预防连铸坯缺陷的措施和新技术有哪些

无缺陷连铸坯技术是现代连铸技术中的一个永恒的主题，是实现连铸坯热送热装工艺的基础和前提．目前，主要采取的预防连铸坯缺陷的措施和新技术有：（1）采用大包下渣检测技术，主要目的是杜绝大包渣进入中间包，提高中间包钢水的洁净度．（2）采用结晶器电磁制动技术，减弱铸流冲击，提高质量．（3）结晶器液面自动控制．（4）压缩铸造技术．（5）电磁搅拌．（6）开发铸坯表面缺陷检测技术．（7）铸坯质量管理．     

高拉速情况下容易出现的铸坯缺陷

连铸机拉坯速度与铸坯质量有着非常复杂的关系。由于拉速提高，钢水在结晶器中的流动状态更加激烈，传热及凝固过程易于波动，高拉速时容易出现偏角纵裂纹漏钢、铸坯表面纵裂纹。拉速提高，钢水中夹杂物上浮困难，二次冷却区液心长度增长，受各种应力的作用，铸流在此区间的湍流影响范围较大，易于产生内裂和偏析。     

电磁搅拌技术

连铸过程采用电磁搅拌的主要作用是提高连铸坯的质量，例如去除夹杂物、消除皮下气泡、减轻中心偏析、提高连铸坯的等轴晶率．因此，在浇铸断面较大的铸坯如大方坯、大板坯以及浇铸质量要求较高或易出现质量问题的钢种时，电磁搅拌技术便成为首选．按照搅拌的位置不同，连铸电磁搅拌可分为结晶器电磁搅拌(M—EMS)、二冷区电磁搅拌(S—EMS)、凝固末端电磁搅拌(F—EMS)．目前，方坯连铸应用较多的是结晶器电磁搅拌，有时为进一步提高质量，增加凝固末端电磁搅拌，即结晶器与凝固末端联合搅拌．板坯连铸应用较多的是二冷区电磁搅拌．近年来，板坯结晶器电磁搅拌技术的应用逐渐为各国钢铁企业所重视，特别是日本在这方面的开发与应用十分活跃．     

结晶器电磁搅拌对方坯质量的影响

主要测定6机6流小方坯连铸机结晶器内磁感应强度的分布,分析铸坯的低倍检验结果。结果表明：电流和频率、浇注的钢种对结晶器电磁搅拌的使用效果有较大的影响。为了保证各流铸坯质量一致,必须对各流结晶器内的磁感应强度经常进行测定。     

跨结晶器电磁搅拌对大方坯质量改善效果的评析

以跨结晶器电磁搅拌大方坯的试验数据为依据,分析了采用和不采用电磁搅拌对铸坯偏析以及铸坯低倍组织的影响,并与其它搅拌形式进行了对比分析,实践证明,跨结晶器电磁搅拌这种特殊形式对改善铸坯的中心偏析,扩大等轴晶比例效果显著.     

大方坯连铸过程中铸坯传热及凝固行为的研究

结晶器和二冷区传热对大方坯产品质量和铸机的生产率有重要影响，本文讨论了包钢引进的全国最大的方坯连铸机在拉坯时结晶器和二冷区传热情况以及坯壳凝固生长，铸坯温度的变化规律。着重讨论了电磁搅拌，过热度和拉速对坯壳凝固和生长规律的影响，指出控制铸坯凝固的主要因素是凝固潜热，影响凝固未端的最主要因素是拉速，而电磁搅拌对其影响区内的传热和坯壳生长和铸坯温度亦有重大影响。     

304不锈钢连铸坯中的非金属夹杂物数量分布

为研究304不锈钢连铸坯中夹杂物的数量分布,用金相检验法对铸坯中的夹杂物数量进行了统计分析.结果显示,铸坯中由外向内非金属夹杂物数量增加.304不锈钢铸坯表层中绝大多数5μm以上夹杂物为球状或近似球状的硅酸盐夹杂物.但随着凝固的进行,在铸坯内部会新生大量氧化铝、镁铝尖晶石、氮化物等点状夹杂物和不规则夹杂物.铸坯心部10μm以上的大颗粒夹杂物数量较多.     

