消除连铸板坯中心偏析与中心疏松的研究

提高连铸板坯芯部质量,消除中心偏析与中心疏松,是生产高品质中厚板及特厚板材的重要技术措施。本文提出的液芯大压下量轧制工艺,使连铸坯凝固末端形成人为的结晶核心,有效消除中心偏析和中心疏松。     

Q345E- Z35特厚板Z向性能不合原因分析

针对正火态Q345E- Z35特厚板Z向性能不合问题,采用金相检验、扫描电镜等检测手段,对Z向拉伸断口形貌及断口处夹杂物进行了分析。结果发现：导致特厚板Z向性能不合格的主要原因是中心部位存在带状组织偏析,以及长条的硫化锰夹杂、Nb/Ti块状夹杂和Si/Mn球状夹杂。为此,提出控制钢水中S含量,保证合理的板坯浇铸速度,优化加热、控轧和正火工艺等措施,改善了特厚板的Z向性能。     

连铸新技术在首钢400mm特厚板坯生产中的应用

首钢首秦公司3#连铸机是世界上首台能够生产400mm特厚板坯的直弧形连铸机,该铸机配备了结晶器专家系统、结晶器液压振动装置、二冷配水3D自动调节、3D喷淋、动态轻压下等多项先进技术,生产实践表明,3D喷淋、动态轻压下可以有效减轻400mm特厚板坯的角横裂纹、中心偏析,该铸机具备生产高品质特厚板坯的能力。     

薄板坯连铸机高拉速下铸坯内部质量控制实践

针对薄板坯连铸机高拉速生产过程中存在的板坯内部裂纹、中心偏析、中心疏松等缺陷,分析了连铸坯内部缺陷的形成机理,通过合理控制压下终点位置、改善二冷水量和提高设备安装精度的措施,铸坯内部质量明显改善。按照Mannesmann标准评定,中碳钢的内部裂纹平均为1.5级、偏析为1级,低碳钢内部裂纹和偏析均达到1级。     

特厚板坯连铸机驱动辊辊缝控制技术研究

为了减小400 mm特厚板坯中心偏析,通过扇形段拉杆补偿校验、驱动辊机械限位机构螺栓优化、驱动梁结构优化改进等措施,驱动辊辊缝度得到了很好控制,铸坯内部质量得到了提高,中心偏析控制在C类2.0以下。结果表明：铸坯的中心偏析与铸坯凝固末端轻压下压下位置附近的驱动辊辊缝有着密切的联系,对轻压下位置附近的驱动辊辊缝进行严格控制,能有效减少铸坯中心偏析。     

新钢4号板坯连铸机升级改造的技术应用和生产实践

分析了新钢一炼钢4号板坯连铸机的铸坯表面裂纹、角部裂纹、中间裂纹、中心偏析等质量缺陷的产生原因,通过对二次冷却系统改造、采用了CISDI三维模型进行二冷动态控制和CISDI动态轻压下技术等措施,有效的提高了板坯表面质量和内部质量,取得了良好效果。     

特厚板坯单辊重压下铸坯温度与应力的分析

为获得特厚板坯重压下过程中不同压下量对铸坯温度、应力及应变的影响,从而评估铸坯出现角部以及内部裂纹的倾向,使用板坯连铸二冷软件建立了连铸过程特厚板凝固传热模型,并借助Abaqus有限元软件建立了特厚板单辊重压下应力应变模型,对连铸重压下过程中特厚板温度分布以及应力应变行为进行了数值模拟研究。结果表明,重压下会导致铸坯表面降温,中心温度降幅约为角部的1.4倍。铸坯的应力分布在厚度方向上沿中心呈现出对称性,应力由内、外弧向中心递减;角部区域温度最低,应力最大;压下量从5增加到30mm,铸坯角部最大应力从84增加到170MPa,角部裂纹倾向增加。压下量在5~30mm内,铸坯凝固前沿的最大等效塑性应变均小于临界应变,所以铸坯不会出现内裂纹。     

