Q235连铸板坯角部裂纹形成机理及控制

为了解决Q235连铸坯角部裂纹缺陷,采用缺陷微观形貌分析和工艺参数影响规律统计分析相结合的方法研究了缺陷形成原因。结果表明：铸坯矫直前AlN大量析出是其产生角部裂纹的主要原因。基于AlN析出热力学分析,随着钢中铝和氮含量降低,AlN开始析出的温度下降,矫直温度范围内AlN析出量显著减少。考虑实际生产,确定了降铝措施作为改善铸坯角部裂纹缺陷的控制措施,现场应用后,Q235连铸板坯角部裂纹指数由3.59下降到0.19,钢中铝的质量分数平均下降126.64×10^-4%,合金使用成本降低。     

SS400铝镇静钢连铸板坯角横裂纹成因及对策

针对SS400铝镇静钢连铸板坯的角横裂纹缺陷问题,研究了铸坯的高温力学性能、铸坯在矫直区内的角部温度,同时对铸坯角横裂纹缺陷试样进行了金相分析并对裂纹表面进行了SEM观察.研究分析认为对于SS400铝镇静钢,在800 ℃左右,奥氏体向铁素体转变引起的晶间脆化以及在更高温度开始析出的AlN对晶界的脆化降低了钢的延塑性,使得铸坯在这一温度附近矫直时导致角部出现沿晶开裂.在对连铸机二冷喷嘴水量分布研究的基础上,通过更改二冷喷嘴的位置和排布方式,减弱了对铸坯角部的冷却,从而有效地避免了角横裂纹缺陷的发生.     

HPB300中间裂纹产生原因分析

新钢第一炼钢厂在生产HPB300钢时偶尔会出现连铸机六流全部中间裂纹的质量缺陷,铸坯切割端面有火焰冒出。本文从金相组织、夹杂物入手进行分析,发现钢中脱氧产物在晶界析出是产生裂纹的诱因,连铸比水量过高且不均匀是产生中间裂纹的主要原因。     

夹杂物对20Mn23AlV钢中厚板边部开裂缺陷的影响

采用连铸工艺生产的20Mn23AlV钢铸坯(w(C)=0.04%～0.12%,w(Si)≤0.50%,w(Mn)=21.50%～25.00%,w(P)≤0.030%,w(S)≤0.030%,w(Al)=1.50%～2.50%,w(V)=0.04%～0.10%),在热轧过程中容易出现边部开裂缺陷,严重影响了正常生产。通过对铸坯缺陷部位进行化学成分分析和扫描电镜分析,认定中厚板边部开裂的主要原因是:在第三脆性温度区间,氮化铝在奥氏体晶界析出,降低奥氏体晶界的结合能,进而降低了钢的塑性;钢中锰含量高,凝固过程中柱状晶组织发达,易形成穿晶组织、裂纹等缺陷;在连铸生产过程发生卷渣,卷入铸坯的夹杂物与基体的延展性不同,随着轧制的进行而产生裂纹。对炼钢及连铸过程工艺参数进行了优化,降低了钢中氮化铝夹杂数量,减少了保护渣卷入钢水中的频次,中厚板边部开裂率由28%降低至3%以下。     

低合金钢宽厚铸坯直装工艺研究

为实现低合金钢宽厚铸坯的直装轧制,结合生产实际,选取Q345B钢为代表钢种,以入炉前铸坯表面温度为参数,分3个温度区域进行直装工艺研究,结果发现低温区和高温区直装轧制钢板裂纹较少,中温区直装轧板裂纹的较多,这是由于γ晶界析出的先共析铁素体(α相)网膜造成;对低温区直装轧制钢板冷弯裂纹进行了检验分析,发现钢板内带状组织、MnS夹杂是产生裂纹的重要原因;分析铸坯金相组织控制、夹杂物控制、析出物控制对直装轧制钢板质量的影响,直装工艺要避免铸坯的金相组织进入两相区,避免γ晶界析出先共析铁素体(α相)网膜,生产中应尽可能降低硫含量或添加一定量的稀土元素以改变MnS夹杂的存在状态,调整微合金元素含量,以保证充分发挥微合金元素的强化作用。     

板材边裂成因分析及控制

分析了板材边裂的形貌及其金相组织,认为连铸坯角部横裂纹是形成板材边裂缺陷的主要原因。在此基础上,提出了改进铸坯角部横裂纹的有效措施,即控制钢中N、S和P等有害元素含量,优化二冷配水,有效控制了铸坯角部横裂纹缺陷,板材边裂比例由2010年的1.25%降至2011年的0.80%。     