保护渣对连铸坯质量有何影响

保护渣是加到结晶器钢水面上，保护渣的好坏直接影响到铸坯的表面质量．     

影响亚包晶钢铸坯表面纵裂纹的因素研究

采用金相、扫描电镜、连续测温等方法对亚包晶钢铸坯表面纵裂纹产生原因进行了系统研究,研究结果表明:当钢水过热度35℃和15℃浇铸时,铸坯表面纵裂纹发生率明显提高;随着拉速的增加铸坯纵裂纹发生率呈上升趋势;在同一拉速条件下,铸坯内弧比外弧更易于生成凹陷和裂纹;结晶器铜板热流密度不均是铸坯纵裂纹产生的主要原因,并在二冷区进一步扩展。     

低碳钢头坯洁净度研究

采用氧氮分析、金相分析、大样电解分析、扫描电镜及能谱分析等,研究LD—Ar站—CC生产的低碳钢头坯不同浇铸长度处的洁净度变化规律,并与正常坯洁净度水平进行对比分析。结果表明,头坯中T[O]和氮含量均随着浇铸长度的增加呈明显的下降趋势;头坯中显微夹杂物数量和大型夹杂物数量随着浇铸长度的增加大体都呈减少趋势;头坯中显微夹杂物主要来源于脱氧产物和二次氧化,大型夹杂物来源于二次氧化、结晶器卷渣、中间包卷渣和钢包引流砂;与正常坯洁净度相比较,头坯洁净度在浇铸长度大于3m以后与正常坯水平相一致。     

SiC_P/Al水平连铸电磁搅拌结晶器的设计

所设计的水平连铸电磁搅拌结晶器由电磁搅拌装置和结晶器两部分构成 .电磁搅拌装置安装在中间包和结晶器之间 ,可对碳化硅铝基复合材料液在结晶前和结晶过程中进行充分搅拌 .通过对水平连铸电磁搅拌结晶器基本参数计算 ,并结合实验研究 ,在理论上简要分析了水平连铸过程中金属液的形态和传热特征及其对所得到铸坯质量的影响     

SiCp／Al水平连铸电磁搅拌结晶器的设计

所设计的水平连铸电磁搅拌结晶器由电磁搅拌装置和结晶器两部分构成。电磁搅拌装置安装在中间包和结晶器之间,可对碳化硅铝基复合材料液在结晶前和结晶过程中进行充分搅拌。通过对水平连铸电磁搅拌结晶器基本参数计算,并结合实验研究,在理论上简要分析了水平连铸过程中金属液的形态和传热特征及其对所得到铸坯质量的影响。     

小方坯连铸机的足辊有何作用

方坯连铸机大部分结晶器设足辊,其作用是引导引锭杆进入结晶器,同时也对钢管起保护作用,防止穿引锭杆时引锭头碰坏钢管下口;足辊的另一个作用是对拉出结晶器的铸坯起支承和导向作用,即对初出钢管的薄弱坯壳起支承作用,减少铸坯变形或漏钢,也可减轻铸坯对钢管下口的磨损．连铸界对是否装足辊还有一些分歧,主要是装了足辊后,虽然铸坯变形小、漏钢率低．     

冶金中三维流场数值计算的有效方法——SIMPLE算法

本文在国内第一次将SMIMPLE算法[Semi-Implicit Method for Pressure－Linked Equation]应用于求解冶金中的湍流场，采用K－ε双方程模型，值数计算了两工况条件下连铸结晶器内四孔不口向上15度的工艺下的三维流场，得出了与实测结果相一致的流场特点和速度松驰因子的新经验值α＝0．25及压力修正因子α=0.5本文的研究结果是进一步研究冶金中各种湍流场，结晶器内的传热模型，夹杂物分离模型，铸坯的凝固特性和表面质量的前提和基础。     

拉速对H型坯连铸结晶器内钢液传递特性的影响

以H型坯连铸结晶器为研究对象,采用FLUENT软件建立三维几何模型,模拟研究了拉速对结晶器内钢液传递特性的影响.结果表明,不同拉速条件下H型坯结晶器内钢液流态相似,但流场的主要特征参数有所不同.随着拉速的增大,结晶器内钢液射流冲击深度增大,结晶器自由液面流速增大,结晶器液面波动有增大趋势,钢水对凝固坯壳的冲刷有增大趋势.而各粒径夹杂物上浮去除率随拉速的增大而降低,该模拟条件下,20～100 μm夹杂物去除率在4～17％之间.     

