电磁旋流水口连铸技术对小方坯凝固组织形貌和宏观偏析的影响

在不同工业实验条件下,研究了电磁旋流水口技术对小方坯的凝固组织和C、S元素宏观偏析特征的影响规律,并与结晶器电磁搅拌所得结果相比较。结果表明,仅用电磁旋流水口技术,在电流频率为50 Hz时,随着电流强度由200 A升至600 A,等轴晶逐渐增多,而中心偏析严重程度先减轻后加重,在凝固组织以细小柱状晶为主时出现最优值。研究还表明,可以通过调整电磁旋流装置的电流参数来改变浸入式水口内钢水的旋流强度,进而获得不同凝固组织形貌和宏观偏析严重程度的铸坯。在本实验条件下,当装置的电流参数达到一定值后,电磁旋流水口技术在提高铸坯质量方面可以达到与结晶器电磁搅拌相同甚至更优的效果。     

电磁搅拌改善连铸钢坯宏观偏析的研究现状和发展

宏观偏析是连铸钢坯不可避免的凝固缺陷,严重的宏观偏析对钢铁产品力学性能和使用寿命有很大影响。目前,铸坯宏观偏析的控制已经取得了重大进展,许多技术已经在生产过程中得到广泛应用。从试验研究和数值模拟两个方面总结了国内外采用电磁搅拌解决铸坯宏观偏析技术的研究现状,对比了两种研究方法的特点,并对电磁搅拌影响铸坯偏析的因素进行了总结,为后续采用电磁搅拌解决铸坯偏析问题提供参考。     

连铸坯宏观与半宏观偏析行为表征

为了深入了解连铸坯宏观偏析和半宏观偏析的分布特征,采用碳硫检测、化学分析、直读光谱、金属原位分析方法研究连铸坯厚度方向C、Mn元素宏观偏析行为;通过连铸坯低倍组织腐蚀和图像扫描处理方法探究半宏观偏析分布特征。研究结果表明,碳硫检测和直读光谱检测方法可定量分析C元素宏观偏析,而Mn元素适合采用直读光谱和金属原位分析方法,半宏观偏析可通过半宏观偏析面积比和半宏观偏析度实现定量表征。在连铸坯厚度方向,随着距铸坯表面距离的增加,C元素和Mn元素偏析不断波动,在铸坯中心处偏析较大。半宏观偏析主要存在于铸坯芯部,在枝晶转变区和铸坯中心处半宏观偏析度达到最大值。     

废杂铜再生水平连铸黄铜铸坯的宏观偏析

以废杂铜再生生产的水平连铸黄铜铸坯为研究对象,研究铸坯中元素的宏观偏析,以及铸坯直径对宏观偏析的影响.结果表明,铸坯下表面处铜含量最低,从下到上其含量逐渐增加,在距离铸坯底部约30 mm处,铜含量有一个明显的增加,而后一直到铸坯的顶部,其变化幅度很小.铸坯下表面处铅含量最高,而后呈快速下降的变化规律,在20 mm内下降了约1.1％,再向铸坯的顶部变化时,总体上分布比较均匀,在130 mm内,最大波动约为0.21％.在同样的连铸条件下,减小铸坯直径,可以部分的降低宏观偏析的幅度,但是宏观偏析区域所占比例不会明显的减小.铜的分布不均匀主要是由于铅的分布不均匀造成的,并提出了解决铅偏析的方法.     

电磁连铸对镁合金凝固和偏析的影响

对电磁连铸AZ31镁合金的宏观组织,以及溶质元素在铸锭截面上的分布规律进行了工业化(生产)规模的实验研究.结果表明:合适与匹配的连铸工艺和电磁场处理可使镁铸坯晶粒组织细化.在拉速8 cm/min和表观直流电流40 A的电磁场条件下,φ162 mm圆坯的AZ31镁合金宏观凝固组织细化为均匀的等轴晶组织.同时,铸坯中溶质元素的偏析明显改善.以Zn,Mn元素为例,其平均偏析度分别比普通连铸下降73%和67%.     

