409L不锈钢的凝固特性与连铸中的质量控制

分析了AISI409L不锈钢凝固时的结晶特性，模拟计算了连铸过程中0.7m/min拉速下，不同二冷配水下铸坯温度场的变化，并分析了铸坯温度场的变化与铸坯质量的关系，总结出提高铸坯质量的措施。     

不锈钢板连铸温度场及二冷配水优化的研究

采用有限元法编制了计算不锈钢板坯在连铸时凝固过程温度场及坯壳的生长随时间的变化。将计算结果与实测结果进行了比较。得出影响铸坯温度场和凝固末端位置的主要因素是拉速和二冷配水，而过热度影响较小。     

连铸二冷区凝固传热及冷却控制

本文系统论述了连铸二冷区凝固传热方式，冷却制度，制定原则和控制准则。建立了铸坯凝固传热数字模型。采用自行开发的二冷配水计算软件，已在多家生产厂获得成功应用。     

降低高碳钢连铸小方坯中心偏析的研究

通过建立连铸小方坯凝同传热的数学模型，对实际生产中的小方坯凝固状况进行了模拟，发现原配水条件下铸坯表面温度波动大，并针对生产中连铸坯中心碳偏析较大的问题，对二冷水进行了优化。优化配水后的工业试验结果表明，通过凝固模型计算优化后的二冷配水可以降低中心碳偏析，提高连铸坯低倍质量。     

不锈钢板坯连铸温度场及二冷配水优化的研究

采用有限元法编制了计算不锈钢板坯在连铸时凝固过程温度场及坯壳的生长随时间的变化。将计算结果与实测结果进行了比较 ,得出影响铸坯温度场和凝固末端位置的主要因素是拉速和二冷配水 ,而过热度影响较小     

攀钢弧形板坯连铸机铸坯凝固层厚度的研究

研究工作运用“射钉法”，准确地标定了攀钢弧形板铸机二冷区凝固坯壳厚度及凝固系数，为评价现有二冷系统的冷却能力、制定合理的二冷配水制度和高拉速条件下的工艺参数提供了重要依据。     

SWRH82B铸坯凝固质量控制

针对安钢SWRH82B钢生产的工艺现状,研究了拉速、过热度、二冷配水等工艺参数对于铸坯中心缩孔、疏松和偏析等内部质量的影响。在实验室进行了铸坯凝固组织的研究,测量了二次枝晶间距,进一步了解连铸工艺参数对铸坯凝固组织的影响。     

板坯连铸机凝固层厚度的研究

本研究工作运用“射钉法”铁标定了舞钢板坯连铸机二镒区凝固坯壳厚度及凝固系数,为评价现在二冷系统的冷却能力,制定合理的二冷配水制度和高拉速条件下的工艺参数以及探讨铸坯质量缺陷的成因提供了重要依据。     

基于射钉法的板坯连铸工艺优化

利用射钉法测定了连铸机板坯冷却过程凝固坯壳厚度,重点分析了中间包钢水过热度、拉速、二冷区冷却制度与铸坯凝固系数之间的关系,对凝固系数影响大小的顺序为:过热度＞拉速＞比水量.采取控制中包钢水过热度及拉速,优化二冷配水工艺,调整铸机扇形段开口度等措施,铸坯中心偏析平均级别由B1.5 ～ B2.0降低至B0.5～ B1.0,试样分层缺陷改判率由0.36％降低至0.06％.     