微钛固氮降低含铌钢皮下裂纹敏感性的机理

 降低含铌低合金钢铸坯的裂纹敏感性,是实现热装热送工艺的必要条件,采用超高温激光共聚焦显微镜(HT-CLSM)、透射电镜(TEM)等手段研究了钛含量不同的含铌低合金钢(Q390、Q390GJD)高温铸坯的晶粒度及析出物特征,旨在揭示微钛固氮降低含铌钢皮下裂纹敏感性的机理。热力学计算与TEM检测结果表明,增加钢中钛质量分数(由0.010%上升到0.023%)提高了氮化钛粒子的析出温度(大于1 400 ℃),高温析出细小弥散的氮化钛粒子可钉扎奥氏体晶界,细化高温铸坯的晶粒度(由4级变成6.5级),晶粒尺寸降低了约44%,使高温铸坯的裂纹敏感性明显降低;氮化钛粒子优先析出固氮降低了铌碳氮化物、氮化铝的开始析出温度,并作为异质形核核心,抑制了铌、铝析出物在晶界析出概率,降低了析出物脆化晶界的危害。通过微钛固氮调控氮化物的析出温度、析出位置及细化晶粒的作用,有效降低了含铌钢第三脆性温度槽的宽度和深度,同时,高温抗拉强度提高了21.3%~27.5%,铸坯皮下裂纹发生率降低了80%以上。为了避免析出物的晶界链状析出导致含铌钢铸坯热装轧制裂纹,应将其钛质量分数控制在0.015%~0.020%的合理范围。     

S355J2钢低温脆性区对表面横裂纹的影响研究

针对目前国内某钢厂生产S355J2钢时产生大量表面横裂纹的现状,利用扫描电镜、EDS能谱仪对铸坯表面横裂纹进行分析,利用Gleeble-1500热模拟试验机对铸坯热塑性进行分析研究,利用透射电镜对试样中析出物的形貌和尺寸进行研究并对析出物进行热力学计算。试验研究结果表明,裂纹处发生硫偏析使晶界处生成硫化物粒子,增加了γ→α转变时的脆性,从而导致横裂纹敏感性增加;试样的低温脆性区为750~910℃,横裂纹敏感区间为745~903℃,低温脆性区间与横裂纹敏感区间基本一致;钢的热塑性随着析出物粒子尺寸的减小而降低,随着奥氏体晶界处铁素体薄膜厚度的增加而降低。     

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%。     

板坯角部裂纹分析与控制

对天钢板坯角部裂纹进行研究分析,结果表明:铸坯凝固过程中晶界出现了B(CN)和Al N等二相粒子聚集,同时,由于在铸坯初凝期奥氏体晶界生成铁素体膜,导致板坯角部区域的延展性显著降低。受二者的共同作用,当板坯通过矫直区时,受到矫直应力作用而产生裂纹。通过控制钢中氮含量、降低结晶器水量及二冷水量,提高铸坯角部的矫直温度,改善高温力学性能,使板坯角部裂纹得到有效控制。     

鞍钢中薄板坯连铸关键技术研究与应用

鞍钢股份有限公司炼钢总厂为了降低汽车钢板夹杂缺陷,解决铸机絮流堵塞问题,采取了铸坯火焰清理技术和上水口、浸入式水口优化技术;针对中碳钢铸坯角部横裂纹问题采用了倒角结晶器技术.结果表明,汽车钢板轧后缺陷率降低40％,中碳钢铸坯角部横裂纹减少95％,实现了中碳钢热装热送.     

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。     

10B21含硼冷镦钢轧后结疤成因分析及工艺改进

通过实验及热力学分析得出,轧制10B21钢结疤形成主要原因为钢中平均N含量为127×10^-6,导致铸坯角部冷却过程中在奥氏体晶界析出细小的BN和AlN夹杂,增加了铸坯的裂纹敏感性,形成铸坯裂纹。通过提高铁水比≥920 kg/t、转炉终点C-T-P(碳-温度-磷)命中率≥85%、出钢口圆流出钢以及LF加热次数≤3次,时间≤25 min等措施可将钢中的氮含量稳定控制在≤50×10^-6,有效避免10B21钢轧后盘条结疤,提高成材率,降低成本。     

