利用倒角结晶器消除连铸板坯的角横裂纹缺陷

 提出一种用以解决连铸板坯角横裂纹缺陷的倒角结晶器技术。倒角结晶器的数值仿真和工业化试验表明：倒角铸坯在连铸矫直区角部温度可以提高70℃以上,能够避开钢的高温低塑性区;同时,倒角的特殊的结构形式可以降低铸坯角部的Z向应力,有助于控制角横裂纹缺陷。     

鞍钢连铸倒角结晶器的应用实践

针对鞍钢股份有限公司炼钢总厂四分厂含磷、铌铸坯角部横裂纹严重的问题,采用了倒角结晶器技术,优化了足辊结构,调整了结晶器窄侧冷却水流量,提高了锥度值。结果表明,铸坯在连铸矫直区角部温度可以提高100℃以上,角部横裂纹发生率降低了95%。     

倒角结构对连铸坯角部温度的影响及角横裂控制工业试验

以控制铌、钛微合金化钢板坯角部横裂纹为目标,在马鞍山钢铁股份有限公司板坯连铸机上开发并应用倒角结晶器技术。建立三维稳态传热模型,采用数值模拟的方法研究了倒角结构对连铸坯角部温度的影响,通过工业试验对比分析了不同角部形状板坯角部横裂纹的控制效果。数值模拟结果表明:铸坯角部由直角变为钝角后,角部温度明显提高;距弯月面900mm处,角部温度由788℃提高到1 091℃以上,铸坯宽面角部的角度分别为120°,125°,127°时,其角部温度依次为1 091,1 128,1 110℃,相应地铸坯窄面角部的温度依次为1 254,1 240,1 209℃。工业试验结果表明:采用倒角结晶器和二冷弱冷工艺后,角部横裂纹得到了有效控制,铸坯宽面角部的角度为125°时,角部横裂纹发生比例最低,铸坯质量满足热送直轧要求。     

板坯角横裂成因及控制措施

针对微合金化钢角部横裂纹缺陷,从连铸工艺角度分析了板坯角横裂的形成原因,提出了微合金化钢角部横裂纹缺陷的控制措施。通过优化二次冷却强度、稳定结晶器液面、提高铸机精度、调整二冷喷嘴宽度、采用倒角结晶器及控制钢液增氮等措施,提高了铸坯表面质量,板坯角部横裂纹得到了有效改善,缺陷发生率由24%降低至2%。     

舞钢生产连铸坯表面角部横裂纹的成因分析

针对舞钢1 900 mm板坯连铸机生产连铸坯角部经常出现的横裂纹,从连铸坯裂纹产生机理和影响因素角度进行分析,最终确定铸坯角部矫直温度过低以及边部存在凹陷是角部横裂纹产生的主要原因,对此提出了预防措施。通过结晶器锥度、一冷水、二冷水等工艺参数优化及设备改造,有效地控制了连铸坯角部横裂纹的产生。     

攀钢低合金钢板坯角横裂缺陷的控制技术

分析了结晶器液面波动、结晶器锥度、结晶器冷却制度、连铸保护渣、二冷制度等连铸工艺对低合金钢板坯角部横裂纹缺陷的影响,在此基础上,提出了改善板坯角部横裂纹的有效措施,即稳定结晶器液面、优化结晶器锥度、弱化结晶器冷却和连铸二次冷却,改进连铸保护渣等.研究结果经实施应用,明显减轻了板坯角部横裂纹缺陷,消除了因低合金高强度钢连铸坯角部横裂纹缺陷引起的热轧板卷边裂缺陷.     

倒角连铸坯角部纵向裂纹形成机制及控制

 倒角结晶器是控制板坯角部横向裂纹的有效方法之一,但角部纵向裂纹是倒角连铸坯易发的缺陷,这成为了倒角结晶器大规模应用的最大障碍。通过研究倒角结晶器生产工艺参数、设备精度以及喷嘴堵塞等因素对倒角连铸坯角部纵向裂纹的影响,确定了角部纵向裂纹发生的机制。研究表明,倒角结晶器窄面锥度不合理、0段和1段连接偏差以及喷嘴堵塞等是角部纵向裂纹产生的主要原因。通过采取有效措施,可以将倒角连铸坯角部纵向裂纹发生率降低到0.6%以下,使得倒角结晶器实现大规模的工业应用。     

