低碳钢和中碳钢连铸方坯初始凝固的对比研究

以低碳钢和中碳钢为研究对象,围绕不同连铸工艺参数对方坯初始凝固行为的影响,利用CA-FE耦合模型模拟实际连铸过程结晶器内方坯的初始凝固行为,考察拉速和过热度对方坯出结晶器坯壳厚度的影响,对比二者出结晶器横截面枝晶微观形貌.研究表明:过热度和拉速增加均能使出结晶器坯壳厚度下降,而拉速的影响更为显著.不同钢种在相同条件下出结晶器坯壳厚度下降梯度不同.过热度越低柱状晶越致密细小,利于提高连铸坯质量,拉速对柱状晶的影响相对较小.由于出结晶器坯壳安全厚度限制,过热度取15℃,低碳钢拉速不能超过2.2 m·min-1,中碳钢拉速不能超过2.5 m·min-1,据此针对不同钢种设计不同拉速可提高连铸效率.同时,模型结果显示低碳钢出结晶器时刻柱状晶更为发达.      

连铸工艺参数对大圆坯凝固组织影响的数学模拟

基于ProCAST软件研究了中间包钢水过热度、连铸坯拉坯速度、连铸机二冷强度等连铸工艺参数对大断面圆坯凝固组织的影响规律。研究结果表明:结晶器电磁搅拌电流为300 A、频率为3 Hz条件下,随着过热度的降低,连铸坯中心等轴晶率显著增加,过热度由49℃降至29℃时,过热度每降低10℃,铸坯中心等轴晶率增大4%左右;拉速由0.16~0.20 m/min每增加0.02 m/min,二冷强度由标准水量的1.5~0.5倍每降低0.5倍,连铸坯中心等轴晶率有所增加但均不显著,均为1.5%左右。降低过热度能够显著细化凝固组织晶粒,而改变拉速和二冷强度对于细化凝固组织晶粒作用不明显。对于调整连铸工艺参数而言,提高连铸坯中心等轴晶率和细化凝固组织晶粒的最有效办法是降低中间包钢水过热度。     

连铸工艺对M2高速钢碳化物析出的影响

采用立式连铸机生产135 mm×135 mm M2高速钢,并利用金相显微镜和扫描电镜分析了不同拉速、过热度、电磁搅拌参数对铸坯碳化物的分布、形貌、厚度的影响。结果表明:M2钢连铸坯横截面上平均碳化物面积分数约0. 20,改变连铸工艺对其影响不大;拉速和过热度分别从1. 5 m/min、50℃降低到1. 0 m/min、30℃,碳化物网的厚度降低29. 4%,碳化物均匀性明显提高;结晶器电磁搅拌可以有效降低M2钢连铸坯中心碳化物含量和碳化物网厚度,提高碳化物均匀性。     

GCr15轴承钢235mm×265mm方坯连铸工艺的优化

西宁特钢的GCr15轴承钢连铸坯由90 t UHP Consteel EAF-LF(VD)-CC流程生产.通过全程保护浇铸,钢中平均氧含量减少3.15×10-6;控制钢水过热度≤20℃,拉速0.7～0.8 m/min,二次冷却比水量0.40 L/kg,铸坯平均等轴晶率≥60%,且铸坯质量明显提高;在上述优化工艺参数下,采用3.25 Hz/250 A结晶器电磁搅拌和20 Hz/300 A凝固末端电磁搅拌,铸坯中心碳偏析指数为0.99～1.20.     

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。     

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。     

25MnSiV矩形连铸坯疏松缩孔模拟研究

建立了25MnSiV矩形连铸坯凝固组织数学模型，研究了拉速、过热度、二冷区给水量对连铸坯疏松缩孔的影响规律。结果表明，提高拉速和过热度均会增加铸坯疏松缩孔比例，而增加二冷区给水量能降低铸坯疏松缩孔比例，最佳工艺参数分别为拉速1.0 m/min、过热度20℃、二冷区给水量为最大给水量的60%。     

弹簧钢连铸坯中心偏析的研究

为了探讨真空精炼和过热度对弹簧钢连铸坯中心偏析的影响,采用两种生产工艺:转炉→LF→VD→连铸和转炉→LF→连铸,并取不同的过热度(30℃和22℃),生产60Si2 Mn弹簧钢连铸坯。在矩形坯上取样分析碳和硫的偏析情况,并进行对比。其结果是:经过真空精炼,连铸坯的碳偏析指数从1.72降低到1.28;硫偏析指数从2.68降低到1.68。     