420 mm特厚板坯连铸机生产实践

特厚板材作为一种当前具有较高附加值的板材产品受到钢铁企业的重视。连铸生产特厚板坯与模铸相比具有生产高效且节约能源的优点,因此,钢铁企业不断改建或新建连铸生产线生产特厚板坯。重点阐述了中冶赛迪自主设计的用于生产420 mm特厚板连铸生产线的特点、相关技术和在新余钢铁公司的工业应用。生产实践表明,该连铸机已经可以稳定生产最大厚度为420 mm的连铸板坯,铸坯表面和内部质量优良,轧制板材满足用户要求。     

Q355热轧厚板的Z向拉伸层状撕裂缺陷分析

为了提高Q355厚板的Z向拉伸塑性，通过拉伸断口形貌观察、夹杂物观察与统计、金相组织观察以及连铸坯凝固组织模拟，得出了Z向拉伸缺陷的形成原因，并探究了MnS夹杂物在厚板中心聚集出现的原因。结果发现，拉伸断口的脆断平台上布满MnS夹杂物，这些MnS只在厚板中心与马氏体一起出现，且伴随着严重的C、Mn偏析。厚板中心大量聚集性的MnS会形成一个大范围的脆裂影响域，从而造成厚板Z向拉伸缺陷。而MnS在厚板中心聚集出现的根本原因是连铸坯柱状晶过分发达形成严重的中心偏析，最终导致大尺寸的聚集性MnS和马氏体组织一起出现。避免过分发达的柱状晶出现、减少连铸坯中心偏析是改善Z向拉伸塑性的有效方法。     

45号圆钢纵裂分析

针对进口45号钢连铸坯轧制生产大规格圆钢(≥φ160mm)时产生的纵向裂纹，借助扫描电镜，结合生产记录，从生产工艺、裂纹形态等方面进行了分析。结果表明：生产工艺符合操作规程，但裂纹内部有夹杂物，两侧有脱碳现象，裂纹末端沿铁素体偏析带延伸，偏析带内部也存在夹杂物。因此，连铸坯上存在的成分偏析带及偏析带内的夹杂物才是造成钢材纵向裂纹的根本原因。     

Q345R钢板分层缺陷原因分析

对Q345R钢板分层缺陷原因进行了研究。结果表明：分层缺陷钢板的夹杂物超标,且在钢板厚度方向存在明显的偏析线。分层处有明显的点列状孔洞分布,这是引起裂纹扩展的主要原因。钢板的基体组织为珠光体+铁素体,分层处组织为马氏体+少量贝氏体+少量铁素体。裂纹起源处的夹杂物为MnS和Al2O3且以MnS为主,沿着带状组织和夹层分布。分层处的断口形貌为解理断裂,呈片层状或羽毛状,断口有明显的分层现象。分层处的贝氏体、马氏体组织使材料脆性增加,在与MnS夹杂物的共同作用下,形成应力集中而产生裂纹。     

Q345R中厚板探伤不合格原因分析

采用金相显微镜、电子探针、能谱仪等对 Q345R中厚板探伤不合格试样进行了分析。结果表明：中厚板心部有偏析，偏析处出现贝氏体组织和夹杂物是探伤不合格的原因。通过优化炼钢工艺，改进轧制冷却工艺，可减少夹杂物及中心贝氏体。     

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中厚板在超声波探伤时大批量不合格,采用金相显微镜、扫描电镜和电子探针对断裂钢坯进行了分析。结果表明:钢板中探伤检测不合格部位存在很多的大尺寸夹渣、偏析条带和裂纹。分析认为大尺寸夹渣以及偏析条带在连铸和轧制时共同作用导致钢板内产生裂纹,大尺寸夹渣和产生的裂纹均会导致钢板探伤检测不合格。     

