OSP连铸坯二冷凝固过程的研究

应用有限元仿真软件MSC．Marc,采用二维切片法,以邯钢CSP薄板坯连铸生产线为研究对象,分析铸坯在二冷区的凝固传热规律。结果表明,在二次冷却区,拉速增大0．1m／min,铸坯表面温度将升高10℃左右,出结晶器坯壳厚度减少约0．26mm,液相穴长度延长约0．16m;过热度增大10℃,铸坯表面温度提高15℃左右,出结晶器口铸坯的厚度减薄0．65mm,液相穴长度延长约0．2m;冷却强度增大10％,铸坯表面温度降低,第四冷却段最明显,约40℃左右,液相穴长度减少约0．27m,结晶器出口铸坯的坯壳厚度基本没有发生变化。     

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。     

连铸大方坯凝固传热过程的数值模拟

基于凝固传热学基本理论,建立了大方坯凝固传热数学模型。该模型根据糊状区溶质传输和反扩散理论,基于变热物性参数,采用钢中多组元成分的百分含量计算液、固相线温度。以实际铸坯为对象,以二冷区铸坯表面实际水流密度分布和辊子接触传热为边界条件,充分考虑二冷区的四种不同的换热状况,研究连铸大方坯三维温度场。计算结果与实测温度吻合。     

连铸大方坯凝固传热过程的数值模拟

基于凝固传热学基本理论，建立了大方坯凝固传热数学模型。该模型根据糊状区溶质传输和反扩散理论，基于变热物性参数，采用钢中多组元成分的百分含量计算液、固相线温度。以实际铸坯为对象，以二冷区铸坯表面实际水流密度分布和辊子接触传热为边界条件，充分考虑二冷区的四种不同的换热状况，研究连铸大方坯三维温度场。计算结果与实测温度吻合。     

薄板坯连铸凝固过程中宏观偏析的数值模拟

建立了连铸凝固宏观传输过程的温度场、溶质场、紊流流场模型,并对其进行了耦合求解.模拟分析了薄板坯凝固过程和宏观偏析的形成过程.计算表明,浸入式水口射流冲击到结晶器窄壁后形成上下两股回流,液相的紊流流动对传热、传质等都有显著的影响.随凝固的进行,液相中的溶质不断富集,最终在铸坯的中心区域形成宏观偏析.采用Schneider等的溶质传输模型,计算了固相溶质逆扩散对糊状区及固相溶质分布的影响.     

GCr15轴承钢大方坯连铸过程凝固传热数值模拟

以某钢厂生产的GCr15轴承钢为研究对象,建立了GCr15轴承钢大方坯的凝固传热数学模型,结合现场的测温实验数据验证了模型的可靠性。研究了拉速的变化对坯壳厚度、铸坯横截面上各特征点温度的影响。结果表明,拉速每提高0.1 m/min,铸坯中心液相线温度(1 460℃)与固相线温度(1 325℃)所在位置分别向后推迟了1.1 m与4.1 m。在铸坯凝固初期与凝固末期,坯壳生长速度较快。原因是在结晶器内的冷却强度较大,冷却速率较大,促使铸坯的凝固速率较高;在凝固末期,钢液的过冷度较大,同时铸坯中心部位以等轴晶的形式凝固,促使凝固末期的坯壳厚度增长较快。     

45钢连铸大方坯凝固过程数值模拟

根据240mm×280mm 45钢的实际生产条件,建立基于射钉和测温的方坯凝固传热数学模型.分析了拉速、过热度、二冷强度等参数对铸坯温度和凝固坯壳厚度的影响.结果表明,拉速是主要影响因素.拉速增大0.1m/min,铸坯表面中间温度平均升高35℃左右,空冷区内中心温度明显增大,凝固终点后移2.25m左右.     

基于ProCAST的圆坯连铸凝固过程数值模拟

圆坯连铸在凝固过程中极易产生裂纹,从而影响了铸坯的质量。以300 mm圆坯连铸为研究对象,运用ProCAST软件建立了一维传热数学模型,计算铸坯的温度场,模拟分析拉速、二冷水比量对铸坯表面温度的影响。模拟结果表明,拉速和二冷水比量对铸坯表面温度具有较大影响,生产中必须保持恒定的拉速和合适的二冷水比量,才能够有效避免铸坯裂纹的产生,得到优质的铸坯。     

薄板坯连铸凝固过程及溶质偏析的三维耦合数值模拟

采用基于体积平均的有限控制体法，对Fe—C二元合金薄板坯连铸凝固过程进行了紊流流动、凝固及溶质传输的三维耦合数值模拟。计算结果表明，钢液的紊流流动显著改变了薄板坯内温度场形状及溶质浓度的分布。浸入式水口产生的射流对铸坯宽面的冲刷造成了凝固坯壳厚度沿宽面的不均匀分布。同时分析了宏观偏析的形成及可能形成的位置。     

