E级或更高韧性级别的技术可行。     

拉速波动对GCr15轴承钢250 mm×280 mm连铸坯内部质量的影响

试验用GCr15轴承钢的生产工艺为100 t BOF-LF-RH-250 mm×280 mm连铸坯-Φ70 mm轧材。用碳截面偏析检验、射钉试验及高倍检验等分析检测方法,研究了结晶器冷却水2 530 L/min,钢水过热度33~37℃,二冷比水量0.12 L/kg,M-EMS 530 A/2.5 Hz,F-EMS 400 A/3.0 Hz参数下,GCr15轴承钢连铸坯拉速0.52~0.58m/min对连铸坯轴承钢碳偏析、坯壳厚度及末端凝固位置和Φ70 mm轧材带状的影响。结果表明,随着连铸拉速的提升,铸坯的宏观碳偏析先呈现下降后呈现上升趋势,凝固末端位置后移,液相穴长度变长,拉速控制在0.55m/min,有利于降低铸坯的宏观碳偏析和轧材球化退火后的带状组织级别。     

过热度与组合电磁搅拌交互作用对重载钢轨钢铸坯组织及均质性的影响

为探究过热度及连铸组合式电磁搅拌交互作用对超大断面重载钢轨钢铸坯凝固组织及C、Mn元素宏观偏析的影响,在特定组合电搅工艺条件下,开展了不同过热度的工艺对比试验;通过数值模拟计算,定性分析了过热度对连铸坯冷却凝固及组织构成的影响;在此基础上解析过热度与电磁搅拌交互作用对铸坯凝固组织及C、Mn元素宏观偏析的实际影响。探讨性的提出提高大方坯重载钢轨钢铸坯均质性及致密性技术思路。     

管线钢连铸坯中心偏析分析与探讨

对管线钢连铸坯中心偏析情况进行探讨,分析在连铸坯宽度方向和厚度方向上碳、硫、磷、锰元素偏析的变化规律,得到影响中心偏析的主要因素;将连铸坯偏析和钢板元素偏析进行对比,分析凝固组织特殊特征与元素偏析的对应关系,探讨偏析形成机理,为连铸坯中心偏析的控制提供理论依据。     

取向硅钢连铸过程的凝固偏析模型计算

以Clyne-Kurz方程为基础建立了取向硅钢连铸过程的微观偏析模型,研究了取向硅钢连铸凝固过程中溶质元素在液相中的偏析规律。通过比较连铸凝固过程中锰和硫实际活度积和平衡活度积的关系,确定了MnS的析出条件。结果表明:二次枝晶间距随着冷却速率的增加而减小,柱状晶区域二次枝晶间距为191.3μm,元素的分配系数越小,其偏析程度越大,并且溶质偏析程度随着固相率的增加而增大,当凝固分数达到0.997时,MnS开始析出。     

过热度对高碳钢小方坯宏观偏析影响研究

基于国内某厂高碳钢小方坯连铸生产过程,首先利用ProCAST软件进行过热度对连铸坯宏观偏析影响的模拟研究,然后对过热度分别为44、39和28℃的连铸坯横断面和纵截面进行宏观偏析和疏松缩孔的研究。模拟结果表明:连铸坯横断面中心碳偏析随着过热度的增加不断增大,过热度超过25℃时,连铸坯横断面中心碳偏析度更加严重;试验结果表明,过热度分别为44、39和28℃的连铸坯横断面中心碳最大偏析度分别为1.39、1.32和1.06。结合模拟结果能够有效指导实际生产过程中连铸参数的调整,过热度越高,连铸坯中心碳偏析、条带状疏松缩孔越严重,为了降低连铸坯宏观偏析,建议将过热度控制在25～30℃。     

连铸M2高速钢碳化物和宏观偏析热模拟

M2高速钢碳化物粗大且分布不均匀制约了该钢种采用连铸-连轧工艺生产。采用基于特征单元热相似性的连铸坯枝晶生长热模拟试验机研究了连铸M2高速钢凝固过程及组织形成规律，并且使用光学显微镜和金属原位分析仪分析了过热度和二冷区比水量对其碳化物分布和尺寸及宏观偏析的影响。实验结果表明，铸坯碳化物分布和尺寸及宏观偏析受到过热度与二冷区比水量的显著影响。过热度每减小10℃,凝固末端的碳化物面积占比减小约1.5%,碳化物网交汇处平均尺寸减小约7.5μm。随着二冷区比水量由0.36 L/kg增加至0.54 L/kg,凝固末端的碳化物面积占比减小约2.8%,碳化物网交汇处平均尺寸减小约23.8μm。降低过热度和提高二冷区比水量有利于C、W、Cr、V元素均匀分布和降低中心偏析。