精冲钢连铸坯角部横裂纹产生原因及控制措施

为了研究精冲钢角部横裂纹形成原因并制定相应控制措施,通过数值模拟计算了二冷区连铸坯温度场分布,在此基础上采用Gleeble 3500热模拟机测定了试验钢种在连铸条件下的断面收缩率。使用金相显微镜、扫描电镜对角部横裂纹附近成分、微观组织以及钢中夹杂物进行观察分析。结果表明,连铸坯角部横裂纹形成是由于钢中大尺寸夹杂形成裂纹源,弯曲过程中连铸坯角部表面温度处于第Ⅲ脆性区710~765 ℃,裂纹进一步扩展形成角部横裂纹。针对裂纹产生原因提出延长软吹时间、控制过程温降、调整二冷水量等措施,有效降低连铸坯角部横裂纹产生概率。     

降低含铝钢表面横裂纹的工艺实践

针对南阳汉冶特钢有限公司250 mm×1 650 mm断面生产的含铝钢表面角部横裂缺陷,从连铸工艺角度分析了含铝钢表面角部横裂产生的原因,提出了控制解决措施。通过优化结晶器振动参数、二冷控制模型、结晶器冷却模型、严控扇形段接弧精度及辊缝开口度、钢种成分控制优化等措施,提高了铸坯表面质量,板坯角部横裂缺陷得到了改善,铸坯不清理装炉率大幅提高,轧板裂纹缺陷率由14.48%降低至6.24%。     

连铸工艺对含铌中厚板边裂的影响

针对中厚板含铌钢容易出现的边部缺陷问题,对含铌钢边部横裂缺陷进行研究,以解决长期困扰中厚板含铌钢边部质量提升的技术瓶颈。通过铸坯热酸洗检测、钢板金相检测、保护渣岩相分析等手段确定铸坯边裂缺陷来源,对铸坯边裂机理进行归纳分析,通过连铸工艺控制与二冷优化等技术优化,控制钢中酸溶铝质量分数从0.045%下降到0.025%、采用低渣熔点低黏度适宜析晶温度的保护渣、提高铸坯矫直区温度大于900 ℃等措施,有效改善了铸坯角部传热,较好控制了铸坯角部裂纹的发生,使含铌钢边部横裂得到了有效控制。     

16MnDR特厚钢板典型缺陷的形成原因分析

为了研究与探讨钢板典型缺陷的形成机理,并为钢板质量的稳定控制提供理论参考,采用金相显微镜与扫描电镜等仪器研究了特厚钢板表面裂纹、中心探伤不合格以及冲击性能不合格等典型缺陷的形成原因。结果表明,钢板表面裂纹的产生原因有两个,一是钢中有害元素偏高引起的热脆,二是夹杂物多造成的连铸坯裂纹并在轧制过程中扩展;钢板探伤不合格的原因是钢板芯部析出的粗大Nb、Ti、V类碳氮化物,并伴有MgO和Al₂O₃类大型夹杂物;钢板冲击性能不合的主要原因是芯部的带状组织和带状组织中含碳上贝氏体/马奥组织以及晶粒粗大和混晶。     

发动机风扇静子叶片裂纹失效分析

针对发动机风扇静子叶片出现裂纹故障进行失效分析。通过对故障叶片进行外观检查、断口分析、表面形貌检查、截面金相检查、材质分析及断口区域成分分析,并对叶片上缘板排气边转接区域的应力分布进行计算,确定了叶片裂纹性质和产生原因。结果表明:故障风扇静子叶片上缘板转接区域裂纹为高周疲劳性质,导致叶片过早出现疲劳裂纹的主要原因是机匣与上缘板焊接的热影响区进入叶片上缘板排气边转接处的应力集中区;同时叶片工作时受到的振动载荷也加速了疲劳裂纹的产生。并由此提出增加叶片上缘板排气边转接区和焊缝距离的改进建议。