轻压下帘线钢大方坯成分偏析特征及形成机制

在工业试验的基础上,对高碳钢大方坯实施轻压下后铸坯中心区域产生严重的负偏析与微弱的正偏析的形成机制进行了探讨与分析,研究发现:铸坯实施轻压下后,优先生长的上下两层的树枝晶会在外力的作用下发生碰撞、折断破碎,折断破碎的细小晶粒在钢液的强迫流动作用下随机漂流到铸坯中心区域成为新的晶核,从而使其周围钢液先凝固,形成负偏析;此后富集元素钢液凝固形成微弱的正偏析。     

利用连续锻压技术改善连铸坯中心偏析

在连铸过程中,现有的改善连铸坯中心偏析的方法对防止中心偏析的效果都不太好。为了有效的改善连铸坯中心偏析,连续锻压技术已引起人们的普遍关注。连续锻压法是利用锻压装置对连铸坯最后凝固部位连续施加机械能的技术,既能把最后浓缩的钢液排除,同时又将最后凝固的树枝晶组织破碎从而     

轻压下条件下管线钢铸坯凝固组织与中心偏析的关系

 为研究在动态轻压下条件下等轴晶和柱状晶组织与管线钢板坯中心偏析的关系,试验通过改变中包钢水过热度来获得铸坯中心不同凝固组织,并分析不同凝固组织内的中心偏析情况。试验铸坯分别采用热酸腐蚀、化学分析的方法,定性、定量分析过热度在11~32℃之间,铸坯厚度方向上元素含量分布和不同凝固组织中的偏析形貌。结果显示：过热度在14℃以下的坯样中心为等轴晶组织,过热度在20℃以上的坯样中心完全为柱状晶组织;在现有轻压下条件下,中心为等轴晶和过热度为32℃时中心柱状晶组织的坯样中心偏析度均较低,但因铸坯中心整个等轴晶区内会分布着偏析点,因而较之中心柱状晶组织,中心为等轴晶组织中点状偏析分布范围较宽;当中心为柱状晶组织时,适当提高过热度、优化压下量,可降低中心偏析度,提高中心偏析评级。     

连铸坯微观及宏观偏析数学模型的研究进展

对连铸坯微观和宏观偏析模型及树枝晶间液相流动的研究进展进行了评述，采用近平衡凝固过程溶质再分配理论并结合连铸传热数学模型对连铸坯微观及宏观偏析的定量解析方法进行了分析。     

55SiMnVB连铸坯内部质量研究

对55SiMnVB弹簧钢采用与不采用电磁搅拌铸坯的凝固组织作了分析;测定微观结构——树枝晶二次枝晶臂间距的尺寸并进行了研究,同时对铸坯中的非金属夹杂物作了金相形貌的观察与鉴定。发现铸坯中不仅有硫化物、三氧化二铝、铁锰硅酸盐,而且有含Ca的大型夹杂物群。实验证明:现有电磁搅拌工艺对改善铸坯中心疏松、降低铸坯中心偏析有效果,但对减少钢中夹杂物及改善其分布的作用及扩大等轴晶区效果不明显。     

49MnVS3非调质钢连铸方坯中心裂纹分析

采用金相、扫描电镜及能谱分析了连铸方坯中心位置的宏观和微观特征.发现偏析是导致中心裂纹产生的主要原因,裂纹发生在柱状晶末端和粗大等轴晶区,沿一次枝晶晶界展开;开裂方式为沿晶开裂,开裂时期处于液相.存在两种晶界偏析,一种为析出的MnS夹杂物,另一种为聚集的浓化钢液.中心位置析出物未达到非调质钢质量要求.      

连铸板坯二冷区沿宽度方向不均匀冷却对其内部质量的影响

通过铸坯表面温度实测和凝固模拟发现,在3个喷嘴下方和两侧边角处,铸坯表面和内部相对应都不同程度地存在5处较低温度区,其间相邻4处较高温度区.中心裂纹和三角区裂纹大多发生于铸坯内部的较低温度区域,在凝固后期,较高温度区尚未凝固的钢液使坯壳膨胀,将相邻较低温度区域刚结束或基本结束凝固的部分拉开而形成裂纹,冷却凝固越不均匀裂纹发生越频繁.并发现较高温度区域的中心偏析更为严重.     

