80钢方坯连铸凝固末端位置研究

为得到方坯连铸凝固末端的准确信息,采用数值模拟的方法对液芯长度进行了计算,并通过射钉实试验对结果进行了验证,结果表明,该模型可较好的反映实际连铸凝固传热过程,当拉速为1.3 m/s时,铸坯的液芯长度为21.1 m;拉速为1.25 m/s时,铸坯的液芯长度为20.2 m。拉速越大,凝固末端越靠后。     

重轨钢大方坯连铸动态轻压下技术研究

针对攀钢大方坯连铸机投产初期引进的轻压下装备技术冶金效果不明显、重轨钢铸坯中心疏松、中心偏析等内部缺陷较严重的问题,开展了优化重轨钢连铸轻压下工艺的现场试验,对比研究了轻压下工艺对重轨钢铸坯中心疏松、中心偏析等内部质量的影响,建立了适应重轨钢要求的动态轻压下工艺技术.生产实践表明,重轨钢铸坯内部质量明显提高,铸坯中心疏松评级≤1.0级的比例由28.41%增至99.91%,中心偏析评级≤1.0级的比例由40.91%增至100%,中心缩孔≤1.0级的比例由92.05%增至100%,铸坯中心碳偏析指数由1.17降至1.05,连铸坯轧制的重轨的内部质量和力学性能完全满足350 km/h高速轨要求.     

凝固末端轻压下技术在连铸中的应用

文章阐述了凝固末端轻压下技术的原理，介绍了这种技术的几种不同方式，并对其主要工艺参数轻压下的位置、压下率、总压下量、压下速率和拉速等等的确定进行了讨论和分析。对比了一些厂家使用末端轻压下技术的效果。末端轻压下技术对减少中心偏析很有效，对提高产品质量、生产高附加值产品有重要意义。     

重轨钢大方坯连铸二冷系统及轻压下工艺的优化

针对武钢生产重轨钢初期,连铸二冷系统和轻压下工艺参数不合理,铸坯存在部分内裂纹、中心疏松严重、重轨探伤合格率低等问题,开展了优化二冷配水和轻压下的试验。通过工艺优化使重轨钢铸坯质量得到明显改善,铸坯内裂纹消失、疏松I级率从之前的89.64%上升至99.51%,铸坯生产的重轨探伤合格率由85%左右上升至98.3%。     

高速重轨钢连铸坯质量控制技术研究

高速铁路要求钢轨连铸坯具有良好的表面和内部质量。文章介绍了包钢大方坯连铸机应用结晶器电磁搅拌、动态二冷配水与动态轻压下等关键技术生产重轨钢U71Mn、U75V等代表性钢种的效果。     

大方坯末端电磁搅拌位置和连铸工艺参数的确定

采用有限元方法,对某钢厂的重轨钢大方坯连铸机的凝固过程温度场分布情况、坯壳生长规律和凝固率进行了模拟研究。根据末端电磁搅拌对凝固率的要求,为该钢厂重轨钢大方坯连铸机的末端电磁搅拌位置和相应连铸工艺参数的确定提供了理论依据。根据模拟结果,确定在距弯月面11.6 m处安装末端电磁搅拌器,同时通过射钉试验和末端电磁搅拌生产试...     

连铸方坯凝固末端轻压下位置的预报研究

利用数值模拟手段计算连铸方坯中非稳态温度场分布及坯壳厚度,根据所需的凝固分率所对应的坯壳厚度点来预报轻压下设备的轻压下位置.     

重轨钢连铸坯内部质量控制技术

针对攀钢大方坯连铸机投产初期重轨钢连铸坯中心疏松、中心偏析等内部缺陷较严重的问题,研究应用了提高重轨钢连铸坯内部质量的控制技术,包括凝固末端动态轻压下、结晶器电磁搅拌、二冷动态控制、连铸拉速与钢水温度优化控制等核心工艺技术.生产实践表明,重轨钢连铸坯综合合格率达到99.97%,铸坯中心疏松≤1.0级,中心偏析≤1.0级,中心缩孔≤1.0级,中心裂纹≤0.5级,中间裂纹≤0.5级,角部内裂≤0.5级,中心碳偏析指数≤1.05,由连铸坯轧成重轨的内部质量和力学性能满足时速350 km高速铁路用钢轨的要求.     