直接轧制中连铸坯输送节奏衔接的优化

通过运筹学中的排队理论,建立了方坯直轧系统中连铸坯排队模型,并对唐钢公司长材事业部方坯-棒材直轧系统分析优化,为企业生产管理提供理论依据。结果显示,当连铸机拉速为3.8 m/min,连铸坯定尺为11.9 m时,4流生产只能满足Φ 12 mm热轧带肋钢筋的轧制节奏,5流生产可以满足所有规格轧制节奏;拉速一定时,铸坯的最大等待时间随定尺的增大而增大,但生产中一般采用调整拉速来改变连铸坯平均等待时间,而非通过调整连铸坯定尺来实现;连铸坯输送过程,空冷到最低开轧温度所经历的时间应小于连铸坯的最大等待时间,此时直轧产线铸坯的直轧率最高;根据铸-轧通钢量相等的原则计算,方坯直轧应该采用少流数、高拉速,短定尺来组织生产,使铸-轧产能匹配同时减少直轧铸坯的头尾温差,降低生产事故风险;方坯直轧系统的主要问题是连铸坯剪切顺序、钢-轧节奏匹配问题、连铸坯的最大等待时间等3项核心问题。     

采用薄板坯连铸生产高表面质量冷轧钢板的可行性分析

薄板坯连铸由于拉速高,结晶器容量小,结晶器钢水液面波动高度和表面流速显著高于传统连铸,因此容易造成保护渣卷渣,这是薄板坯连铸生产高表面质量冷轧钢板钢种的主要困难所在。NUCOR、蒂森一克鲁伯等企业采用薄板坯连铸连轧工艺生产冷轧钢板的实践也表明,在表面质量方面与传统工艺产品尚有较大的差距。采用薄板坯连铸工艺生产优质冷轧钢种,应适当增加铸坯厚度,以降低拉速和增加结晶器对钢水流的缓冲作用,可采用120mm厚铸坯(结晶器出口),3m／min左右拉速。为了减少结晶器保护渣卷渣,应对中等厚度薄板坯连铸结晶器内钢水流动控制(SEN结构参数、SEN浸入深度、拉速等)、电磁制动、保护渣等开展深入的试验研究。     

天铁34Mn6圆坯的研发生产

叙述了天铁圆坯连铸机采用转炉过LF炉精炼生产34Mn6钢的生产工艺.生产过程中出现了钢水熔炼成分超标,断流、液面波动大、铸坯表面有裂纹及渣圈等问题,通过加强上下道工序间的联系,合理控制烤包时间,避免开浇炉次增碳及严格控制拉素和钢水温度等措施,实现了34Mn6钢的批量生产.     

Solidification Structure of Continuous Casting Large Round Billets under Mold Electromagnetic Stirring

The solidification structure of a continuous casting large round billet was analyzed by a cellular-automaton-finite-element coupling model using the ProCAST software.The actual and simulated solidification structures were compared under mold electromagnetic stirring (MEMS)conditions (current of 300 A and frequency of 3 Hz).There-after,the solidification structures of the large round billet were investigated under different superheats,casting speeds,and secondary cooling intensities.Finally,the effect of the MEMS current on the solidification structures was obtained under fixed superheat,casting speed,secondary cooling intensity,and MEMS frequency.The model accurately simulated the actual solidification structures of any steel,regardless of its size and the parameters used in the continuous casting process.The ratio of the central equiaxed grain zone was found to increase with decreasing su-perheat,increasing casting speed,decreasing secondary cooling intensity,and increasing MEMS current.The grain size obviously decreased with decreasing superheat and increasing MEMS current but was less sensitive to the casting speed and secondary cooling intensity.     

16MnNb钢圆坯连铸二冷制度的研究

 以某钢厂圆坯连铸机为研究对象,建立了连铸坯凝固传热模型。在不同拉速下对280 mm断面圆坯二次冷却过程进行仿真优化,确定了16MnNb钢合适的二冷制度。根据仿真结果,在最小工作拉速(0.9 m/min)下,矫直点处铸坯内弧表面中心温度为947 ℃,有效避开了铸坯的二次低延性区。在最大工作拉速(1.2 m/min)下,铸坯出结晶器时,其凝固坯壳厚度为19 mm,二冷初期产生漏钢等质量问题的可能性较小。不同拉速下,横断面温度场分布均匀。经低倍检测发现,铸坯表面及内部质量良好,无裂纹、疏松、缩孔等质量缺陷。     

电磁搅拌对石油管用圆坯内部质量的改善

针对P110级石油管用圆坯27Mn2Cr钢连铸坯凝固组织差、中心缩孔严重等缺陷,结合实际生产工艺进行分析,发现不适宜的电磁搅拌工艺及与拉速匹配性差是引起上述问题的主要原因。因此,对结晶器和末端电搅强度进行测量及优化,同时建立?220 mm规格圆坯凝固传热模型,以确定合理的连铸机拉速。通过分析表明,拉速由1.30 m/min提高至1.70 m/min并搭配合理的电搅工艺,铸坯中心等轴晶所占比例由16%提高至25%,中心缩孔消失;同时铸坯内部碳偏析指数范围由0.938~1.062缩小至0.951~1.038,改善了石油套管用圆坯的内部质量。     