基于非调质钢凝固特性的二次冷却控制

提出了基于非调质钢凝固特性的二次冷却控制方法。在凝固特性研究方面,运用高温共聚焦显微镜、场发射扫描电镜研究了冷速对第二相粒子析出规律的影响,并阐释了先共析铁素体的相变机制。结果表明,第二相粒子在1086 ℃开始析出,并在912 ℃达到峰值。当冷速在0.1～5 ℃·s?1时,随着冷速增大,第二相粒子尺寸和数量均减小,且第二相粒子由晶界处的链状分布向晶体内的弥散分布过渡,提高冷速有助于削弱第二相粒子的钉扎作用,强化铸坯表层微观组织;在二冷配水优化方面,建立了考虑铸坯横向水量分布的凝固传热数学模型,提出了基于非调质钢凝固特性的二冷配水优化方案,即对出结晶器后的铸坯实施强冷,以满足控制第二相粒子析出的合理冷速和温度区间的要求。工业试验证实了技术方案的可行性。此外,研究表明,降低喷淋距离有助于改善连铸坯横向冷却不均匀性。本研究统筹考虑二冷水量与喷淋距离对非调质钢裂纹敏感性的影响,通过开展“纵?横”凝固冷却控制研究对连铸二次冷却进行系统优化,提出的二冷优化方案有助于改善连铸坯的表面及皮下裂纹。      

The effect of quenching on the solidification structure and transformation behavior of stainless steel welds

Weld solidification structure of three different types of stainless steel,i.e., 310 austenitic, 309 and 304 semiaustenitic, and 430 ferritic, was investigated. Welds of each material were made without any quenching, with water quenching, and with liquid-tin quenching during welding. The weld micro-structure obtained was explained with the help of the pseudobinary phase diagrams for Fe-Cr-Ni and Fe-Cr-C systems. It was found that, due to the postsolidification 5 → γ phase transformation in 309 and 304 stainless steels and the rapid homogenization of microsegregation in 430 stainless steel, their weld solidification structure could not be observed unless quenched from the solidification range with liquid tin. Moreover, the formation of acicular austenite, and hence, martensite, at the grain boundaries of 430 stainless steel welds was eliminated completely when quenched with liquid tin. The weld solidification structure of 310 stainless steel, on the other hand, was essentially unaffected by quenching. Based upon the observations made, the weld microstructure of these stainless steels was summarized. The effect of cooling rate on the formation of primary austenite in 309 stainless steel welds was discussed. Finally, a simple method for determining the relationship between the secondary dendrite arm spacing and the solidification time, based on welding speeds and weld pool configurations, was suggested.     

连铸坯枝晶凝固的重要微观结构特征参数的研究进展

连铸钢水凝固时结晶方式包括柱状晶和等轴晶对铸坯质量有显著影响。连铸过程合金成分、铸坯过热度、尺寸，冷却速度和温度梯度等技术参数均影响一次、二次枝晶臂间距、柱状晶至等轴晶转变边界位置和糊状区渗透率等结构特征参数。在已有研究的基础上总结了微观结构特征参数的半解析计算公式，在对连铸时宏观流场、温度场和浓度场分布的微观．宏观耦合数值模拟时可采用合适的半解析计算公式计算这些特征参数。     

圆坯连铸凝固传热数学模型及应用

建立了34Mn5V钢Φ400 mm圆坯连铸过程中的凝固传热数学模型,运用该模型计算得到的二冷各区控制点的表面温度与现场实测结果一致。用该模型计算得出,钢水过热度对铸坯表面温度影响较小,拉速和二冷区冷却强度对铸坯温度影响较大。生产实践表明,当生产Φ400 mm铸坯的拉速达到0.4～0.6 m/min时,自动控制的二次冷却制度能满足工业连铸要求,可得到优质铸坯。     

重轨钢连铸凝固末端位置研究及工艺优化

根据武钢第一炼钢厂重轨钢连铸生产条件,建立380 mm ×280 mm方坯凝固传热数学模型,并采用射钉法验证及修正。模拟结果表明,U71Mn和U75V钢的凝固末端各自位于距结晶器液面16.96～21.68 m和16.50～21.17 m;减弱二冷强度或增大拉速,U71Mn和U75V钢凝固终点均会明显后移。根据计算结果,二冷制度由弱冷(0.346 L/kg)改为超弱冷(0.218 L/kg),拉速采用0.7 m/min,应用1～4~#机架轻压下,压下量为5～7 mm,U71Mn和U75V钢凝固终点延长至21 m以上。连铸工艺优化后,重轨钢大方坯中心疏松Ⅰ级内平均合格率由89.64%提高到99.50%。     