CREM法抑制7075铝合金半连铸坯中溶质元素宏观偏析的机制

实验研究了CREM法半连铸7075铝合金过程中，低频交变电磁场对凝固前沿形态、微观组织结构、非平衡凝固液固相线位置、结晶区间间隔以及温度场和流动场的影响规律。并据此对CREM法抑制7075铝合金半连铸坯中溶质元素宏观偏析的机理进行了分析和说明。     

电磁搅拌对铝铜合金宏观组织及偏析的影响

为了改善铝铜合金在铸造过程中出现的密度偏析,研究了电磁搅拌对半固态Al-Cu合金宏观组织及偏析的影响。结果表明:电磁搅拌使得初生α-Al的径向分布更为均匀,改善了铸件的宏观偏析,且随着搅拌强度的增大,初生α-Al的分布也更均匀,即宏观偏析越小;电磁搅拌使得宏观组织显著细化,随着搅拌强度的提高,晶粒细化程度反而减弱。     

齿轮钢20CrMnTiH连铸大圆坯宏观偏析控制

针对直径为?650 mm的20CrMnTiH齿轮钢大圆坯质量不稳定问题,通过对比结晶器电磁搅拌、二冷比水量等参数,取样分析连铸工艺参数对铸坯低倍组织、碳偏析量的影响。结果表明,结晶器电磁搅拌强度200 A/1.5 Hz、二冷比水量37/26(0.101 L/kg)条件下的铸坯中心等轴晶率较高,且碳元素分布更均匀,碳极差为0.01%,因此,采用该参数可以保持较高的齿轮钢20CrMnTiH的铸坯中心等轴晶率并降低宏观偏析波动的情况。     

电磁振荡对半连铸7075Al合金的宏观偏析的抑制作用

研究了电磁振荡作用下半连铸7075Al合金铸锭微观组织及溶质元素在截面上的宏观分布规律,结果表明：在适当的电磁频率范围内（10-30Hz）,随着交变磁场感应线圈电流强度增加,铸坯中近球形组织增多,蔷薇型组织减少,晶粒整体尺寸变得更加细小和均匀,铸锭表面质量明显提高,宏观偏析现象在很大程度上得到了抑制和消除,从电磁振荡使得初凝壳高度降低、液穴深度变浅、温度场和浓度场趋于均匀、非枝晶化程度提高、溶质元素平衡分配系数增大,结晶区间变小等因素出发,首次尝试性对电磁振荡的宏观偏析抑制作用进行了解释和说明。     

7075铝合金CREM法半连铸坯中溶质元素的宏观分布

实验研究了CREM法(casting-refining-electromagnetic)中低频交变电磁场对半连铸7075铝合金凝固前沿形态、微观结构、非平衡凝固液固相线位置、结晶区间间隔的影响规律据此对CREM法抑制7075铝合金半连铸坯中溶质元素宏观偏析的机理进行了分析和说明．     

过热度及结晶器电磁搅拌对连铸坯凝固组织及偏析影响的热模拟研究

利用热模拟装置进行了不同过热度及结晶器电磁搅拌(mould electromagnetic stirring,M-EMS)参数下GCr15轴承钢的连铸试验,以研究过热度及M?EMS耦合作用对铸锭凝固组织和偏析的影响.结果表明:随着过热度的降低及搅拌电流的增大,铸锭的等轴晶率(EGR)提高,混晶率(MGR)降低.弱电磁搅...     

电磁搅拌对铸坯成分偏析影响的机理

本文提出一种溶质“析出－扩散”机理，对铸坯凝固过程中化学尬发偏析现象的产生原因做出一解释。根据这种析出－扩散机理，建立了数学模型，利用这个模型，可以预测各种溶质在凝固过程中发生偏析的倾向。在析出－扩散机理及其数学模型的基础上，可以合理地解释电磁搅拌导致化学成分发生偏析的原因，，并为选择合适的搅拌强度提供理论依据。     

低频电磁水平连铸新型超高强铝合金

在水平连铸过程中施加低频交变磁场,制备新型超高强铝合金铸锭,利用金相分析方法研究电磁场对铸锭质量的影响。结果表明,电磁场能提高铸锭表面质量,减少宏观偏析,细化宏观和微观组织。低频电磁水平连铸新型超高强铝合金铸锭经过挤压和热处理后屈服强度为742MPa,抗拉强度为758MPa,伸长率为8.5%。     

