堆垛缓冷过程模拟及对钢板性能的影响

应用analysis软件对船板钢连铸坯堆垛缓冷温度场进行数值模拟计算,并对不同堆垛缓冷制度下的轧制钢板取样进行金相组织、Z向拉伸断口形貌、拉伸性能等分析,研究了不同堆垛缓冷工艺对钢板性能的影响。结果表明:堆垛铸坯冷却速率最快的是顶部铸坯,而中间区域和底部区域的冷却速率较慢,断面为300 mm×2 400 mm的船板钢连铸坯堆冷铸坯的平均冷却速率为8.1~14.2 K·h-1。随着堆垛缓冷时间的延长,钢板的拉伸断口分层、带状组织、中心偏析等缺陷得到有效控制,断面为300 mm×2 400 mm的船板钢连铸坯堆垛缓冷36 h可以有效避免拉伸断口分层等缺陷的发生。     

堆垛缓冷对连铸坯中心偏析的影响

研究了轧制前堆垛缓冷处理对连铸坯中心偏析的影响。通过对试验铸坯横断面的低倍硫印检验和沿铸坯厚度方向上的化学分析以及对轧后钢板的断面组织观察,发现轧前堆垛缓冷处理减轻了铸坯中心碳偏析和轧后钢板带状组织。堆垛缓冷48 h的铸坯中心偏析级别由C类2.0下降到C类1.5;堆垛缓冷36 h的铸坯轧后钢板与堆垛缓冷24 h的试样相比,其断面带状组织明显减轻,且没有明显连续的珠光体带状组织。     

Q345R厚钢板探伤不合原因分析

对Q345R厚板探伤不合部位取样进行金相、扫描电镜分析,钢板组织存在贝氏体、马氏体、中心微裂纹和MnS夹杂;Z向拉伸断口表明,试样中心部位脆性解理面积大;试样正火后探伤缺陷宽度明显减小。分析认为,铸坯偏析和钢板冷却速度过快是导致钢板异常组织造成探伤不合的主要原因。减轻铸坯偏析和钢板轧后堆垛缓冷是提高Q345R厚板探伤合格率的有效措施。     

高碳钢150 mm×150 mm连铸坯堆垛缓冷对碳偏析的影响

高碳钢SWRH82B(0.81%C)盘条用于生产预应力钢丝钢绞线,其中网状碳化物是造成冷拔断裂的重要原因。试验了该钢150 mmn×150 mm铸坯堆垛缓冷时间(0~48 h)对铸坯碳偏析和φ12.5 mm盘条碳化物的影响。结果表明,直接空冷时的铸坯中碳含量的差值为0.116%,堆垛缓冷12,24,36,48 h后碳含量差值分别降至0.088%,0.080%,0.075%和0.076%,盘条中网状碳化物也相应降低;SWRH82B钢150 mm×150 mm连铸坯堆垛缓冷24 h,可以满足盘条冷拉工艺要求。     

厚规格低合金容器板探伤不合的原因分析及对策

通过低倍、金相及扫描电镜等手段,对厚规格低合金容器板探伤不合的内在组织进行了分析,研究探伤不合的原因,阐明了铸坯内部中心偏析、夹杂物及微裂纹是导致钢板探伤不合的内在原因。提出了降低连铸坯过热度,采用连铸末端动态轻压下技术,铸坯下线堆垛缓冷48h,钢板加保温罩缓冷48h等工艺措施,可有效提高钢板探伤合格率。     

高碳钢盘条中心偏析的控制

研究了不同铸坯中心偏析成分在控冷过程中的相变行为,结果表明,铸坯中心成分偏析是导致高碳钢盘条中心出现马氏体的主要原因,而马氏体又是导致盘条拉伸出现尖状断口的主要原因;铸坯中心碳偏析指数不能超过1.12及综合偏析指数小于1.20,才能在控冷过程中不出现中心马氏体;通过降低过热度、实施末端电磁搅拌、轻压下并适当调整盘条控冷工艺等措施,连铸坯中心碳偏析指数由1.18减小到1.10,盘条的中心马氏体、尖断明显减少.     