结晶器内钢液流速对IF钢宽板坯表层夹杂物分布的影响

对BOF-RH—CC生产Ti-IF钢宽板坯的表层夹杂物进行研究。采用非水溶液电解法从钢中分离夹杂物,并用SEM／EDS分别对其形貌和成分进行检测,获得典型夹杂物的分布规律。通过测定钢坯不同部位的枝晶偏角,计算结晶器中钢液的流速,并用软件进行模拟比较。结果表明,实际最大流速为模拟结果的1．93倍,边缘部位钢液流速与模拟的结果基本符合;随着钢液流速的下降,铸坯表层夹杂物平均直径增大了9．5％。     

薄板坯连铸连轧工艺技术的质量优势

（1）薄板坯在结晶器内的冷却强度远远大于传统板坯，薄板坯原始的铸态组织晶粒比传统板坯更细、更均匀，为最终组织的细化创造了条件．由于冷却强度大，坯体的微观偏析也得到改善，分布均匀，产品的性能稳定．     

奥氏体与马氏体不锈钢板坯在结晶器内收缩规律与结晶器锥度的研究

针对奥氏体和马氏体不锈钢连铸中的质量问题,对太钢第三炼钢厂结晶器的锥度进行了调查分析.根据铸机和不锈钢的钢种特性,分别计算比较了马氏体和奥氏体连铸坯在结晶器内的收缩规律,分析了连铸工艺参数如拉坯速度、过热度对铸坯收缩的影响规律,在此基础上设计了曲线锥度的结晶器,并在生产实践中取得了很好的效果.     

CSP结晶器内钢液流动及凝固的数值模拟

应用数值模拟方法,建立CSP漏斗型结晶器内钢液流动及凝固传热耦合模型。针对结晶器内铸坯角部受到强冷的特点,对结晶器内热流密度采用修正方程进行计算,分析热流密度修正系数对铸坯凝固坯壳表面温度计算精度的影响。通过比较不同拉坯速率下结晶器内钢液凝固的特点,研究凝固坯壳对结晶器内钢液流动行为的影响。结果表明,采用热流密度修正系数后,铸坯凝固坯壳角部温度的计算值与实际情况更相符;提高拉坯速率可使铸坯凝固坯壳厚度减小;拉坯速率较大时凝固坯壳厚度随铸坯距弯月面距离的增大基本呈线性增长,拉坯速率为3m/min时,凝固坯壳在生长过程中厚度的增长有短暂的停滞现象;凝固坯壳对钢液流动的影响较大,主要是由钢液有效流动区域减少及两相区额外动量阻损造成的。     

超宽板坯包晶钢连铸初生坯壳应力的数值模拟

利用商业软件计算了超宽包晶钢连铸过程中初生坯壳所受应力.研究结果表明,由于包晶反应引起的体积收缩,包晶成分钢种的凝固坯壳表面应力显著大于非包晶钢成分钢种,在距铸坯中心约200～400 mm处应力出现极大值;随板坯宽度的增加,坯壳表面应力增大,应力极值点向坯壳中心方向移动;连铸工艺参数直接影响包晶钢表面应力大小,随过热度减小,拉速增加,结晶器冷却强度减弱,坯壳表面应力减小,铸坯表面裂纹发生概率降低.在本研究条件下,对断面为3 200 mm×150 mm的铸坯,适宜的过热度为15～25℃,拉速为1.2 m/min,结晶器宽面冷却强度为5 500 L/min.