间歇式变向复合电磁搅拌作用下60Si2CrVAT钢的凝固组织

研究了间歇式变向复合电磁搅拌作用下60Si2CrVAT弹簧钢连铸坯的凝固组织.结果表明,间歇式变向复合电磁搅拌工艺可以显著减少60Si2CrVAT弹簧钢铸坯断面中心疏松和缩孔,提高铸坯凝固组织的致密度.铸坯中二次枝晶臂间距为30～250 μm,中心等轴区由铸坯断面面积的19.6%增加到25%,铸坯内部质量得到了极大的改善.     

宣钢12流方坯连铸机生产实践与设备改进

介绍12流方坯连铸机生产、质量与设备改进情况,主要针对200 mm×285 mm规格的大断面连铸坯和150×150、165 mm×165 mm小断面连铸坯的生产问题,通过改进导向段、优化二次冷却、改进结晶器和喷淋管、优化操作要点等手段,使得铸坯质量有了很大改善,同时也使生产效率有了很大提高。     

凝固组织对GCr15轴承钢220 mm×260 mm连铸坯中心偏析的影响

铸坯高中心等轴晶率及小的二次枝晶臂间距有利于降低高碳钢M+E-EMS连铸坯中心偏析。通过建立GCr15钢220 mm×260 mm连铸坯耦合有限元-元胞自动机模型(CAFE)及二次枝晶臂间距(SDAS)模型,研究结晶器电磁搅拌、过热度和拉速对中心等轴晶率及二次枝晶臂间距的影响。结果表明,相比于拉速,过热度和结晶器电磁搅拌对其影响明显。随着过热度降低及结晶器电磁搅拌强度增加,铸坯中心等轴晶率增加而二次枝晶臂间距减小,而拉速对凝固终点和中心固相率影响大。工业试验结果表明,采用结晶器与凝固末端电磁搅拌,相比于过热度35℃和拉速0.75 m/min,控制过热度小于25℃且拉速调整为0.8 m/min时,轴承钢GCr15铸坯中心等轴晶率由原27%增加至38%且二次枝晶臂间距细化,中心碳偏析指数由原1.06～1.39降至0.93～1.13。     

连铸坯枝晶臂间距检测方法的优化与应用实践

介绍了连铸坯凝固组织中树枝晶臂间距检测方法的优化试验及其应用效果。通过对连铸坯凝固冷却过程的分析及批量数据的采集,确定了测定连铸坯树枝晶臂间距的代表性区域,建立了一种科学测量枝晶臂间距的方法。将该方法应用于连铸圆坯生产检验中,能快速准确地找出铸坯枝晶臂间距随连铸二冷强度变化的规律,采取调整连铸二冷强度的措施,来控制一、二次枝晶臂间距大小,达到了减轻或消除铸坯开裂缺陷、提高连铸质量的目的。     

连铸工艺参数对大圆坯凝固组织影响的数学模拟

基于ProCAST软件研究了中间包钢水过热度、连铸坯拉坯速度、连铸机二冷强度等连铸工艺参数对大断面圆坯凝固组织的影响规律。研究结果表明:结晶器电磁搅拌电流为300 A、频率为3 Hz条件下,随着过热度的降低,连铸坯中心等轴晶率显著增加,过热度由49℃降至29℃时,过热度每降低10℃,铸坯中心等轴晶率增大4%左右;拉速由0.16~0.20 m/min每增加0.02 m/min,二冷强度由标准水量的1.5~0.5倍每降低0.5倍,连铸坯中心等轴晶率有所增加但均不显著,均为1.5%左右。降低过热度能够显著细化凝固组织晶粒,而改变拉速和二冷强度对于细化凝固组织晶粒作用不明显。对于调整连铸工艺参数而言,提高连铸坯中心等轴晶率和细化凝固组织晶粒的最有效办法是降低中间包钢水过热度。     