板坯重压下对改善铸坯内部质量的研究

为改善宽厚板连铸坯的缩孔、疏松和偏析缺陷,河钢唐钢建成投产了国内首条宽厚板连铸坯重压下生产线。通过低倍和金属原位分析试验对比分析了不同压下量对连铸坯内部质量的影响。试验结果表明:随着压下量从0mm增加到24mm,连铸坯中心偏析等缺陷逐渐得到改善,24mm重压下时中心偏析等级仅为C 0.5级;通过原位分析试验发现,相较于轻压下,重压下后铸坯碳的最大偏析度由1.355降低到1.193,硫的最大偏析度由3.772降低到1.631,磷的最大偏析度由2.246降低到1.336,铸坯的致密度由96.76%提升到97.40%,说明板坯重压下是实现高致密度、均质化大断面铸坯生产的有效技术。     

板坯凝固末端不同压下模式对低合金钢内部质量的影响

提高宽厚板连铸坯的致密度与均质度,是突破传统轧制压缩比、提高宽厚板性能及探伤合格率的重要前提和保障。连铸坯凝固末端重压下能够有效改善铸坯中心凝固缩孔、疏松、中心偏析等缺陷,是生产高品质厚板的重要手段。本研究利用Ansys有限元模拟软件,计算0.85 m/min、0.89 m/min、0.93 m/min拉速时连铸坯固相率,预测固相率的变化趋势,确定了不同拉速下凝固末端位置。考虑现场设备能力及试验安全,选取0.85 m/min作为试验拉速,在0.66～1.0固相率范围内,进行不压下、液相区压下10 mm和液相区+两相区压下20 mm三种模式下的连铸重压下试验。在试验铸坯上取样,对试样的致密度、中心偏析及铸坯组织等进行检测,并分析对比不同压下模式对铸坯内部质量的影响。结果表明：在试验拉速下,压下量在0～20 mm范围内,随着压下量的加大,铸坯致密度提高,中心偏析得到明显改善,铸坯晶粒尺寸显著细化。     

基于数值模拟的宽厚板铸坯冷却制度优化实践

针对现有的宽厚板冷却制度进行数值模拟发现,现有冷却制度采用超级弱冷和角部不喷水制度时,既无法有效提升角部温度,也无法控制铸坯表面返温。分析现有冷却制度与铸坯表面激冷层、铸坯表面横裂纹的关系,利用数值模拟优化了冷却制度,有效保护了铸坯表面激冷层,降低了铸坯表面横裂纹,为同类型的宽厚板连铸机提供了新的宽厚板冷却制度思路。     

Q345R钢板探伤不合格原因分析及控制

针对14～22 mm厚度Q345R钢板出现的探伤合格率下降情况,采取Z向拉伸检测和扫描电镜分析对探伤不合格钢板进行研究,结果显示中心偏析、偏析处MnS夹杂和裂纹等内部缺陷是造成Q345R钢板探伤不合格的主要原因.分析了影响Q345R探伤合格率的主要因素.通过采取低过热度浇铸、降低硫含量、增加铸坯堆垛缓冷时间等措施有效地提高了Q345R探伤合格率.     

板坯连铸机二冷区电磁搅拌对中心偏析的影响

通过酸蚀检验铸坯低倍试样和钻孔分析元素的偏析指数,研究了板坯连铸机二冷区电磁搅拌技术对板坯连铸中心偏析的影响。研究表明:二冷区电磁搅拌可以显著提高铸坯的等轴晶率,减轻铸坯中心偏析。     

DJ100锯片钢连铸坯断裂失效分析

锯片基体用钢DJ100由连铸坯成材,铸坯在堆垛缓冷过程中发生断裂,对此运用扫描电镜观察及金相检验等方法,从铸坯宏、微观断口形貌、显微组织、夹杂物成分、显微硬度等方面进行断裂失效原因分析.结果 表明:铸坯断裂起源于距离表面1/4厚度处柱状晶一次树枝晶间界形成的磷化物Fe3P.由于连铸二冷水冷却强度不足,降低了铸坯冷却速度,高温长时间缓慢冷却导致溶质元素在枝晶间界严重富集,形成不规则分布的MnS夹杂物和沿晶分布的磷化物Fe3P,弱化枝晶间界,成为裂纹快速扩展的通道.堆垛缓冷阶段,相变应力、热应力、铸坯自身重力共同作用,在裂纹处造成应力集中,裂纹进一步沿着被磷化物Fe3P、MnS夹杂物弱化的自由金属表面快速失稳扩展,导致铸坯发生断裂.     