宽厚连铸板坯角部裂纹控制技术开发

 针对直弧型大型连铸机钢液中夹杂物更容易上浮到结晶器液面,有利于降低板坯中的夹杂物质量分数,生产宽厚板坯时角部容易出现横裂纹也容易出现纵裂纹的特点,重钢3号连铸机通过大倒角结晶器技术开发、直弧型连铸机对弧技术优化、板坯宽窄面鼓肚预防等工作降低坯壳所受到的应力;通过大倒角结晶器开发、二冷喷嘴布置优化、二冷动态配水等工作,使板坯温度避开钢的第三脆性区。这两方面综合作用的结果是,2014年2月至12月板坯角部裂纹率为零,解决了板坯角部横裂纹和纵裂纹问题。     

板坯连铸倒角结晶器的开发与试验应用置

针对某钢厂板坯连铸铸坯常出现角部横裂纹缺陷,建立了全面考虑保护渣和气隙对传热影响的结晶器与铸坯二维瞬态热力耦合有限元模型,研究了窄面铜板在不同倒角结构下铸坯的凝固收缩行为,分析了铸坯在结晶器内的温度和应力分布情况。数值模拟结果表明结晶器窄面铜板倒角过大或过小,都不利于铸坯温度的均匀分布;对断面厚度为220mm的铸坯,窄面铜板采用20mm~25mm×30°~45°倒角时,铸坯表面温度分布最均匀,各应力指数分布较合理。根据模拟结果开发了25mm×30°和25mm×45°两套倒角结晶器并上线试验,试验结果表明倒角结晶器能较好的控制铸坯角部横裂纹,特别是对于含硼等微合金元素裂纹敏感钢种,通过抛光、低倍和酸洗样观察,未发现角部横裂纹。     

舞钢连铸生产铸坯角部裂纹控制工艺探索

针对舞钢1 900 mm板坯连铸机经常出现的连铸坯角部横裂纹缺陷,从裂纹产生机理和影响因素进行分析,最终确定连铸坯角部矫直温度过低以及边部存在凹陷是角部横裂纹产生的主要原因。在连铸机没有配置液压振动、动态轻压下、电磁搅拌等先进设备的情况下,通过结晶器锥度、一次冷却、二次冷却等工艺参数优化,创新应用热行法生产工艺,结合设备改造,有效地控制了连铸坯角部横裂纹的产生,连铸坯表面裂纹缺陷问题得到缓解。     

含铌钢板坯角横裂纹的控制

采用金相显微镜和扫描电镜分析了含铌微合金化钢铸坯角部横裂纹的形成原因.发现矫直区铸坯角部温度位于该钢种第Ⅲ脆性温度区间内;拉速波动导致角部温度变化较大;二冷喷嘴状况不好导致两边角部温度相差较大.采用提高拉速、矫直区铸坯角部喷嘴遮挡等"热行"方法后,铸坯角部温度明显提高,铸坯的角横裂纹的发生率大大降低,但铸坯中心偏析恶化.采用增加角部喷嘴的"冷行"方法后,铸坯角部温度明显降低,铸坯的角横裂纹和中心偏析大大改善.     

含硼钢板坯边角裂纹的成因与控制

 采用金相显微镜、扫描电镜和Gleeble-3800热模拟试验机分析了含硼微合金化钢板边角部表面裂纹的形成原因。发现二冷矫直区铸坯内弧边角部温度位于该钢种第3脆性温度区间内,拉速较低和二冷水表及喷嘴布置不合理导致了内弧两边角部温度较低。采用提高拉速、遮挡矫直区铸坯角部喷嘴和适当降低二冷水表等“热行”方法后,结合调整动态轻压下参数使得铸坯角部温度明显提高,铸坯的边角裂纹和内部质量均得到显著改善。     