铸铁水平连铸中圆坯凝固过程的数值模拟

将铸铁水平连铸中圆坯凝固过程的整个传热系统作为模拟对象,采用自由热收缩模型计算铸坯与结晶器的界面传热系数,从非稳态传热的角度并按照柱坐标系中二维传热的方式进行铸坯凝固过程的数值模拟,在数值计算中,采用静、动坐标系相结合的方法,使铸坯传热的控制方程得以简化且便于耦合处理结晶器与铸坯的温度场计算,由此确立的模拟方法可用于模拟不同尺寸的圆坯在各种工艺条件下的凝固过程。     

Q420qNHE耐候钢板的研发

通过对Q420qNHE耐候钢化学成分设计，确定合理的加热温度，以及对轧制工艺优化（采用非再结晶区控制轧制+细化晶粒控制轧制），获得了低碳贝氏体组织，有效地提高了钢板的综合力学性能和耐腐蚀性能，保证了80 mm厚及以下规格耐大气腐蚀用钢板Q420qNHE的各项性能均满足技术要求。     

CSP工艺热轧SPHC组织演变和析出物研究

分析了马钢CSP工艺SPHC在轧制过程中的组织演变规律;通过与传统工艺SPHC比较,研究了微观组织、第二相粒子的析出及其对强度的影响.结果表明:SPHC的组织细化主要发生在1050～971℃,在CSP低碳钢各强化机制中细晶强化是最主要的强化方式,通过透射电镜观察,观察到其中存在纳米级的、亚微米级的和微米级的3种尺寸级别的第二相粒子,对马钢SPHC钢产生了沉淀强化.     

钙处理技术在CSP工艺中的应用

对钙处理技术在CSP工艺中的应用进行了研究与分析,结合生产实际,对钙和Ca／Als的变化区间范围进行了统计研究和分析,提出了技术指标的合理范围。     

CSP流程微合金钢控轧工艺研究与实践

综合分析了Nb、V、Ti3种微合金元素在奥氏体和铁素体中的溶解、析出规律以及对再结晶的抑制作用，根据其不同的强化机理，在CSP生产线上采用不同的加热温度、各道次轧制温度和压下量、层流冷却速度与卷取温度制度，获得了最佳的细晶强化和析出强化效果。     

降低CSP薄板坯连铸机漏钢率的生产实践

结合邯钢CSP生产实践,对CSP连铸机漏钢原因进行了分析并提出了预防措施。生产实践表明,通过加强中间包及结晶器的准备工作,提高开浇操作水平,可有效减少开浇漏钢。通过优化钢水成分,提高钢水纯净度,优化保护渣性能,加强结晶器铜板表面质量的检查,提高格栅表面质量,提高水口材质,保持结晶器合适的锥度,控制结晶器热流比及拉速,可有效减少浇注过程中的漏钢事故。     

铸铁件凝固后的控制冷却工艺

由于只借助于加入合金元素和控制化学成分来获得铸铁最终组织具有局限性,提出了控制冷却工艺,并以日本洋马公司生产的大型柴油机缸体为例进行了介绍,生产结果显示:(1)铸件凝固后的平均冷却速率从原来的5.7℃/h提高到16℃/h;(2)铸件冷却到500℃所需的时间,由原来的46 h缩短到18 h;(3)铸态铸件各部位残留应力测定值的平均值有所降低;(4)铸态铸件各部位本体强度的平均值大约提高15 MPa;(5)基体组织中铁素体的体积分数减少。同时,还介绍了美国铸造协会与Missouri科技大学合作,用控制冷却工艺替代等温淬火工艺的研究工作。     

邯钢CSP厂热轧卷板A572Gr65的开发

介绍了邯钢CSP厂高强度低合金结构钢A572Gr65的开发过程,详细介绍了此钢种的化学成分、冶炼工艺、轧制工艺、以及产品力学性能,A572Gr65卷板化学成分、力学性能稳定、成形性能良好,满足了用户需求。     

CSP线生产C-Mn系热轧双相钢的工业试验

介绍了在CSP生产线上利用普通C-Mn钢生产热轧双相钢的工业试验情况,试验研究了该钢的化学成分、试验工艺、成品力学性能和微观组织。试验得出,该钢的力学性能已达到汽车大梁用钢BG510L的水平;与此同时,提出了生产过程中控制铁素体析出量和促进马氏体形成的具体措施。     

CSP热连轧组织性能预报数据库的建立

介绍了应用于广州珠江钢铁有限责任公司的CSP热连轧组织性能预报系统数值信息数据库的开发环境、总体结构、功能模块和应用范例,该数据库具有存储、查询、计算、绘图和比较等功能,可为产品性能的统计和今后新产品的研发提供信息平台。     

马钢在CSP生产线开发510MPa汽车大梁板用钢

介绍马铜在CSP生产线采用C-Mn-Ti钢,在不添加Nb、V等昂贵合金的情况下,通过控制轧制和控制冷却工艺开发510MPa级汽车犬梁板的生产实践。开发过程解决了CSP连铸连轧生产汽车大梁板存在的屈强比偏高及冷弯裂纹等关键技术问题,试制的M510L钢组织细小均匀,冲击韧性和冷弯性能良好,满足用户要求。