连铸圆管坯中间裂纹成因分析与改进

连铸圆管坯中间裂纹的存在可能导致钢管出现外折或内折,从而造成严重的后果。20钢连铸圆管坯在产品开发初期出现了中间裂纹,通过分析其钢水碳含量、硫含量、磷含量、锰硫比以及连铸二冷制度、铸坯拉速、钢水过热度等影响中间裂纹的因素,确定了中间裂纹产生的主要原因是钢水过热度控制过高,导致铸坯内部柱状晶发达,出现沿柱状晶分布的中间裂纹。通过降低钢水过热度、进一步降低二冷强度并保证冷却的均匀性、确保有效的结晶器电磁搅拌等提高铸坯等轴晶的方式,避免了中间裂纹的发生,稳定了20钢圆管坯的内部质量。     

凝固组织对GCr15轴承钢220 mm×260 mm连铸坯中心偏析的影响

铸坯高中心等轴晶率及小的二次枝晶臂间距有利于降低高碳钢M+E-EMS连铸坯中心偏析。通过建立GCr15钢220 mm×260 mm连铸坯耦合有限元-元胞自动机模型(CAFE)及二次枝晶臂间距(SDAS)模型,研究结晶器电磁搅拌、过热度和拉速对中心等轴晶率及二次枝晶臂间距的影响。结果表明,相比于拉速,过热度和结晶器电磁搅拌对其影响明显。随着过热度降低及结晶器电磁搅拌强度增加,铸坯中心等轴晶率增加而二次枝晶臂间距减小,而拉速对凝固终点和中心固相率影响大。工业试验结果表明,采用结晶器与凝固末端电磁搅拌,相比于过热度35℃和拉速0.75 m/min,控制过热度小于25℃且拉速调整为0.8 m/min时,轴承钢GCr15铸坯中心等轴晶率由原27%增加至38%且二次枝晶臂间距细化,中心碳偏析指数由原1.06～1.39降至0.93～1.13。     

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。     

DP980双相热轧钢带状组织成因及控制

通过分析1 000 MPa级DP980铁素体马氏体双相钢带状组织、连铸坯宏观和显微组织偏析,研究了该钢种带状组织的成因及控制方法。结果表明,连铸坯中心较内部其他部位偏析严重,连铸坯的中心元素偏析与热轧带钢的中心带状偏析有对应关系;枝晶间显微偏析度与带状元素偏聚度有较好的正相关关系。随着道次增加及反向轧制,铸坯初始枝晶取向转变为与轧制方向一致。连铸过热度控制在20~25℃、拉速为1.2 m/min,同时应用铸坯轻压下技术,连铸坯宏观偏析可控制在C1.0以下,热轧带钢的带状组织可控制在1.5级以下。     

320 mm×410 mm大方坯连铸重轨钢质量改进与应用

为了提高大断面重轨钢连铸坯内部质量,满足钢轨探伤要求,针对大断面生产重轨钢铸坯宏观偏析及中心疏松较难控制的难点,采用合适的二冷制度、凝固末端电磁搅拌技术、动态轻压下控制技术、钢水过热度控制以及拉速控制等技术措施,开发了攀钢320 mm×410 mm大方坯连铸重轨钢生产工艺。生产的大方坯重轨钢连铸坯中心等轴晶率稳定控制在40%以上,中心疏松控制在不大于0.5的比例为91%以上,中心偏析在0.5级的比例为87%以上,等柱晶率不小于40%的比例为100%,碳偏析指数控制在0.95~1.07,铸坯及钢轨质量较好,满足了标准要求并通过了CRCC认证。     

轴承钢大方坯二次枝晶臂间距数值模拟

针对某钢厂GCr15钢连铸坯质量问题,利用实验室试验和Pro CAST模拟软件对连铸坯二次枝晶臂间距进行研究,分析过热度、拉速和二冷水量对二次枝晶臂间距的影响,并进一步探究碳偏析与二次枝晶臂间距的关系。结果表明,铸坯二次枝晶臂间距从铸坯表面到中心呈先增大后减小的趋势,与Pro CAST模拟结果基本一致。降低过热度和拉速、增大二冷水量均有助于减小二次枝晶臂间距;为了提高连铸坯质量,建议将过热度、拉速和二冷水量分别控制在20℃、0.45 m/min、0.32 L/kg左右。铸坯碳偏析最大值位于柱状晶向等轴晶转变区域(CET)。     