含硼普碳钢表面纵裂纹控制

安钢生产的含硼普碳钢宽板坯出现大量表面纵裂纹,为降低其对产品质量的影响,对其产生原因进行了理论分析和生产试验研究,结果表明,引起含硼普碳钢宽板坯纵裂纹的原因是结晶器内钢中B在树枝晶晶界偏析和钢质带来的凝固坯壳厚度差异,以及凝固坯壳收缩不均匀和拉速波动导致坯壳开裂。通过优化转炉脱氧工艺、调整硼合金加入时机和加入量、制定合理的结晶器冷却制度、改进拉速控制和液面操作等措施,降低了含硼钢铸坯的裂纹发生率,提高了产品质量和铸坯合格率。     

焊接高强钢HG785粗轧开裂原因分析

焊接高强度钢坯在粗轧时开裂,采用金相显微镜和扫描电镜对开裂钢坯进行了观察和分析。结果表明,同批次的钢坯存在中间裂纹和中心等轴晶区的偏移,开裂钢坯的表面和截面均观察到砷富集的现象;分析认为钢坯上下板面冷却速度的不同导致钢坯内部存在较大的内应力,在拉坯时树枝晶间产生中间裂纹,并在粗轧时导致钢坯开裂,而砷富集则导致网状热裂纹的形成。     

钢水流动对凝固组织影响的模型

在大方坯、小方坯铸造中，为了防止中心偏析和中心疏松，在结晶器内和凝固末端，采用电磁搅拌使凝固组织等轴晶化，在凝固末期采用轻压下技术来防止凝固收缩时的钢水流动。但是对偏析晶粒影响很大的等轴晶率和等轴晶粒大小，因钢种、铸坯尺寸、铸造速度、钢水过热度及流动条件等会发生怎样的变化，目前还未建立定量的推定方法。     

模具钢电渣重熔铸坯凝固组织形貌的分形特征

为了更为精细化地表达及控制铸坯质量,以H13模具钢电渣重熔铸坯凝固组织为研究对象,引入分形维数对其主体形貌特征进行定量描述。结果表明,基于数盒子法计算得到的分形维数可定量表征凝固组织形貌的自相似复杂程度,其值从柱状晶向中心等轴晶先减小后增大;凝固组织分形维数可作为衡量铸坯偏析程度（偏析率大小）的指标,且分形维数越大,对应区域偏析率越小,偏析越轻;通过凝固组织分形维数、偏析率和偏析点平均面积与二次枝晶间距关系的研究发现,使用二次枝晶间距表征铸坯凝固组织形貌差异并由此反映偏析程度的方法存在局限性。     

国内外2205双相钢连铸坯凝固组织及碳偏析分析

以国内外两家先进不锈钢生产企业的2205双相不锈钢连铸方坯为研究对象,对比分析了其相应的凝固组织特征和宏观碳偏析分布。研究发现,国外2205连铸坯凝固组织柱状晶较为发达,柱状晶比例为76%,宏观碳偏析总体较低;而国内2205连铸坯等轴晶占主要部分,等轴晶比例为58%,存在严重的中心碳偏析。通过进一步对比国外样品柱状晶区和等轴晶区的致密度得出,柱状晶区平均致密度为0.89,高于等轴晶的0.84,高致密度的凝固组织对降低宏观偏析有利。因此,为了获得较为均匀的连铸坯成分和较低的宏观偏析度,合理的柱状晶和等轴晶比例非常重要。     

Φ270 mm圆坯末端电磁搅拌工艺的研究

试验分析了不同凝固末端电磁搅拌(F-EMS)参数对Φ270 mm断面铸坯中心等轴晶比率和碳偏析指数等的影响。结果表明,连铸中碳钢时,末端电磁搅拌参数采用300 A/10Hz,可使铸坯中心等轴晶率达到35%以上,铸坯中心碳偏析指数小于1.05。     

模具钢电渣重熔铸坯凝固组织形貌的分形特征

为了更为精细化地表达及控制铸坯质量,以H13模具钢电渣重熔铸坯凝固组织为研究对象,引入分形维数对其主体形貌特征进行定量描述。结果表明,基于数盒子法计算得到的分形维数可定量表征凝固组织形貌的自相似复杂程度,其值从柱状晶向中心等轴晶先减小后增大;凝固组织分形维数可作为衡量铸坯偏析程度(偏析率大小)的指标,且分形维数越大,对应区域偏析率越小,偏析越轻;通过凝固组织分形维数、偏析率和偏析点平均面积与二次枝晶间距关系的研究发现,使用二次枝晶间距表征铸坯凝固组织形貌差异并由此反映偏析程度的方法存在局限性。     

高碳钢矩形坯轻压下中心负偏析形成机理

高碳钢82A断面180 mm × 240 mm矩形坯轻压下试验中,铸坯心部碳元素产生了负偏析现象.将轻压下工艺与负偏析形成条件相结合,对中心负偏析形成机理进行了探讨.结果表明,轻压下消除了枝晶间富集溶质钢液向铸坯中心流动通道,铸坯中心受枝晶间富集溶质液体流动影响较小;凝固过程中心负偏析产生条件为vr/R＜-0.042 2,即液相流动速度vr和凝固速度R方向相反为形成中心负偏析的必要而非充分条件;轻压下易满足该条件并在此基础上提出了2种形成机理,即轻压下挤压作用导致心部钢液流动速度方向的改变或者脱落枝晶在铸坯心部先形核凝固导致凝固速度方向的改变都可能导致中心负偏析的形成.     