动态轻压下工艺在重轨钢生产中的应用效果分析

5#铸机是国产的较先进连铸机,主要用于生产包括高速轨在内的重轨钢.第一台国产动态轻压下设备在包钢2006年底投产的5#铸机上成功安装.文章对重轨钢等典型钢种进行了轻压下试验研究,经过一年多的试验,结果表明:该轻压下设备在合理的工艺条件下可以显著改善重轨钢的质量,横断面中心碳偏析指数不大于1.04,铸坯纵向中心线的碳偏析指数波动明显减小,中心裂纹不大于1级,中间裂纹为不大于1级,钢轨的轨腰中心条纹明显减轻.     

重轨钢铸坯热装影响因素分析和数值模拟

采用有限差分法建立了钢水从结晶器至二冷区和空冷区冷却过程以及280 mm ×380 mm连铸坯热装热送的温度模型,并分析了重轨钢U71Mn(%:0.66～0.76C、0.15～0.35Si、1.10～1.40Mn)和U75V(%:0.70～0.78C、0.50～0.70Si、0.75～1.05Mn、0.04～0.08V)中的氧、氮含量、铸坯低倍组织和加热炉人口处铸坯输送辊道等对该钢热装的影响。模拟结果表明,重轨钢铸坯热装可缩短加热时间40 min,铸坯输送辊道的工作温度为250℃。     

U75V重轨钢BD2开坯过程有限元数值模拟和分析

通过ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件对重轨钢U75V(/%:0.70～0.78C、0.50～0.70Si、0.75～1.05Mn、≤0.025P、0.008～0.025S、0.04～0.08V)在BD2轧机于1 200℃开坯5道次轧制过程进行了数值模拟,分析了各道次稳定断面处等效应力、等效应变的分布情况。结果表明,轧件头部、腰部和底部随每道次的变化其应力、应变分布存在差异;稳定截面处轨头、轨腰和轨底各道次应力曲线的分析得出,轨头应力变化最大,最大值达64.8 MPa,提高重轨轨头的屈服强度有利于延长重轨寿命。     

轧制变形对U75V重轨钢珠光体晶粒度的影响

U75V钢重轨由280 mm×380 mm铸坯经14道次粗轧(BD1)-中轧(BD2)和CCS 6道次精轧(UR₁、ER、UR₂、UR₃、EF、UF)而成。用金相显微镜观察U75V重轨钢不同道次轧制变形试样的组织。结果表明,随重轨钢BD1E、BD2B、UR1和UF道次压缩比的增加,重轨头部、腰部和底部的珠光体晶粒度等级分别由6.0～6.5、6.0～6.5、6.0～6.5升至8.0～8.5、7.5～8.0、8.0～8.5,珠光体片层间距(μm)分别由0.51、0.41、0.49降至0.29、0.27、0.25,从而有利于提高重轨的力学性能。     

重轨端部淬火温度场与相变的计算机模拟

运用有限元法对U71Mn钢(%:0.65～0.76C、0.15～0.35Si、1.10～1.40Mn、≤0.030V、≤0.025Ti)重轨端部电磁感应加热55 s,空冷8 s,喷风冷却42 s,空冷至常温的热处理过程进行了计算机模拟分析,计算机图形学理论动态显示轨端内部任意时刻的温度分布、组织分布。模拟结果表明,在该冷却条件下淬火后端部横断面组织为细片状珠光体(索氏体+托氏体),无马氏体、贝氏体等组织,与实验结果相吻合。     

重轨钢浇次第一炉钢冶金质量的研究

对100 t LD-LF-VD-280 mm×380 mm连铸坯流程生产的U71Mn和U75V重轨钢第一炉钢的冶金质量进行了研究。统计结果表明,虽然第一炉钢过热度(21～38℃)较高,但第一炉钢中后半炉的最大氢、氧含量较前半炉分别降低0.2×10^-6和5×10^-6,夹杂物亦降低0.5级,后半炉钢的冶金质量可以满足重轨钢的要求,因此可将后半炉钢由原来的吊车轨改为重轨,该工艺实施后每年重轨钢可增产6万t以上。     