连铸板坯表面横裂纹形成机理及防止措施

从第Ⅲ脆性区、振痕以及偏析3个方面分析探讨了连铸板坯表面横裂纹的形成机理,得出仅从第Ⅲ脆性区方面不足以解释裂纹的产生,还要考虑偏析以及引起应力集中的因素(如振痕、夹杂等)。在此基础上简要讨论总结了防止板坯横裂纹产生的措施:如铸坯矫直温度、晶界析出物、二冷区冷却速度和低C钢C%的控制;结晶器振幅、锥度和保护渣的改进,降低钢中S、P含量和提高Mn/S,降低结晶器弯月面的冷却速度和改善结晶器表面光洁度等。     

X65管线钢铸坯角部横裂纹的成因及控制措施

鞍钢2150ASP生产线生产X65管线钢时,在铸坯的角部经常出现横裂纹。对此类钢种铸坯的高温力学性能、二相粒子析出以及铸机矫直段铸坯的表面温度分布进行了检测与分析。结果表明,矫直段的铸坯角部表面温度处于该类钢种的脆性区间内,铸坯内部的二相粒子在晶界上呈带状分布,从铸坯的内部向角部逐渐细化,这是铸坯角部产生横裂纹的内因。通过调整二冷水配水对铸坯的表面温度进行优化,控制二相粒子的析出,明显改善了X65管线钢铸坯的表面质量,减少了铸坯角部横裂纹的产生。     

含硫易切削钢连铸坯低倍裂纹的成因及控制

对300 mm×360 mm大方坯连铸含硫易切削钢（保硫钢）铸坯低倍的皮下、中间裂纹缺陷进行分析,认为 是由于钢中加S后,凝固过程中晶界容易析出FeS、MnS等夹杂物,导致晶界的抗应变能力降低,在外应力的作用 下容易沿晶界扩张形成皮下、中间裂纹。降低结晶器冷却水量及改善结晶器保护渣性能能够消除铸坯低倍皮下、 中间裂纹缺陷。     

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。     

微合金钢薄板坯连铸边角裂纹控制

微合金钢薄板坯连铸过程高发边角部裂纹,致使热轧卷板边部产生翘皮、烂边等质量缺陷,是钢铁行业的共性技术难题。本文立足于某钢厂QStE380TM低碳含铌钛微合金钢薄板坯连铸生产,检测分析了铸坯角部组织金相结构与碳氮化物析出特点、不同冷却与变形速率条件下钢的断面收缩率,并数值仿真研究了不同结构结晶器和二冷区铸坯温度与应力的演变规律。结果表明:微合金钢薄板坯连铸过程存在明显的第三脆性区,且变形速率越大,第三脆性区越显著。传统薄板坯连铸工艺条件下,结晶器的中上部及其出口至液芯压下段的二冷高温区,铸坯角部冷速较低,致使其组织晶界含铌钛微合金碳氮化物呈链状析出。铸坯在液芯压下过程,低塑性角部因受较大变形与应力作用而引发裂纹缺陷。实施沿高度方向有效补偿坯壳凝固收缩的窄面高斯凹型曲面结晶器及其足辊区超强冷工艺,可分别提升铸坯角部冷速至10和20 ℃·s?1以上,从而促使铸坯角部组织碳氮化物弥散析出,并促进铸坯窄面在液芯压下过程金属宽展流动而降低角部压下应力,大幅降低了微合金钢薄板坯边角部裂纹发生率。      

亚包晶微合金钢连铸板坯角部横裂纹研究进展

亚包晶微合金钢由于具有较强的裂纹敏感性,在生产中角部横裂纹缺陷频发,为了揭示亚包晶微合金钢角部横裂纹形成原因,从产生机理及生产条件出发,综述了亚包晶微合金钢连铸坯角部横裂纹的影响因素及相应的控制措施,得出铸坯角部横裂纹的内因在于钢中化学成分及凝固组织演变特点,外因是实际生产过程中的结晶器参数、二冷参数及设备条件等。未来控制角部横裂纹技术的发展方向主要在倒角结晶器的优化以及铸坯角部控冷双相变技术的精确控制及理论完善上。     

石油套管用钢J55翘皮缺陷浅析

介绍了唐钢1 580生产线生产石油套管用钢J55的工艺流程、产品成分性能及钢卷表面出现翘皮缺陷的现象。对连铸坯质量、粗轧立辊轧制力、热卷箱模式等因素进行了试验分析,认为J55出现翘皮缺陷是由于连铸坯表面存在角裂纹,在经粗轧立辊轧制后进一步加重产生的。而连铸坯角裂缺陷的产生与连铸拉速的波动及铌的碳氮化物在奥氏体晶界析出有关。提出了加强对二冷喷嘴的检查维护力度,保证铸坯宽度方向温度均匀分布;提高铸坯矫直前温度和钢中钛含量的改进措施。