连铸工艺对齿轮钢铸坯碳偏析的影响分析

钢液在凝固过程中由于碳的不均匀分布导致了铸坯碳偏析。研究了钢水过热度与拉速、二冷比水量、电磁搅拌强度对齿轮钢铸坯碳偏析的影响。结果表明:拉速控制在1.7 m/min,过热度控制在20~35℃;结晶器电磁搅拌强度和末端电磁搅拌强度扭矩分别在32 N.cm、15 N.cm,比水量在0.6 L/kg时,连铸坯碳偏析改善比较明显。     

55SiMnVB连铸坯的凝固组织与质量

对５５ＳｉＭｎＶＢ弹簧钢连铸坯的凝固组织进行分析。实验结果表明：５５ＳｉＭＮＣＶＢ弹簧钢铸坯凝固组织较疏松，二次枝晶臂间距为１００－２５０μｍ，较一般合金钢小；铸坯中夹杂物面积百分含量偏高，为０．７１－１．２８％。降低钢液过热度和提高凝固末端电磁搅拌强度对提高中心等轴晶率，减轻铸坯中心偏析有效果。     

320 mm×410 mm断面重轨钢连铸坯宏观偏析控制关键技术

为控制大断面生产重轨钢连铸坯碳偏析指数和中心偏析,开展了电磁搅拌、提高轻压下总量、过热度与拉速匹配技术研究,形成了攀钢320 mm×410 mm大方坯连铸重轨钢偏析控制关键技术。确定了该断面生产重轨钢的最佳连铸工艺参数为:结晶器电搅电流强度600 A、2.4 Hz,凝固末端电搅电流强度330 A、7 Hz,轻压下总压下量9~12 mm,过热度控制在20~35℃、拉速控制在0.70~0.72 m/min。生产的重轨钢连铸坯中心等轴晶率平均为41.2%,连铸坯中心偏析≤0.5级的比例达到85%,断面碳偏析指数控制在0.95~1.07,连铸坯质量较好,生产的钢轨质量满足标准要求。     

连铸工艺参数对45#、70#钢铸坯冶金效果影响的探讨

通过对45#、70#钢铸坯低倍组织情况的分析以及连铸工艺参数的总结，探讨出钢水过热度、拉速、塞棒自动控制、二冷配水及电磁搅拌等连铸工艺参数对铸坯低倍组织的影响。通过对45#、70#钢中心碳偏析分析，表明随着钢中碳含量升高，连铸拉速、钢水过热度的增加，铸坯中心碳偏析有增大趋势。     

E36船板钢板坯凝固组织模拟研究和应用

为改善钢厂E36钢板坯内部质量,通过ProCAST软件建立E36钢板坯凝固过程数学模型,并在此基础上采用CAFE模块对研究过热度(10～25℃)、拉速(0.70～0.85 m/min)和二冷比水量(0.30～0.39 L/kg)等不同连铸工艺参数以及加入电磁搅拌的300 mm×2 070 mm铸坯凝固组织进行模拟.从模...     

PMO凝固均质化技术在20CrMnTi齿轮钢上的应用

 为了解决20CrMnTi齿轮钢在生产过程中铸坯柱状晶发达及铸坯元素分布不均匀等缺陷,运用上海大学研发并已在连铸生产中取得理想效果的脉冲磁致振荡(pulsed magneto oscillation,简称PMO)凝固均质化技术对连铸20CrMnTi齿轮钢矩形坯进行均质化处理。结果表明,经PMO处理的20CrMnTi齿轮钢铸坯中心等轴晶率增加1倍左右,中心碳偏析指数从1.22降为1.04。金属原位分析仪元素面扫描检测发现,PMO处理铸坯的各元素分布更加均匀,连铸坯宏观偏析得到有效控制。该技术为今后提高连铸坯内部质量提供了一种新方法。     

振动激发金属液形核技术在铸锭和板坯凝固过程中的应用

叙述了研发的振动激发金属液形核技术的工作原理、技术特点以及在实验室对金属锌、1Cr7铁素体不锈钢铸锭处理效果,并进行了开发的220 mm×1 600 mm板坯连铸机振动激发金属液形核技术装置对16Mn系列钢种应用的工业化试验。结果表明,未经振动激发形核处理的板坯等轴晶率≤10%,中心疏松和偏析为1.5级,经振动激发形核处理的板坯等轴晶率≥30%,中心疏松和偏析为0.5级。分析表明,对大型铸锭使用振动激发金属液形核技术便于在线控制钢锭的凝固组织,有利于提高钢锭凝固组织的等轴晶率和改善内部质量。     