提高探伤板材堆垛缓冷厚度的研究

针对中厚钢板探伤不合格原因进行分析研究,结果表明:当钢中氢分压超过钢板临界强度时,就会在夹杂物和钢基体间萌生裂纹,并沿钢板中心位置的夹杂物和贝氏体硬化组织带扩展,最终导致钢板探伤不合格。对于正常冶炼的Q345B/C钢种,由280 mm厚度铸坯轧制钢板的堆垛缓冷厚度可以提升至35 mm以上,从250 mm和220 mm厚度铸坯轧制钢板的堆垛缓冷厚度可以提高至25 mm以上;而经过RH真空处理的钢种,钢板堆垛缓冷厚度可以增加到35 mm以上。     

宽厚板连铸坯中心偏析的产生原因及控制

通过考察包钢薄板坯连铸连轧厂生产的宽厚板铸坯低倍检验结果,结合连铸的工艺、钢水质量及设备状况等因素分析了板坯内部中心偏析的产生原因,提出在生产实际中改善铸坯内部缺陷的措施,并在生产中应用,取得了比较明显的效果。     

特厚钢板探伤不合格原因分析及控制

针对莱钢4 300 mm宽厚板产线在实际生产中130 mm特厚钢板探伤不合格的问题,从金相组织、化学成分、工艺等方面展开分析研究,发现由于受到连铸坯厚度限制,连铸坯压缩比过小,加之粗轧阶段轧制道次较多,压下率不足,导致连铸坯内部疏松、缩孔等缺陷难以轧合.通过对连铸坯成分、铸坯缓冷、中间坯倍数、控轧控冷、轧后钢板缓冷等工...     

铸坯堆垛缓冷过程温度场的数值模拟

在ANSYS-CFX 13.0软件平台上,应用蒙特卡罗热辐射散热及空气对流传热相耦合的热传递模型,对铸坯堆垛缓冷72h的全过程整体动态温度场分布进行了模拟研究。通过研究发现,堆垛缓冷过程中不同时段温度分布的规律基本相同,堆垛上部边角区域温度较低,中下部的中心区域温度较高,堆垛表面的最大温差约为81℃,堆垛内部的最大温差约为84℃。     

船板钢拉伸断口分层原因分析及工艺改进

通过金相显微镜、扫描电镜对船板钢拉伸试样断口的金相组织、低倍组织、形貌进行分析,确定船板钢拉伸试样断口缺陷是由铸坯中的夹杂物、中心偏析和轧制工艺中形成的带状组织引起的。结合生产实际,提出了连铸坯二冷区凝固末端强制冷却措施,使得柱状晶生长速度变慢,等轴晶增多,减少了钢水静压力,减轻了中心偏析,船板拉伸断口分层缺陷得到有效控制。     

高强度船板AH36的断口不合原因分析

本文针对安钢高强度船板AH36的拉伸断口分层现象进行了分析.结果表明断口分层是由于铸坯中心偏析和中心疏松造成的.通过优化AH36的化学成分和连铸、轧制工艺,改善了铸坯中心偏析和中心疏松,消除了钢的异常微观组织,提高了AH36的一次合格率.     

厚规格高性能500MPa结构钢探伤不合格原因分析

为找出500 MPa钢板探伤不合格原因,通过金相显微镜、扫描电镜、能谱分析和电子探针波谱仪对500 MPa钢板探伤缺陷组织、成分进行了分析。结果表明:钢板探伤不合格的原因是由钢板中心偏析带上的裂纹导致,MnS、Nb/Ti夹杂物是造成裂纹的主要原因。通过提高钢水洁净度,降低钢水过热度,优化二次冷却技术,采用电磁搅拌和轻压下提高铸坯内部质量,同时适当优化铸坯加热工艺以及轧后堆垛缓冷方式,可以防止裂纹的产生。     

中厚钢板探伤不合格的原因及预防

针对邯钢Q345RT中厚板生产中出现的钢板探伤不合格缺陷,并且在钢板缺陷处取样,断口有时存在层状现象.采用化学分析、气体含量检验、铸坯低倍检验、金相组织分析和扫描电镜、断口形貌分析等方法,分析钢板探伤不合格的原因.结果表明：铸坯中心偏析严重,因偏析产生的少量马氏体、贝氏体组织导致轧后应力集中,在冷却速度较快的条件下钢板产生微裂纹,以条状MnS和CaO-A12O3为基体的硫化物夹杂和硅酸盐类夹杂物较高,铸坯中氢含量偏高引起氢致裂纹,均可导致钢板探伤不合格.通过控制炼钢工艺过程,减少了铸坯中的夹杂物和氢含量,该中厚板探伤合格率由92％提高到98.2％.