增大方坯断面改善SWRH82B铸坯质量

介绍了在原设备基础上采用165mm×165mm代替150mm×150mm结晶器、优化拉速、二冷配水、电磁搅拌等工艺参数、稳定生产大断面SWRH82B铸坯的实践.比较了两种铸坯的内部组织,分析了铸坯质量改善的原因,找到提高铸坯质量的途径.     

二次冷却和结晶器电磁搅拌对SWRH82B碳偏析的影响

研究了二冷汽雾冷却和全水冷却条件下拉速、比水量和结晶器电磁搅拌对SWRH82B碳偏析指数的影响。结果表明：二冷汽雾冷却条件下,比水量为1.16和1.25 L/kg时,拉速1.7 m/min与末端电磁搅拌位置最匹配,且随比水量由0.94增大到1.25 L/kg,碳偏析指数由1.17降低到1.10,提高结晶器电磁搅拌电流由250 A到350 A,碳偏析指数改善不明显;对二冷由汽雾冷却向全水冷却实施改造,得出比水量为1.6 L/kg,拉速为1.7 m/min,结晶器电磁搅拌350 A/3Hz为最佳参数,铸坯中心碳偏析平均指数达到最小值1.05。     

齿轮钢20CrMnTiH淬透性/宏观偏析控制

针对近期ø500 mm断面20CrMnTiH淬透性波动幅度较大问题,通过改变拉速、结晶器电磁搅拌、二冷比水量等参数,对比取样分析改变参数前后的低倍组织、碳偏析量以及淬透性。结果表明,采用改变后的生产参数进行生产,等轴晶率下降幅度较小,宏观偏析以及淬透性波动幅度明显下降,产品质量提升明显。生产参数调整对比中150 A、1.5 Hz结晶器电磁搅拌参数下的宏观偏析和淬透性波动情况明显好于200 A、1.5 Hz结晶器电磁搅拌参数情况。因此,采用拉速0.35 m/min、二冷区各分段水量为40 L/min、21 L/min、13 L/min,二冷比水量0.134 L/kg、结晶器电磁搅拌150 A、1.5 Hz以及末端电搅100 A、7 Hz参数,改善了齿轮钢20CrMnTiH淬透性/宏观偏析波动大的情况。     

SWRH82B小方坯中心偏析的改善

研究了过热度、二冷比水量和末端电磁搅拌等连铸工艺参数对SWRH82B小方坯中心偏析的影响。结果表明:降低过热度和增加二冷比水量可以改善小方坯的中心偏析;当拉速为2.6 m/min,比水量为1.8 L/kg时,F-EMS位置具有合适的液芯厚度;当F-EMS电流为500A,频率为10 Hz时,F-EMS具有优化的磁感应强度和电磁力。工艺参数优化后,SWRH82B小方坯中心质量得到了明显改善,盘条合格率得到了提高。     

电磁搅拌对马氏体不锈钢连铸坯组织和表面质量的影响

根据工业规模生产试验的结果,分析了结晶器电磁搅拌(M-EMS)对马氏体不锈钢连铸坯(150mm×150mm)中心疏松、等轴晶、缩孔及表面质量的影响,并对电磁搅拌对铸坯凝固的影响机理进行了探讨。结果表明:经结晶器电磁搅拌后,当平均磁感应强度B为660GS时,铸坯中心等轴晶率平均达到了50%,最高达57%,中心疏松均在1.5级以下,中心缩孔90%在1.0级内;铸坯表面由使用二冷区电磁搅拌的85%提高到97%,为在结晶器电磁搅拌应用中工艺参数的优化及设计提供了一定的依据。     

水钢预应力钢绞线SWRH82B钢的冶炼工艺

水城钢铁集团公司根据GB/T24238- 2009质量标准和用户使用要求,确立了预应力钢绞线SWRH82B钢的内控成分（质量分数）：w(C)=0.79%～0.84%、w(Si)=0.15%～0.30%、w(Mn)=0.60%～0.90%、w(P)≤0.025%、w(S)≤0.015%、w(Cr)=0.25%～0.27%。采用高炉铁水→100 t顶底复吹转炉冶炼→LF炉精炼→150 mm×150 mm方坯连铸的工艺流程生产SWRH82B方坯,用于轧制SWRH82B盘条。采用的质量控制方法有：（1）采用含铝量低的合金脱氧,减少钢中的Al2O3夹杂物含量;（2）采用低氮增碳剂、低氮铁合金对钢水进行脱氧合金化,LF炉采用微正压操作,造好泡沫渣,埋弧精炼,连铸采用全封闭保护钢水浇注,使成品钢中的氮质量分数降到40×10-6以内;（3）将中间包钢水过热度控制在15～30 ℃,结晶器电磁搅拌频率5 Hz、电流320 A,铸坯拉速（1.73±0.02） m/min,二冷段气雾冷却比水量0.62 L/kg,将铸坯中心各种缺陷级别之和控制在3级以内。     

