锻造钢锭心部缩孔缺陷的预测

<正> 一、绪言在锻造钢锭心部产生V偏析的同时也出现缩孔缺陷.随着钢锭的增大,缩孔缺陷的产生区域及缺陷的尺寸也随之增大.一般来说,钢锭的内部质量在很大程度上取决于锭模形状和冒口补缩条件.因此,选择最佳的锭模形状和冒口补缩条件对于大型钢锭的制造来说是非常重要的.为此,建立定量推测缺陷的产生区域及缺陷大小的技术是必不可     

钢锭模表面温度与内部质量对应关系研究

利用红外热像仪和红外测温仪测定了钢锭凝固过程中铸模外表面的温度分布,再通过模拟实验对测温结果进行修正。着重对钢锭表面纵向各代表位置点温度随时间变化的趋势及规律进行了分析,探讨了其与钢锭凝固过程的关系,对可能导致的铸锭缺陷进行了预测。通过数值模拟及生产情况的验证,证明了利用红外测温对钢锭表面测温进行内部质量判定的可行性,可为钢锭凝固模拟与质量控制提供参考。     

大型锻件锻造拔长新工艺

随着钢铁、能源、石油化工所需锻件质量、尺寸的增大,钢锭的质量不断增加,防止或减少钢锭内部的冶金缺陷变得更加困难。另一方面由于钢锭质量尺寸的增大,水压机吨位在相对减小,锻件的质量标准又在不断提高。用传统的镦粗、拔长变形工艺来打碎钢锭内部的铸造组织、修复内部的冶金缺陷已不能满足锻件的质量要求。     

模拟软件在优化上注钢锭模设计中的应用

采用AnyCasting模拟软件对15 t上注钢锭进行了凝固过程模拟.通过模拟结果分析优化钢锭模参数,降低试制成本,改善钢锭质量,消除缩孔缩松缺陷,并为保温帽口式钢锭及50t以上的上注钢锭模拟提供指导.     

锭模倒角对17CrNiMo6钢锭皮下夹渣的影响

大钢锭铸造过程中产生皮下夹渣缺陷的主要因素有热流分布、温度梯度、锭模初始温度和卷渣量等,其中锭模与底盘处的倒角大小是影响热流分布及钢液初期翻滚程度的重要因素。针对某钢厂6.8 t 17CrNiMo6钢锭尾皮下夹渣质量问题,利用ProCAST软件对不同倒角的锭型在凝固过程中温度场和流场的变化规律进行数值模拟,分析影响钢锭质量的因素,对钢锭中可能存在的缺陷及位置进行了预测和验证,并提出了悬挂保护渣和增大倒角的工艺改进方案。研究表明:钢锭倒角处底部优先于钢锭侧壁凝固,其中R=150 mm比R=100 mm晚200 s左右凝固。提高锭模温度到600℃可使钢锭坯壳凝固时间推迟500 s;锭模与底盘处采用倒角连接可减少皮下夹渣,当倒角R=150 mm时,皮下夹杂缺陷率可降低到1.423%。     

42CrMo模铸钢锭凝固场数值仿真与超声检测分析

采用大型商业软件ProCAST建立了钢锭凝固传热数值仿真，钢锭模在凝固过程中的温度场是空间和时间的变化量，属于三维不稳定态传热。为了验证钢锭凝固过程温度场变化对钢锭冶金缺陷的影响，本文采用24寸42CrMo钢种钢锭模进行数值仿真。采取钢锭浇注过热度、断面温度梯度、液相线和固相线的分析，模拟了钢锭凝固过程中温度场、凝固分数、缩松率及Niyama的分布。通过仿真与实际操作工艺相结合，以及钢锭的超声检测和解剖验证的低倍检验，证明了仿真技术和超声检测可以提高钢锭的冶金质量。     

水冷工艺生产巨型扁钢锭的模拟研究

本文提出采用水冷工艺生产巨型扁钢锭,对水冷生产80t巨型扁钢锭(尺寸为4 200 mm×1 100 mm×2 600 mm)的浇注、凝固行为进行模拟,并与空冷条件的凝固进行对比,讨论了水冷工艺生产巨型扁钢锭可能存在的缺陷及解决办法.研究表明,巨型钢锭浇注完成时,凝固区主要集中在钢锭下部、边部和角部;水冷厚度为1100mm巨型扁钢锭凝固时间为空冷的四分之一,内部质量可以显著改善;水冷工艺有利于改善钢锭组织结构,减少偏析.     

