65Mn方坯典型质量缺陷控制工艺研究

针对某钢厂200 mm×200 mm的65Mn铸坯存在脱方、角部凹陷和三角区裂纹等质量问题,通过分析缺陷是由结晶器及二次冷却不均造成的,提出扩大结晶器铜管R角、锥度及增加二冷水量工艺优化方案,扩大结晶器铜管R角及锥度改善结晶器冷却传热,增加二冷水量提高足辊水压,使得二冷段喷淋冷却效果更好,提高铸坯冷却均匀性,铸坯脱方、角部凹陷和三角区裂纹等缺陷明显改善,铸坯质量得到大幅提高。     

不同工艺条件下小方坯连铸结晶器内的热力学行为

角部表面纵裂和偏离角裂纹是小方坯连铸中的常见缺陷。通过建立小方坯连铸结晶器内铸坯与铜管热-力耦合有限元模型,研究了不同拉速条件下小方坯在结晶器内的热-力学行为。计算分析了拉速、钢水过热度和结晶器锥度等工艺因素对结晶器内坯壳温度分布和塑性应变的影响。结果表明,铸坯角部纵裂和偏离角裂纹容易在结晶器下部发生;提高拉速、降低钢水过热度、采用多锥度结晶器均有利于降低亚包晶钢坯壳凝固前沿偏离角区域的拉应变及其裂纹倾向。一定条件下,高拉速有利于改善结晶器区域坯壳厚度和温度的均匀性、降低亚包晶钢小方坯连铸结晶器内常见裂纹的发生倾向。     

方坯结晶器铜管圆角的优化实践

研究了方坯结晶器圆角的大小对铸坯角部导热,初生坯壳的生长以及角部质量的影响。结果表明:断面160 mm×160 mm的结晶器圆角由R8mm改为R12mm,角部裂纹概率由63.6%提高到85.8%,但铸坯拉坯阻力变大;断面220 mm×260 mm的结晶器圆角由R8mm为R20偏大,角部裂纹概率由89.9%提高到98.1%,但铸坯外形质量变差,最终选择R_(15)较为合适。     

TP_2铜管坯水平连铸工艺改进

本文主要介绍通过优化TP_2铜管坯拉坯工艺参数,采用"高频、低幅"的拉坯方式,减少了表面裂纹的产生,改善了铸坯的表面质量,提高了石墨结晶器的使用寿命;同时通过对石墨结晶器的进液位置、进液方式进行改造,减少了内部裂纹、气孔等缺陷,细化了铸坯晶粒,提高了凝固组织分布的均匀性,改善了TP_2铜管铸坯后序加工性能。通过以上两点优化和改进,并结合日常生产过程控制,达到提高产品质量、降低生产消耗、提高产品成品率的目的。     

方坯连铸结晶器三维传热模拟

采用ANSYS有限元软件,以方坯连铸结晶器为研究对象,基于节点温度传递方法、利用ANSYS接触分析技术建立方坯连铸结晶器三维瞬态传热有限元模型,分析了结晶器内铸坯和结晶器铜壁的三维温度场及结晶器内铸坯坯壳分布规律。结果表明,弯月面区域铜壁温度较低,上口接近水缝内冷却水温度;弯月面下50 mm处结晶器铜壁温度最高,达到157℃;模型计算所得结晶器铜管高温区域形状与实际生产中下线铜管高温过烧区域形状基本一致;铸坯表面偏离角部30 mm处角部影响消失,铸坯表面温度趋于一致。     

含硼钢铸坯表面裂纹缺陷控制

利用扫描电镜和金相分析等对含硼钢铸坯表面典型裂纹进行了观察,结合裂纹产生的机理,从结晶器铜管、二冷区冷却、保护渣理化性能3方面对芜湖新兴10B21含硼钢铸坯表面裂纹的产生进行了分析。分析结果显示,优化结晶器铜管材质和锥度、调整二冷区比水量与分配比以及协调保护渣润滑与传热效果均有利于减少含硼钢铸坯的表面裂纹缺陷。生产实践表明,通过将结晶器铜管由普通镀硬Cr改为Ni-Cr复合电镀,总锥度由优化前2.0%/m降低至1.8%/m;二冷区比水量由0.6 L/kg降至0.5 L/kg,分配比由34∶34∶20∶10∶2调整至31∶26∶20∶13∶10;保护渣黏度由1.358 Pa·s降低至1.169 Pa·s,碱度由0.75提高至0.98。最终铸坯表面裂纹率由原来的最高达17.4%降低至2.3%,同时铸坯表面光滑,振痕较为平整、有规则,轧材的成材率也由原来的86%提高至95%。     