改善350 mm×470 mm矩形坯宏观偏析研究与实践

宏观偏析水平是衡量矩形坯铸坯质量的重要指标,宏观偏析分为中心偏析和中间偏析。从本钢矩形坯的生产实践出发,针对轻压下、电磁搅拌、二次冷却等工艺进行了大量对比试验。对试验铸坯进行了取样分析,通过检验计算不同工艺的碳偏析指数,总结出了轻压下、电磁搅拌等因素对于铸坯宏观偏析的影响规律：对于中心偏析来说,轻压下对于改善铸坯的中心偏析具有明显的作用,但与总压下量的大小没有显著线性对应关系;铸坯二次冷却越强,中心偏析越大;一定范围内,结晶器电搅电流的增加有助于改善铸坯中心偏析。对于中间偏析来说,轻压下对铸坯的中间偏析改善效果不明显;降低结晶器电磁搅拌电流,可以缩小铸坯中间碳偏析指数范围,改善铸坯的中间偏析。经工艺调整后,本钢矩形坯的中心偏析及中间偏析得到很大改善,轴承钢等高碳钢的中心碳偏析指数能够达到1.10以下,中低碳钢的中间碳偏析指数范围缩窄到0.95～1.05。     

连铸坯的中心偏析问题

本文阐述各种减轻铸坯中心偏析的办法,重点介绍几种在生产上已采和的措施及其效果。认为浇过程中,钢水的低过热度浇注是有效地减轻中心偏析的必要条件。     

GCr15轴承钢连铸坯宏观碳偏析的基本规律

主要针对GCr15轴承钢凝固过程较易出现宏观碳偏析的现象,研究分析了宏观碳偏析形成的基本规律。取兴澄、石钢和永通3个不同特殊钢厂用不同连铸工艺所产轴承钢连铸坯横截面不同部位的试样,分析研究了碳的质量分数。结果表明,径向比对角线方向宏观碳偏析大;连铸坯柱状晶发达,导致中心位置附近出现较严重的碳正偏析;较致密的凝固组织有利于减轻宏观偏析;纵切面上的碳呈周期性分布。     

电磁搅拌对C3604铜合金水平连铸坯组织性能的影响

研究了C3604铜合金在有无电磁搅拌下水平连铸得到的铸坯横截面宏观组织、微观组织形貌及硬度的分布。试验结果表明,在C3604铜合金水平连铸的过程中施加电磁搅拌能有效地细化晶粒并使得横断面上中下三点铅分布和硬度也趋于一致。在所选择的频率和电流强度范围内,35 Hz和100 A的搅拌效果最佳。施加电磁搅拌之后,铸锭表面着水线由原先与水平成一定角度变为垂直。说明上下凝固界面在结晶器内同一位置,消除了因上下冷却程度不均匀造成最终凝固位置偏离中心线向上偏离的现象。施加电磁搅拌后切削的铜屑大小均匀,切削性能好。矫直效果稳定且直度均匀,不会发生弯曲,其产品交检合格率高于以往产品的交检合格率。     

特殊钢连铸方坯中心区域宏观偏析定量化模型研究

在前人研究成果与实际连铸坯的基础上提出了新的连铸方坯中心区域宏观偏析定量化模型。该模型认为连铸方坯中心区域宏观偏析的形成过程概括为"凝固组织的确定"与"中心区域宏观偏析的形成"两个区域,并且将第二区域分为枝晶间液相的流动与重熔的发生、负偏析区的出现、中心线偏析的最终形成三个阶段。同时,对某工厂实际连铸坯进行了相应的定量化模型研究。研究结果表明要改善此连铸方坯中心区域宏观偏析的程度,最好在中心线位置处的固相率为0.76之前采取相应的措施;要想改变连铸坯的凝固组织,最好在中心线位置处的固相率为0.38之前采取相应的措施。     

水平电磁连铸空心铜管坯组织和性能研究

提出在中试水平的空心铜管坯水平连铸过程中施加工频电磁场,分析其对铜管坯组织和性能的影响.结果表明：与未施加电磁场时相比,施加电流强度为140A的工频电磁场后,水平连铸空心铜管坯的组织显著细化,平均晶粒度由未施加磁场时的3.1提高到8.3,周向组织均匀性也得到明显改善;抗拉强度提高40%左右,延伸率提高50%左右.     

连铸板坯鼓肚变形与宏观偏析的有限元分析

鼓肚变形及因变形引起的中心线偏析是影响板坯质量的重要因素.法国冶金部和一些企业组织了优化钢铁生产的项目,采用数值方法研究和优化连铸工艺.介绍了巴黎高等矿业学校在连铸过程数值仿真方面的研究成果.