轻压下对管线钢连铸坯中心偏析影响的研究

介绍了不同的动态轻压下位置对铸坯内部质量的影响.通过对试验铸坯横断面的低倍枝晶检验和沿铸坯厚度方向上的化学成分分析,发现动态轻压下对连铸板坯中心偏析的改善效果十分明显.枝晶检验结果表明, 5块X70管线钢试验铸坯中心偏析等级均在B0.5以下,中间裂纹和三角区裂纹等级也都小于0.5.虽然5块铸坯的轻压下位置有所不同,但铸坯内部质量均为良好,达到内控标准.同时根据化学成分分析结果计算元素沿厚度方向上的偏析比发现:浇铸管线钢板坯较佳的动态轻压下位置应为fs=0.5~0.8.     

末端电磁搅拌参数优化对重轨钢铸坯质量的影响

通过对1#铸机设备改造前后所生产的重轨钢坯内外部质量对比,分析了1#铸机采用不同的凝固末端搅拌参数对重轨钢铸坯的中心碳偏析指数、疏松、及铸坯凝固组织的影响,得出1#铸机280 mm×380 mm断面重轨钢在拉速为0.6 m/min、过热度为25℃的连铸工艺参数条件下,凝固末端电磁搅拌参数为350 A/8 Hz,不仅使铸坯等轴晶率为25%~30%,也可使铸坯中心碳偏析指数均控制在1.10以下。     

55SiMnVB连铸坯的凝固组织与质量

分析了５５ＳｉＭｎＶＢ弹簧钢铸坯的凝固组织，测定了树枝晶二次枝晶臂间距，同时对铸坯中的非金属夹杂物了金相形貌的观察与复写，结果表明，５５ＳｉＭｎＶＢ弹簧钢铸坯的凝固组织较疏轻，二次枝晶臂间距较一般合金结构钢小（１００～２５０μｍ）；激冷层较薄（６～８ｍｍ）；中心等轴晶率低（２０％～２６％），铸坯夹杂物含量偏高（０．７１％～１．２８％），降低钢液过热度和提高凝固末端电磁搅拌强度，对减轻偏析，提高中心     

连铸方坯拉坯方向凝固行为与偏析控制研究进展

连铸方坯是棒线类钢铁产品的主要母材,其宏观/半宏观偏析等缺陷,一定程度反映了铸坯成分分布和组织性能的不均匀,是影响高端钢材质量提升的重要因素。从二维横断面入手对铸坯内部低倍组织进行表征、分析与优化是目前铸坯内部偏析缺陷调控的主要手段;然而,铸坯内部凝固枝晶和中心偏析均具有三维空间形貌和分布特征,导致仅通过二维横断面进行研究可能会存在一定误差;同时,连铸拉坯方向（垂直于横断面）上凝固枝晶与偏析的波动特征能够更直观地反映连铸坯内部组织性能和质量沿长度方向的波动,这也是影响高品质钢连铸坯及后续产品质量稳定性的关键之一。从凝固行为特点、组织波动变化规律、中心偏析控制等3个方面总结讨论近年来连铸方坯拉坯方向的凝固行为与偏析控制研究进展。CET转变是铸坯凝固组织调控的重点,其判定依据及其与偏析相关性的研究表明,拉坯方向上CET位置存在波动性且与中心偏析形貌特征相关。液相穴内非对称流场及温度变化会造成拉坯方向凝固枝晶的波动特征以及凝固终点的周期性波动;同时,实际铸坯以及相关定性定量模型也表明了拉坯方向偏析元素的分布具有波动特征,并可以利用时间序列技术等方法展开解析。中心偏析控制技术的发展明显提升了连...     

采用控制平面压下技术改造连铸坯的中心偏析

为了改善连铸坯的中心偏析 ,开发了一种叫做“控制平面压下”的新技术。采用这项技术用移动压块对未凝固坯进行支撑及压下来约束凝固最终阶段时的钢液移动以防止鼓肚并补偿凝固收缩。结果发现 ,采用控制平面压下技术可将连铸坯的中心偏析改善到相当于枝晶间显微偏析的水平。为了通过控制平面压下技术彻底消除中心偏析问题 ,重要的是对未凝固坯施加一个最佳压下斜度并最大限度地减小上下两个移动块之间的压下斜度之差。1　前言随着钢材使用环境的不断严酷 ,高热输入焊接低温用钢材的接头韧性及管线钢的耐酸性气体特性等的质量保证水平也更加…