304不锈钢2mm连铸薄带中的裂纹分布和形成分析

用扫描电镜(SEM)观察和分析了双辊连铸法生产的304不锈钢1 200 mm×2 mm铸带表面和内部裂纹的形貌和形成。由于采用导热性好的铜制结晶辊,薄带表面和内部产生了长140 mm、深0.33 mm的裂纹,薄带断面有分层现象。试验结果表明,铜制结晶辊使钢液的冷却速度达到(1~4)×10³K/s,薄带接触辊面温度低,凝固区的温度梯度高达10⁵K/m,温差产生的内应力和应力集中导致裂纹产生;MnS、MnO、Cr₂O₃等夹杂物是裂纹源。     

In Situ Observation of Solidification Process of AISI 304 Austenitic Stainless Steel

The solidification process of AISI 304 stainless steel during cooling at a rate of 0.05 K/s has been observed in situ using a confocal scanning laser microscope （CSLM）. The results show that the 8 phase appeared first in liquid steel, as the temperature decreased, the γ phase precipitated prior at δ-grain boundary at 1452. 2 ℃, the liquid steel disappeared at 1 431.3 ℃, and then the γ phase precipitated on the δ ferrite. Based on the Scheil-Gulliver solidification model, the solidification processes of AISI 304 stainless steel are simulated using the Scheil model in Thermo Calc, and the simulation results agree well with the results observed in the experiment.     

立弯式奥氏体不锈钢220 mmx220 mm铸坯动态二冷控制和应用

根据奥氏体不锈钢的热物理参数和二冷区各区出口目标温度,建立了不锈钢220mm×220 mm铸坯动态二冷综合控制模型和末端拉速电磁搅拌-拉速优化模型。304奥氏体不锈钢连铸生产应用结果表明,在该钢正常工作拉速0.8~1.1 m/min,根据目标温度（足辊1080℃,一区1 070℃,二区1060℃,三区1045℃,进拉矫机980℃）制定相应比水量（0.30~0.33 L/kg）,模型实时计算表面温度与目标温度对比,进行在线控制,铸坯温度均匀、稳定,冶金质量良好。     

结晶器钢液凝固现象的研究

本文研究了连铸机在正常工作状态下,钢水含碳量、拉坯速度、结晶器冷却水流速等因素对铸坯凝固的影响,并对凝固壳厚度进行了实测,掌握了厚度计算值与实测值的偏差规律,为制订连铸工艺提供了依据。     

板坯连铸充型过程流场温度场耦合数值模拟

利用CFD商用软件Flow-3d,对内外复合冷却结晶器内钢水充型过程流场温度场耦合作用下的 流动和凝固状况进行数值模拟,得到了流场温度场的分布图和充填过程中自由表面的位置和形状图。分析了 板坯连铸充型过程中流场温度场对钢水凝固的影响。结果表明内冷却器可改善钢水的流动,有利于钢液中的 夹杂物上浮,加快结晶器内钢液的凝固     

304奥氏体不锈钢亚快速凝固组织演化和形成机理

通过感应炉熔化的304钢(/%:0.053C、0.55Si、1.50Mn、0.030P、0.002S、17.02Cr、8.01 Ni、0.50Cu、0.08Mo)直接浇铸在水冷铜模上得到厚7 mm直径25 mm的圆形试样,研究了Cr、当量/Ni当量和1.5～1 000℃/s的冷却速率对奥氏体不锈钢铸态凝固组织形态和分布的影响。结果表明,随冷却速率增加至75～90℃/s,该钢的凝固模式由FA(铁素体-奥氏体)模式向AF(奥氏体-铁素体)模式转变,初生相由枝晶铁素体转变成枝晶奥氏体,但冷却为～1 000℃/s时,观察到块状铁素体组织,并且枝晶状奥氏体转变成胞状奥氏体。