100 t EAFLFCCM流程生产SWRH82B的工艺实践

安钢第一炼轧厂采用100 t FSFLF6机6流工艺路线生产冶炼了预应力钢绞线SWRH82B。其关键工艺参数控制：电炉终点w(C)＝050％～070％，精炼炉控制精炼时间大于40 min，保证上钢前弱吹氩，控制钢水中夹杂物，连铸中中间包温度控制在 1482～1497 ℃，拉速22～24 m/min，采用结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌，全程保护浇注。结果表明，实物的质量和力学性能均完全达到了使用要求。     

小方坯连铸生产SWRH82B工艺实践

首钢大规格高强度SWRH82B盘条用户在加工过程中脆断严重,跟铸坯低倍角裂和皮下裂纹和盘条网状组织有关。经调查发现季节气温差异,导致铸机结晶器和二冷冷却强度相对较强。通过调整结晶器冷却水水量、二冷水比水量、更换性能合适的保护渣,产品质量达到大方坯工艺同等产品的质量要求。     

国外信息

希尔萨公司改造小方坯连铸机为提高铸机生产能力及铸坯质量,墨西哥希尔萨公司蒙特雷厂对原有的小方坯连铸机进行现代化改造。改造由意大利达涅利公司承包,包括用多锥度长度为1000mm的带电磁搅拌装置的高速结晶器取代原结晶器,并改造二冷系统。改造后,连铸机为五流、铸机半径6m,铸坯尺寸为100mm×100mm～130mm×130mm、定尺长度为6～13m,使用氧气切割装置,根据所生产的钢种不同,铸机生产率为123～132t/h。     

连铸末端电磁搅拌工艺的优化与高碳钢铸坯质量

采用射钉法测量了不同拉速下的凝固坯壳厚度。建立了铸坯凝固传热模型,计算得到凝固坯壳生长曲线。基于射钉试验和数学模型计算结果,提出凝固末端电磁搅拌(F-EMS)的最佳安装位置应为距结晶器弯月面10.23m处。结合SWRH82B高碳钢连铸生产实际,将F-EMS安装位置由距弯月面11.1m上移至距弯月面9.75m。结果表明,工艺参数优化后,SWRH82B铸坯的等轴晶率由优化前的40%～46%提高到50%～64%,中心碳偏析指数由优化前的1.08～1.10降低到1.04～1.06,连铸坯质量得到显著改善。跟踪轧材质量发现,SWRH82B盘条的网状碳化物减少,轧材质量得到较大提高。     

82B小方坯凝固组织和偏析预测模型开发及应用

基于国内某厂82B小方坯连铸生产过程,使用ProCAST软件建立82B小方坯铸坯横断面宏观偏析模型,从温度场、坯壳厚度和凝固组织3个方面验证该模型的正确性,通过该模型研究连铸参数(拉速、比水量和过热度)对铸坯横断面宏观偏析的影响。模拟结果表明,82B连铸坯中心偏析随拉速和过热度的增加而增大,而比水量对中心偏析的影响较小。减轻铸坯中心偏析的关键在于控制铸坯拉速和过热度,因此为了保证铸坯中心碳偏析不高于1.10,应控制铸坯拉速低于2.64 m/min,过热度不高于10℃。     

帘线钢82B小方坯电磁搅拌结晶器多场传输行为

连铸电磁搅拌结晶器内钢液流动、传热、传质和凝固行为十分复杂且对铸坯质量影响巨大,为了进一步揭示电磁搅拌结晶器内多物理场传输行为及其相互影响规律,建立了电磁场作用下三维多物理场耦合连铸凝固模型,模拟研究了结晶器电磁搅拌对帘线钢82B小方坯连铸过程的影响。结果表明,随着搅拌电流强度增大,钢液流动加强;结晶器出口附近铸坯中心纵向流速先减小,进而流速反向,之后反向的流速增大,促进热量散失,加剧了小方坯皮下负偏析,同时促进了钢液池溶质浓度提高。当搅拌电流为280 A时,搅拌器中心铸坯横截面上最大切向速度达到0.23 m/s,距离弯月面1.5 m位置,负偏析低谷碳的质量分数为0.706%,铸坯中心碳的质量分数达到了0.872%。     