微合金钢连铸坯角部裂纹控制技术研发及应用

微合金钢连铸过程频发铸坯角部裂纹缺陷是钢铁行业的共性技术难题。基于微合金钢铸坯角部裂纹组织结构与析出特征检测，以及铸坯在结晶器与二冷铸流内的凝固热/力学行为演变规律定量化模拟，开发形成了基于新型角部高效传热曲面结晶器和铸坯二冷高温区角部晶粒超细化控冷工艺与装备的微合金钢连铸坯角部裂纹控制技术。研究结果表明，传统板坯连铸工艺下，窄面直线型结晶器无法充分补偿坯壳收缩，致使厚保护渣膜与气隙在坯壳角部集中生成，大幅降低了结晶器中下部坯壳角部传热，引发微合金碳氮化物沿奥氏体晶界析出。传统二冷配水条件下，奥氏体晶界不可避免生成先共析铁素体膜低塑性组织。两者共同作用致使铸坯角部高温塑性不足而引发裂纹。通过开发新型曲面结晶器，坯壳角部于其内高效传热，凝固全程冷却速度大于5℃/s，弥散化了微合金碳氮化物高温析出。同时，基于窄面足辊超强冷新控冷结构，对铸坯角部实施γ→α→γ循环相变，铸坯角部晶粒显著超细化，高塑化控制了铸坯角部裂纹产生。     

不同角部形状特厚矩形坯凝固传热及应变数值模拟

 为了更加有效控制和减少连铸坯的角部横裂纹质量缺陷,根据其形成的机制,针对两种新型铸坯模型,即圆角和倒角模型进行研究。通过建立特厚连铸矩形坯在凝固过程的传热模型并进行数值模拟,得到铸坯在凝固过程沿拉速方向上温度场和坯壳厚度的分布规律,并在此基础上建立热力耦合模型,分析铸坯的应力变化,讨论了产生裂纹的可能性。研究结果表明,通过对比传统直角模型,得出圆角和倒角模型对铸坯角部温度场和应力场两个方面的分布状况都有改善,即新铸坯模型角部温度在连铸矫直段有效避开了钢的高温脆性区,同时降低了铸坯角部的应力值,减小了角部裂纹产生的可能性。     

倒角结晶器在涟钢板坯连铸生产中的应用

 为了消除微合金化钢连铸板坯的角部裂纹缺陷,使得板坯在不进行离线切角的条件下满足轧制要求,采用倒角结晶器技术进行了大量的工业试验,分析并解决了倒角型板坯存在的角纵裂及结疤问题,实现了该技术的规模化连续生产。工业应用结果表明,倒角结晶器技术不仅能够控制板坯的角横裂缺陷,而且能够大幅度降低超低碳钢热轧板卷边直裂的发生率,因此可为钢铁企业带来巨大的经济效益。     

连铸连轧卷板边部线状缺陷的形成机制

边部线状缺陷是热轧卷板最为常见的缺陷之一,与连铸坯缺陷、轧制工艺与装备等因素有关,难以判定产生的关键工序,严重影响了热轧卷板表面质量的有效控制.为了探明其形成机制,采用扫描电镜、金相显微镜及酸洗等手段表征了某公司Q355、Q235钢热轧板的典型线状缺陷及铸坯边角部裂纹特征,结果表明:线状缺陷表面及横截面上均含有Ca、S...     

低合金钢Q345E铸坯角部横裂纹的控制

为了减少低合金钢Q345E铸坯角部横裂纹,鞍钢股份有限公司炼钢总厂从优化钢水合金成分和优化LF-连铸工艺操作两方面采取措施后,低合金钢Q345E铸坯角部横裂纹率从45.5%降至31.8%,横裂纹尺寸从5~15 mm降至3~8 mm,铸坯质量得到改善。     

微合金化钢连铸坯角部横裂纹形成机制

为研究微合金钢连铸坯角部横裂纹缺陷形成机制问题,从理论上研究了连铸过程第二相粒子的析出行为,并在板坯连铸生产中进行"卧坯"试验。研究结果表明:X65管线钢中碳氮化钛、碳氮化铌、氮化铝的开始析出温度分别为1 508、1 123、1 165℃,析出峰值温度分别为1 360、870和840℃;"卧坯"试验发现结晶器内及垂直段无裂纹,在距弯月面3 270mm处,即对应于弯曲开始后710mm开始出现多处外弧横裂纹,而弧形段内无内弧裂纹,在弯曲段铸坯角部温度处于钢的第Ⅲ脆性区,同时外弧受拉应力,这是造成外弧角横裂产生的主要原因。