稀土元素在洁净重轨钢中存在状态的热力学模型研究

建立了可以定量描述洁净稀土重轨钢凝固过程中成分偏析与夹杂物析出的耦合热力学模型,经文献验证,模型具有较高精度。通过模型分析了稀土加入量对洁净钢中夹杂物的析出规律与稀土存在状态的影响。得出在洁净重轨钢中加入稀土可以变质钢中MnS、Al₂O₃夹杂;钢中首先析出稀土氧硫化物(或稀土铝酸盐),其次是稀土硫化物,最后是稀土氮化物;在同一稀土加入量条件下,固溶La的量要大于固溶Ce的量。     

基于有限元法对GCr15轴承钢280 mm x325 mm铸坯凝固组织的模拟与分析

基于有限元法按照二维凝固传热模型对拉速0.6m/min和0.5 m/min,钢水过热度30℃和10℃以及比水量0.25 L/kg和0.20 L/kg连铸的GCr15轴承钢280 mm×325 mm坯进行凝固组织模拟,研究连铸工艺参数对铸坯组织的影响。结果表明,当过热度由10℃增大到30℃时,铸坯等轴晶和混晶区域面积由70%降低到55%,过热度对铸坯凝固组织的影响非常显著;拉速由0.6 m/min降低到0.5 m/min,柱状晶平均增长6.5 mm,但是由柱状晶向等轴晶转变的过渡区域减小,可以减轻溶质元素在此区域的富集;将比水量由0.25 L/kg降低到0.20 L/kg,铸坯柱状晶和等轴晶区域没有明显的区别,所以降低比水量对铸坯凝固组织没有明显的影响。     

Q235B钢板坯连铸凝固传热行为的数值模拟计算

基于涟钢板坯连铸机结构参数和冷却条件,建立了Q235B 230 mm×1 280 mm板坯连铸过程凝固传热的数值模型,研究了铸坯温度分布和坯壳厚度变化规律以及过热度和拉速对铸坯温度和凝固末端位置的影响规律。得出:随过热度和拉速的增加,铸坯中心和角部温度整体呈升高趋势,在其它参数不变的条件下,过热度每升高10℃,铸坯凝固末端和液相消失位置分别后移约0.38 m和0.31 m;拉速每升高0.1 m/min,凝固末端和液相消失位置分别后移2.06 m和1.4 m。通过数值模拟研究,掌握了铸坯温度和凝固末端位置的变化规律。     

40CrNiMo钢35 t 多边形铸锭凝固过程的数值模拟

运用三维铸造软件Procast建立了40CrNiMo合金钢(/%:0.37~0.44C,0.17~0.34Si,0.50~0.80Mn,≤0.035P,≤0.035S,0.60~0.90Cr,1.25~1.65 Ni,0.15~0.25Mo)35 t多边形铸锭凝固过程的数学模型,模拟铸锭的浇注(1313 s)、充型凝固(73942 s)过程铸锭的温度场和钢的凝固收缩率。结果表明,模拟计算得出铸锭完全凝固时间20.5 h与现场测量的凝固时间22 h基本一致;钢的凝固收缩率≤2.5%,铸锭无二次缩孔,疏松轻微。     

H型坯连铸结晶器内钢液传递特性的数值模拟

以950 kg/m H型连铸坯结晶器为研究对象,采用FLUENT软件建立三维几何模型,模拟研究了水口浸入深度125 mm和175 mm时拉速（0.6~1.2 m/s）对结晶器内钢液传递特性的影响。结果表明,不同拉速条件下H型坯结晶器内钢液流态相似,但随着拉速的增大,结晶器内钢液流股冲击深度增大和结晶器自由表面流速增大,保护渣熔化状况有改善趋势,同时结晶器液面波动和钢水对凝固坯壳的冲刷有增大趋势。而各粒径夹杂物上浮去除率随拉速的增大而降低,其中大颗粒夹杂物去除率降低显著,当拉速由0.6 m/min增至1.2 m/min时,100μm夹杂物的去除率由16%降至10%。该模拟条件下,20~100μm夹杂物去除率在4%~16%。