基于凝固模拟的冒口高度设计及验证

采用铸造模拟分析软件对不同冒口高度的13500 kg钢锭的凝固过程进行了计算机模拟分析,并预测了钢锭的缩孔缺陷的分布。结果表明,原来生产过程中钢锭冒口高度下的缩孔深度较大。将模拟结果与试验结果进行对比后,两者吻合良好。在此基础上,用计算机模拟优化了冒口高度并进行试验验证。模拟与试验结果表明,优化后的冒口高度可以消除缩孔缺陷,因而提高了钢锭质量和利用率。     

大型锻件超声检测缺陷逆向跟踪及分析

针对大型锻件出现的超声检测缺陷,采用Deform 3D软件对其成形全过程进行有限元分析。将无损检测结果引入锻件的自由锻过程数值模拟结果中,采用节点跟踪方法对超声检测缺陷在成形过程中的应力、应变、位移及超声检测缺陷在钢锭中的分布进行逆向跟踪,探讨超声检测缺陷产生的原因及钢锭缺陷与超声检测缺陷之间的关系。     

冒口发热效果对钢锭内部质量的影响

采用铸造模拟分析软件对不同发热剂加入量下的12 t钢锭进行了计算机模拟分析,并预测了钢锭的缩孔缺陷的分布。计算结果发现,随着发热剂量的增加,凝固末期熔池高温区域逐渐向冒口区域移动,并最终从钢锭本体处完全移动到冒口部位,能够很好地补缩钢锭本体部位的凝固收缩。将模拟结果与试验结果进行了对比,两者吻合良好。这充分说明,通过在冒口部位添加适量的发热剂可有效消除钢锭本体部位的缩孔缺陷进而提高钢锭质量和材料利用率。     

减少钻杆的折迭缺陷

<正> 塔干罗格冶金厂使用直径365—385mm、长1000—1600mm、重1380kg的钢锭在114-168mm周期轧机上生产钻杆。这种钢锭采用下注法浇铸成上小下大直通形不带保温帽的钢锭,其头部以高岭土棉垫片保温,在绝热渣保护下浇铸。这样就获得没有缩孔的致密钢锭。虽然钢锭的收缩疏松、裂纹(热裂及冷裂)、皮下气泡处的低倍组织获得改善,但有些钢管仍出现外折及内折缺陷。对缺陷附近区域作金相分析表明,钢锭的裂纹、气泡、收缩疏松、非金属夹杂物等缺陷是造成钢管折迭缺陷的主要原因。     

55t大型锻造用钢锭疏松缺陷的模拟与试验研究

利用ProCAST有限元软件对55 t大型锻造用钢锭的凝固过程进行了数值模拟。分析了钢锭与锭模之间不同换热系数的冷却条件下,钢锭纵截面疏松缺陷的分布区域、形貌及疏松程度的演变规律。模拟分析得出,当钢锭与锭模之间的换热系数为1 200 w（/m2.k）时,钢锭内部的疏松缺陷面积最小,疏松程度最低。与试验结果进行对比,模拟结果与试验结果吻合较好。     

5.55t双锥度方型钢锭模设计

采用双锥度、异形帽口设计的钢锭可有效降低帽口比、提高成材率。在总锥度不变的情况下加大中部以下的锥度,能够提高钢锭中部的致密度,降低疏松、缩孔缺陷,有利于夹杂物的上浮,达到提高钢锭冶金质量的目的。     

34CrNi3Mo钢锭锻裂原因

通过金相、低倍、断口及扫描电镜等手段，结合钢锭气体含量、化学成分及五害元素的分析检验，证实了34CrNi3Mo钢锭激冷层薄，柱状晶相当发达，并沿柱状晶晶界析出低熔点类夹杂物，削弱了晶间结合力，使其在锻造初期沿晶开裂而报废。为避免此类缺陷产生，必须保证钢锭的浇注质量。     