电磁搅拌作用下水口深度对液面波动的影响

 结晶器内液面波动会影响连铸坯的质量,施加电磁搅拌使钢液的液面呈旋转抛物面。电磁搅拌电流过大或拉速过高会造成保护渣卷渣现象,对铸坯质量造成不利的影响。以某钢厂[?]250 mm连铸圆坯结晶器电磁搅拌为研究对象,采用电磁-流体单相耦合的方式及流体体积函数VOF模型,建立描述结晶器电磁搅拌作用下液面波动的数学模型,研究电磁搅拌作用下浸入式水口深度对液面波动的影响。研究表明,通过增大水口深度,能够改善因电磁搅拌强度过大或拉速过大造成的卷渣现象,减小水口附近的液面波动。     

电磁搅拌对石油管用圆坯内部质量的改善

针对P110级石油管用圆坯27Mn2Cr钢连铸坯凝固组织差、中心缩孔严重等缺陷,结合实际生产工艺进行分析,发现不适宜的电磁搅拌工艺及与拉速匹配性差是引起上述问题的主要原因。因此,对结晶器和末端电搅强度进行测量及优化,同时建立?220 mm规格圆坯凝固传热模型,以确定合理的连铸机拉速。通过分析表明,拉速由1.30 m/min提高至1.70 m/min并搭配合理的电搅工艺,铸坯中心等轴晶所占比例由16%提高至25%,中心缩孔消失;同时铸坯内部碳偏析指数范围由0.938~1.062缩小至0.951~1.038,改善了石油套管用圆坯的内部质量。     

连铸工艺参数对圆管坯内部质量的影响初探

通过对圆管坯连铸钢水过热度、拉坯速度及二次冷却配水的系列试验,分析了其浇注工艺参数对铸坯内部裂纹及结晶组织结构的影响。通过进一步优化工艺参数,减少了圆管坯内部裂纹,扩大中心等轴晶区。缩短柱状晶区,使圆管坯质量得以改善,从而提高了圆管坯的穿孔性能,减少钢管内折。     

凝固末端电磁搅拌对钢管组织性能影响研究

针对宝铜电炉圆方坯连铸机末端电磁搅拌设备的投入使用,结合钢水浇铸的过热度、拉速以及二冷工艺,对比验证不同末端电磁搅拌工艺对连铸坯内部质量以及轧制钢管后对成品钢管成分均匀性、组织以及性能的影响,结果表明,经过组合电磁搅拌的钢管成分均匀性明显优于未使用末端电磁搅拌的工艺,冶金效果较理想,对钢管微观组织性能改善起到良好作用.     

82B硬线钢碳硫偏析的影响因素及合理工艺参数研究

以现场试验和实验室分析相结合的方法,对不同连铸工艺条件下生产的82B铸坯的碳硫偏析行为进行了系统研究。结果表明:过热度、拉速和末搅拌三个影响铸坯偏析的因素所起的作用随铸坯内部位置和偏析元素种类的不同而不同。针对中心碳硫偏析,拉速的影响大于其它两个因素。在拉速提高的情况下,适当增加二冷强度可以有效地减轻铸坯的碳硫偏析特别是中心部位的碳硫偏析。中间包的水力学模拟表明适宜的拉速为1.8 m/min。     

Development of the steel AISI 4145HM for senior petroleum drill of BX Steel

The Steel AISI 4145HM for senior petroleum drill of BX Steel was produced by the follow sheet: hot metal pretreatment→converter→LF→RH→caster 350 mm×470 mm rectangular billet→hot delivery→reheating→800 mill rolling→insulation→straightening→anneal→grinding→inspection→packaging and pay into treasury→shipment.Selected BX Steel particular hor metal,adopted hot metal desulphurization pretreatment technology.The LF refining making the white slag,and keep a certain time.The RH treatment must make sure the vacuum degree and refining time,more importantly controlling argon blowing process.In addition,must design proper technology data continuous casting similar superheat,casting speed,and specific water flow rate.Depend on technological measures,the product been had series of the qualities:homogeneity of chemical composition,low content of harmful elements,high purity,compact organization.Adopted the process of casting billet hot delivery and hot charging,used stepping heating furnace,and designing reasonable thermal parameters.Two -high reversing mill rough rolls preparation square billet,short - stress - path rolling mill rolls round bar.Steel products bad holding and controlling soaking time and temperature. Steel products bad annealed,and annealing process must been controlled for ensuring steel hardness uniform. For avoiding residual stress,steel been straightened before anneal.The test results and using effect shows that the producing with uniform annealing hardness and nice processing properties,nice overall mechanical properties,were recognized by users.