末端电磁搅拌参数优化对重轨钢铸坯质量的影响

通过对1#铸机设备改造前后所生产的重轨钢坯内外部质量对比,分析了1#铸机采用不同的凝固末端搅拌参数对重轨钢铸坯的中心碳偏析指数、疏松、及铸坯凝固组织的影响,得出1#铸机280 mm×380 mm断面重轨钢在拉速为0.6 m/min、过热度为25℃的连铸工艺参数条件下,凝固末端电磁搅拌参数为350 A/8 Hz,不仅使铸坯等轴晶率为25%~30%,也可使铸坯中心碳偏析指数均控制在1.10以下。     

高碳耐磨球钢大方坯凝固及坯壳生长规律研究

基于ANSYS软件建立了310mm×360mm断面大方坯连铸过程二维凝固传热数学模型,通过窄面射钉试验及铸坯表面测温对模型的准确性进行了验证,模拟了不同碳含量的高碳耐磨球钢大方坯宽面和窄面凝固坯壳的生长。结果表明模型能精确地获得不同工况下任意位置凝固坯壳的厚度分布、凝固终点位置及铸坯中心固相率;发现不同碳含量的高碳耐磨球钢具有相同的凝固规律:结晶器弯月面至二冷区出口,相应的铸坯柱状晶区凝固坯壳厚度与凝固时间的平方根呈线性关系,符合平方根定律,并对平方根定律进行了修正,修正项与过热度有关;二冷区出口至凝固终点,相应的铸坯等轴晶区凝固坯壳厚度与凝固时间的平方根呈非线性关系,不再符合平方根定律。     

轻压下改善42CrMo钢300mm×400mm大方坯内部质量的工艺实践

以中碳钢42CrMo为试验钢,通过建立300mm×400 mm连铸大方坯凝固传热模型,确定合理压下区间4#～7#辊压下量分别为"1 mm-2 mm-3 mm-1mm",并进行工业试验.试验结果表明,轻压下工艺对铸坯凝固各组织占比影响不大,但可明显改善中心致密性和偏析.铸坯芯部最大疏松点尺寸由1106 μm×608 μm...     

1650板坯压下过程热/力学行为及压下工艺优化

为了控制梅钢1 650板坯连铸包晶钢过程铸坯内裂纹发生,基于梅钢1 650板坯连铸机生产实际,建立了1 560mm×230mm断面包晶钢铸坯凝固过程三维热/力耦合有限元模型,揭示了铸坯凝固过程各冷却区内的温度场分布规律和铸坯压下过程应力与变形行为演变规律。结果表明,铸坯在结晶器及零段内冷却强度大,沿拉坯及其垂直方向的温度分布梯度大;在实施铸坯凝固末端压下过程中,铸坯宽面中心与宽向1/4处的表面变形及应力变化较为同步,且靠近铸坯内弧侧凝固前沿的塑性应变最大,铸坯应力最大值集中在角部区域;目前梅钢包晶钢连铸压下区间设置不当,易引发铸坯产生内部裂纹。     

喷淋水量分布对C38N2钢大方坯冷却效果的影响

合理的连铸二冷工艺制度是提高非调质钢连铸坯质量的关键。以某钢厂320 mm×480 mm C38N2非调质钢为研究对象,建立了基于大方坯横向水量分布的凝固传热模型,分析二冷区各段喷淋水量分布对铸坯表面温度分布的影响。研究表明,在现行工艺喷淋条件下,二冷一段和二段铸坯边角部喷淋水量较大,铸坯在二冷一段出口内弧和侧弧的表面横向温差分别达到了340 ℃和327 ℃,三段和四段铸坯表面中心喷淋水量较大,铸坯在空冷区内弧和侧弧的表面回温分别为109 ℃/m和125 ℃/m,容易引发角部裂纹和内部裂纹。在此基础上,提出“在二冷一段和二段降低喷淋高度+三段和四段升高喷淋高度”的喷嘴布置方式。水量分布优化后,二冷各段出口表面横向温差基本控制在200 ℃以内,铸坯在空冷区内弧和侧弧表面回温分别降低至95 ℃/m和107 ℃/m,角部回温由94 ℃/m降低至40 ℃/m,降低了裂纹缺陷发生率。研究结果可为该类非调质钢连铸生产提供借鉴。     