板坯连铸机二冷区电磁搅拌对中心偏析的影响

通过酸蚀检验铸坯低倍试样和钻孔分析元素的偏析指数,研究了板坯连铸机二冷区电磁搅拌技术对板坯连铸中心偏析的影响。研究表明:二冷区电磁搅拌可以显著提高铸坯的等轴晶率,减轻铸坯中心偏析。     

薄板坯连铸连轧生产取向电工钢模拟实验

 在实验室条件下模拟薄板坯连铸连轧流程试制了取向电工钢。结果表明,实验室条件下模拟薄板坯连铸连轧流程生产取向电工钢是可行的。试制的电工钢成品磁感较好,铁损偏高。实验中,铸坯中柱状晶发达,有穿晶出现,铸坯心部有少量等轴晶。热轧板和常化板晶粒尺寸沿板厚方向有明显变化,组织沿板厚方向可分为表面脱碳层、过渡层、中心层。中间退火后晶粒细小,脱碳退火后晶粒细小均匀。试验中,常化和产品厚度对产品磁性能的影响不明显。     

430不锈钢连续浇铸过程连铸坯等轴晶率的变化规律

430不锈钢是铁素体不锈钢中应用最广泛的钢种之一。在工业试验条件下,为了提高430不锈钢连铸坯等轴晶率,以430不锈钢在连续浇铸过程中连铸坯等轴晶率变化为研究对象,通过测定不同浇铸长度的连铸坯等轴晶率,找出其变化规律,并对炉次之间仅有的化学成分和过热度的变化对连铸坯等轴晶率的影响进行了分析。试验结果表明:在相同连铸工艺下,430不锈钢在连浇过程中不同炉次之间连铸坯等轴晶率的变化不显著,但浇次头坯和尾坯等轴晶率纵向却呈现出不均匀特性,另外提高钢中[C]+[N]%含量和降低浇铸过程中的过热度对430铁素体不锈钢连铸坯等轴晶区域的扩展是有益的。     

连铸工艺参数对20CrMnTi齿轮钢150 mm x 150 mm铸坯凝固组织影响数值模拟和生产应用

为改善20CrMnTi钢小方坯凝固组织,基于ProCAST软件中的CAFE模型,对其凝固组织进行数值模拟,研究了不同钢水过热度、铸坯拉速、二冷比水量对凝固组织的影响。模拟结果表明,降低钢水过热度、提高铸坯拉速、降低二冷比水量均可达到增大铸坯等轴晶率和细化晶粒的目的,其中过热度对其影响最大。过热度每降低10℃,等轴晶率平均增加3.7%;拉速每增加0.1 m/min,铸坯等轴晶率平均增加1.8%;比水量每降低0.1 L/kg,铸坯等轴晶率平均增加1.65%。生产应用表明,钢水过热度30℃时,当拉速由原2.2 m/min降低至2.1 m/min,二冷比水量由0.6 L/kg提高至0.7 L/kg,铸坯中心疏松明显减少。     

振动激发金属液原位形核的物理模拟

为了提高铸坯的等轴晶率、细化凝固组织,以30%氯化铵水溶液和铁素体不锈钢为研究对象,分别进行了物理模拟和浇注实验.结果发现:当一种带有冷却结构和高频振动的晶核发射器棒体插入氯化铵溶液时,在棒体表面将迅速形成大量的细小晶粒.这些晶粒在振动作用下被连续不断地弹射至溶液中,成为凝固过程中等轴晶的形核核心;晶核发射器的冷却强度越大、振动频率越高,则形成的晶粒数量越多且粒径越小;铁素体不锈钢液经振动激发形核处理后,凝固组织中的等轴晶率超过了80%.     

振动激发金属液形核对锌凝固组织的影响

为提高铸坯的等轴晶率和凝固组织的均匀性,以金属锌为研究对象进行了大量的振动激发金属液形核实验。结果表明,当一种带有冷却结构且进行高频振动的晶核发射器插入锌液内时,锌液在晶核发射器表面迅速形核且长大,在高频振动作用下表面形成的晶粒将被折断剥离,从而连续不断地弹射到锌液中,成为凝固过程中形成大量等轴晶的晶核来源;采用带有水冷和气冷结构的晶核发射器对锌液进行振动激发形核处理后,锌凝固组织中的等轴晶率可分别提高到65%和80%。     

对连铸结晶器钢液施加电脉冲提高铸坯等轴晶率的研究

从结晶器施加电脉冲的输入能量、电脉冲频率、钢液过热度角度,探讨电脉冲技术提高铸坯等轴晶率的效果.在攀钢1