Study on Fabrication of AA4032/AA6069 Cladding Billet Using Direct Chill Casting Process

AA4032/AA6069 cladding billet in size of φ130 mm/φ110 mm was prepared by the modified direct chill casting process, and the parametric effect on casting performance was investigated using numerical simulation. Microstructures, elements distribution, and mechanical properties of the bonding interface were examined. The results show that metallurgical bonding interface can be obtained with the optimal parameters: the casting speed of 130 to 140 mm/min, the internal liquid level height of 50 to 60 mm, and the contact height of 40 to 50 mm. The metallurgical bonding interface is free of any discontinuities due to the fact that the alloying elements diffused across the interface and formed Ni-containing phase. Tensile strength of the cladding billet reaches 225.3 MPa, and the fracture position was located in AA6069 side, suggesting that the interface bonding strength is higher than the strength of AA6069. The interfacial shearing strength is 159.3 MPa, indicating excellent metallurgical bonding.     

连铸坯凝固过程的数值模拟研究

研究了拉速和过热度相关工艺参数对铸坯温度场的影响规律,利用Fluent软件模拟石油套管用钢37Mn5铸坯的连铸凝固过程,分析了连铸坯凝固传热过程的温度场。讨论了不同过热度和拉坯速度条件下铸坯温度场的分布情况。总结了连铸圆坯凝固过程的传热特点,优化了工艺参数。结果表明,优化后的工艺参数可以指导生产实践。     

钢绞线用YL82B热轧盘条翘皮缺陷原因分析

针对国内某钢厂生产钢绞线用YL82B热轧盘条时,盘条表面存在翘皮缺陷的问题,对其产生原因进行了宏观观察和金相检验分析。发现轧制过程中轧件下表面喷上冷却水导致其变形不均匀、连铸坯存在角部和侧面振痕处横向裂纹是缺陷产生的主要原因。通过除去轧件下表面冷却水、提高连铸机设备对弧精度和优化连铸机振动参数,解决了翘皮缺陷问题。     

连铸坯凝固末端电磁搅拌位置及连铸工艺优化

为了预测180 mm×220 mm轴承钢方坯的凝固末端位置,对国内某厂方坯连铸机开展射钉试验,并基于Thercast模拟仿真研究了连铸工艺参数(过热度、冷却强度、拉速)对凝固末端位置的研究。结果表明,在过热度20 ℃、拉速0.85 m/min下,180 mm×220 mm轴承钢方坯的凝固终点距离弯月面11.39 m,而末端电磁搅拌位置在11.40 m,无法充分发挥末端电磁搅拌的作用。根据射钉试验、Thercast仿真结果、设备条件、生产节奏等因素对连铸工艺进行了优化,适当降低结晶器水和足辊水量,保持其他参数不变。连铸坯低倍质量表明,工艺优化前铸坯中心存在疏松缩孔,工艺优化后中心疏松为1级、中心偏析为0级,满足质量要求。此外,通过9点法检验了工艺优化后的铸坯碳极差,其值不高于0.12%,满足质量要求。     

应用PMO提高低碳钢φ300 mm连铸圆坯心部质量

在芜湖新兴φ300 mm圆坯连铸机上引入脉冲磁致振荡技术(Pulsed Magneto-Oscillation, 简称PMO)以提高铸坯心部质量,探索了PMO电源参数和连铸机拉速对低碳20钢连铸坯质量的影响。结果表明,采用合适的PMO参数处理可显著降低20钢径向碳分布,碳极差比对比坯平均降低50%,且效果稳定。不采用PMO技术,将连铸机拉速从0.75 m/min提高至0.85 m/min后,对比坯低倍不合格,碳极差达到0.12%。采用PMO技术的铸坯仍保持了较好的心部质量,碳极差降低至0.03%,生产效率提高13.3%。     

邢钢结晶器电磁搅拌参数优化研究

在邢钢小方坯连铸机上进行试验,系统地研究了国产化结晶器电磁搅拌装置的最佳参数,分析了不同参数对连铸坯碳偏析的影响。试验结果表明,结晶器电磁搅拌改善了铸坯碳偏析现象,有效改善的最小电流为350 A,电流强度达到一定值后,继续增加电流强度对铸坯中心偏析的改善效果不明显。