异型坯连铸机Q235B生产实践及工艺

为给型钢提供优质的铸坯,减少腹板裂纹、中心疏松等质量缺陷发生,研究了Q235B生产过程中的工艺条件,掌握了铸坯腹板裂纹和中心疏松产生的机理。通过控制钢水成分和洁净度、优化结晶器冷却及二次冷却工艺、优化保护渣工艺及水口插入深度等措施,保证铸坯在凝固过程中实现冷却均匀,降低铸坯表面温降,有效杜绝了铸坯表面腹板裂纹的发生,铸坯中心疏松等级控制在1.0以下。     

圆坯结晶器铜管检测与分析

淮特公司大圆坯连铸机于2006年投产,该套连铸机是意大利进口设备。在实际的生产过程及结晶器铜管的国产化过程中,结晶器铜管过钢量及国产铜管的实际倒锥度精度对铸坯的质量产生较大的影响。通过圆坯铜管检测仪的实际应用,不但提高了进厂新铜管质量和上线铜管质量,而且对大圆坯质量的提升及大圆坯漏钢的控制提出了控制措施。     

管式结晶器的改进

CB型R6米小方坯连铸机管式结晶器采用了先进的铜管侧面密封方式。但由于设备制造方面的原因,内外水套加工质量没有达到设计要求,造成水缝极不均匀、严重影响了连铸坯质量。经过我们的改进,既保留了铜管的侧面密封方式,把内外水套进出水的分隔密封方式由端面压紧密封改进为侧面密封,让内水套浮动,保证了水缝均匀,大大减少了铸坯的裂纹和脱方,提高了铸坯质量。同时也为设计新的结晶器提供了借鉴。     

迁钢板坯连铸高碳钢的生产技术

主要介绍了迁钢板坯连铸高碳钢开发实践,结合迁钢工艺和装备特点叙述了高碳钢生产过程中的工艺技术控制要点。通过控制连铸拉速0.9～1.1 m/min,低过热度控制,合适性能的结晶器保护渣,二冷配水优化,高碳钢铸坯表面裂纹和角裂得到了明显的改善。同时对铸坯偏析进行了研究,采用较大压下量、合理二冷制度,获得了内部质量较好的铸坯。     

易切削钢连铸保护渣开发与应用

针对湘钢炼钢厂易切削钢轧后盘条裂纹缺陷严重的问题,系统分析并明确了缺陷成因,主要为保护渣不匹配所导致的铸坯表面缺陷的延伸。在此基础上,提出了开发应用较高黏度、较低熔速、较高热阻的专用保护渣的技术思路和解决方案。采用新型专用保护渣后,连铸坯表面质量良好,轧后盘条表面经热眼检测长裂纹消除,短裂纹缺陷数量由平均每盘0.95处降至0.06处。铸坯和轧后盘条裂纹缺陷得到有效抑制,表面质量大幅提升。     

方坯软接触电磁连铸结晶器内三维电磁场的数值模拟

通过有限元法三维数值模拟，对方坯连铸软接触结晶器系统中的电磁参数进行了计算，得到磁感应强度，电磁体积力，感应涡流在分瓣结晶器系统中的分布规律，在切缝区域连铸坯表面磁感应强度较其他区域稍强，20000Hz时约为10%，由于电磁场透过切缝作用于连铸坯上，连铸坯表面受力的电磁体积力在横向较为均匀，当钢液面位于感应线圈中部时，沿拉坯方向钢液面以下附近电磁场的作用最强，然后逐渐降低。     