钢锭模的铸造工艺

钢锭模是冶金企业浇注钢锭用量最大的一种金属型,以每吨钢锭平均消耗40公斤钢锭模铸铁计算,在一个年产50万吨钢的冶金工厂中,每年钢锭模的铸跌消耗量即需要2万吨。钢锭模在铸铁需用量方面仅次于机床制造,居第二位。钢锭模外形简单,重量由几十公斤至百吨以上,质量要求都很严格,在一般铸件表面所常见的气孔、粘砂、裂纹冷隔、表面粗糙等缺陷,在钢锭模内壁是绝对不许有的,钢锭模质量更重要的指标是每个钢锭模的使用寿命(浇注钢锭的次数),钢锭模受1400℃以上高温钢水的热击、侵触,剧热,剧冷,形成内应力对组织的破坏,因此改善这种适应性,减少钢锭模内壁     

锭重兼容式锭型设计对钢锭凝固质量影响的模拟

阐述了39~45t锭重兼容式锭型的设计思想,利用AnyCasting软件对其凝固过程及凝固质量进行了数值模拟研究。主要分析了搭配锭模垫圈致使锭型参数变化对钢锭凝固过程中温度场分布和凝固缺陷的影响。结果表明,39~45t锭重兼容式锭型允许的锭型参数变化不会明显改变钢锭凝固质量,其冒容比(14.52%)维持不变、细长比由1.437增至1.737、锥度由4.89%降低至4.01%,不会改变钢锭的凝固顺序。锭重的变化对钢锭中的C元素偏析分布的作用不明显;同时,随着锭重的增加,一次缩孔深度缩短,而缩松缺陷仍存在且位置下移。     

计算机模拟在大型钢锭工艺优化中的应用

介绍了ViewCast软件在大型钢锭工艺优化中的应用:利用ViewCaSt软件强大的设计计算功能计算了钢锭的浇注系统(主要是冒口的计算,包括冒口的数目及尺寸),通过模拟计算验证了该工艺设计的可行性,所得结果并与实际的结果一致.模拟结果表明,改进后的工艺大大的减少了缩孔、缩松缺陷的产生,提高了铸件的质量.     

钢锭模设计对大型锻造钢锭的凝固和内部质量的影响

<正> 一、前言现代重工业中,随着船舶、冶炼设备和发电设备等锻钢件的大型化,使用的钢锭也在向着400t、500t的超大型化方向发展。这样大型的钢锭,缩孔缺陷和称为中心疏松的、在钢锭轴心部位产生的空隙性缺陷的范围就会扩大,缺陷的尺寸也会增大。缩孔及中心疏松这种内部脆弱的     

大型钢锭充型和凝固过程的数值模拟

采用铸造CAE软件对25t钢锭的充型和凝固过程进行了数值模拟与分析,并用生产现场的实测数据对模拟结果进行比较,验证了模型的适用性。探讨了大型钢锭在凝固过程中温度场的变化规律,对钢锭中可能存在的缺陷及位置进行了预测。通过数值模拟发现,冒口容积偏大,冒口补缩效果较好,锭身没有宏观缩孔,但轴线缩松仍然存在。可适当降低冒口容积,并在后续生产中增加搅拌,以消除中心偏析,提高钢锭质量。根据模拟显示的钢锭完全凝固时间,可将脱模时间提前到钢锭浇注完成后的6.4h。     

汽轮机转子锻造攻关

随着自由锻压力机产品技术要求的逐渐提高,如何保证大型锻件内部质量的锻造课题摆在我们面前。由于大型锻件内部质量要求一般都很严,同时大型锻件使用大钢锭锻造成形,而大钢锭的内部由于冶炼、浇铸及结晶等产生的夹杂、缩孔、气泡、偏析和树状结晶组织等缺陷较多,给大型锻件锻造带来很大困难。火电转子就是锻件内部质量要求非常严格的锻件。采...