厚板坯角部凹陷裂纹的控制措施

角部凹陷裂纹是厚板坯连铸生产中常见的质量缺陷,随着板坯厚度的增加,角部凹陷裂纹发生率不断提高,已成为制约厚板坯质量提升和品种开发的重要因素。针对260 mm×2 800 mm、320 mm×2 800 mm断面板坯,研究了角部凹陷裂纹出现的位置、形貌及组织,分析了铸坯角部在结晶器内的凝固收缩行为的影响因素,获得了厚板坯角部凹陷裂纹控制方法。通过研发曲面窄面铜板结晶器,适应坯壳在结晶器中的收缩;增加窄边足辊对数延长二冷区冷却时间;提高保护渣黏度以增加结晶温度和传热性能;调整结晶器振动参数等控制措施,有效解决了厚板坯角部凹陷裂纹的难题,260 mm×2 800 mm与320 mm×2 800 mm角部凹陷裂纹的发生率分别降低至0.41%和0.86%,为板坯热装热送创造了有利条件。     

宽厚板连铸坯表面裂纹的产生原因及控制

针对近期包钢薄板坯连铸连轧厂宽厚板微合金钢铸坯出现的批量表面裂纹问题,通过考察表面缺陷类型,裂纹形貌特征,结合连铸工艺条件、钢水质量及设备状况,分析了板坯表面裂纹的主要原因,提出了优化振动参数,控制钢水氮含量,提高振动精度,调整保护渣性能以及提高二次冷却水水质等改善铸坯表面缺陷等措施,取得了比较明显的效果,其铸坯表面裂纹得到了有效控制。     

易切削钢方坯凹陷原因分析及控制

对1215MS牌号易切削钢坯表面凹陷缺陷，采用抛丸、酸洗、金相、电子探针和能谱仪检测分析凹陷的特征，结合生产实践，研究分析凹陷产生原因及影响因素。试验研究表明，结晶器采用高振频、低振幅的正弦振动方式，降低结晶器冷却强度，提高二次冷却的均匀性，抑制坯壳过早收缩，优化保护渣性能，降低渣的黏度，提高浸入式水口对中精度，能够有效控制1215MS钢坯凹陷发生。     

方坯软接触电磁连铸初始凝固区高频磁场的分布

通过实验检测和数值模拟方法研究结晶器切缝形式，弯月面位置以及感应线圈匝数等因素对坯软民磁连铸结晶器内高频磁场分布的影响，分析结果表明，采用通体切缝形式的结晶器具有比封闭切缝形式结晶器更好的透磁性，增加感应线圈匝数时，可增大高频磁场在铸坯初始凝固区的有效范围，当液态金属弯月面位于感应线圈上沿附近时，高频磁场地初始凝固区的有效作用范围较大，电磁压力分布的不均匀程度较大，有助于获得高表面质量的铸坯，通过拉坯实验获得了表面质量得到明显改善的Sn-10Pb合金铸坯。     

小方坯9SiCr铸坯渣沟成因分析及改进措施

宣钢在生产高碳合金工具钢9SiCr过程中铸坯表面出现严重的渣沟缺陷,严重的还会导致渣沟漏钢问题。针对这些问题通过现场调研和数据分析,研究了钢种特性、钢水成分和连铸保护渣性能,得知钢中氢的质量分数高、连铸保护渣性能不匹配、连铸工艺匹配性存在问题是导致渣沟及渣沟漏钢产生的主要原因。通过将钢中氢的质量分数控制为0.000 17%~0.000 23%,将保护渣的碱度从0.83降低到0.71,并添加质量分数为0.8%的Li₂O,调整连铸工艺参数将浇铸温度控制为1 480~1 495 ℃、水口插入深度为100~120 mm和结晶器锥度为1.2%~1.5%/m,最终解决了9SiCr铸坯出现渣沟及渣沟漏钢的问题。     

连铸宽厚板坯裂纹控制关键技术的开发

重钢在炼钢新流程运行中,对影响宽厚板坯表面和内部裂纹控制的关键技术进行深度开发和优化,并取得良好效果：通过优化水口流场、稳定液位高度、控制设备精度、优化二冷强度和分布、使用高碱度的结晶器保护渣、保证钢包长水口保护浇注等,减少夹杂物对保护渣性能的影响,以控制板坯表面裂纹;通过强化基础工作,做好线外备件的组装精度、搞好扇形段安装精度控制、确保二冷的均匀和强度足够,动态轻压下和动态配水技术的应用,使用板坯低倍预测内部裂纹技术和扇形段受力监控技术以确保内部裂纹的受控。