Application of Hot Strength and Ductility Test to Optimization of Secondary Cooling System in Billet Continuous Casting Process

By means of Gleeble-1500 dynamic thermomechanical simulator, the continuous casting process for HRB335C steel was simulated using solidifying method and hot ductility and strength of the steel were determined. The test results indicate that there are three temperature regions of brittleness for HRB335C billet in the temperature range from 700 ℃ to solidification point; the first temperature region of brittleness is 1 300 ℃ to solidification point of the billet, the second temperature region of brittleness is 1 200-- 1 000 ℃, and the third temperature region of brittleness is 700-850 ℃ ; the steel is plastic at 850--1 000 ℃. The cracking sensitivity was studied in the different temperature zones of the brittleness for steel HRB335C and the target surface temperature curve for the secondary cooling is determined. With optimized process, the mathematical model of the steady temperature field with two-dimensional heat transfer for 150 mm×150 mm HRB335C steel billet was established to optimize the secondary cooling process. The conic relation of water distribution between secondary cooling water flux and casting speed is regressed. Keeping the surface temperature of billet before the straightening point above 1 000 ℃, the results of billet test indicate that there is free central shrinkage cavity. The billet defect is decreased greatly, and the quality of billet is obviously improved.     

末端电磁搅拌对弹簧钢连铸坯内部质量的影响

 55SiCrA弹簧钢连铸坯容易出现内部质量问题,合理的末端电磁搅拌(F-EMS)能有效地改善连铸坯内部质量,但不合理的末端电磁搅拌会对连铸坯内部质量无改善作用甚至造成内部质量下降。为了提高连铸坯内部质量,得出最优末端电磁搅拌方案,研究了末端电磁搅拌参数对断面尺寸为150 mm×150 mm的55SiCrA弹簧钢连铸坯内部质量的影响。通过建立连铸过程凝固传热模型分析现行工艺下铸坯的凝固情况,确定末端电磁搅拌的位置为距弯月面8.45～8.73 m处。在测定末端电磁搅拌下连铸坯中心磁感应强度的基础上,对电流与频率进行匹配研究,并开展相应的工业试验。结果表明,在采用末端电磁搅拌参数为300 A/8 Hz时,55SiCrA弹簧钢的中心碳偏析平均值达到1.007,连铸坯中心缩孔改善,中心等轴晶率提高,连铸坯综合质量最好。     

基于微观偏析模型的Mn-Cr系齿轮钢淬透性带宽

 运用凝固传热模型,计算出了连铸坯在不同凝固阶段的冷却速率,对经典的BF微观偏析模型进行了修正,并以此为基础建立了由化学成分的不均匀性导致的Mn-Cr系齿轮钢淬透性带宽预测模型,分析了不同二次冷却强度对淬透性带宽的影响。由淬透性带宽预测模型得知,20CrMnTi连铸坯试样淬透性带宽呈抛物线状分布,淬透性带宽曲线在端淬距离0～15 mm范围内呈上升趋势,距离端淬距离超过15 mm时呈下降趋势,距离端淬约15 mm处试样的淬透性带宽取得最大值;适当提高二冷区冷却强度可以缩小连铸坯试样的最大淬透性带宽。     

降低高碳钢连铸小方坯中心偏析的研究

通过建立连铸小方坯凝同传热的数学模型，对实际生产中的小方坯凝固状况进行了模拟，发现原配水条件下铸坯表面温度波动大，并针对生产中连铸坯中心碳偏析较大的问题，对二冷水进行了优化。优化配水后的工业试验结果表明，通过凝固模型计算优化后的二冷配水可以降低中心碳偏析，提高连铸坯低倍质量。     

37Mn5连铸圆坯中心等轴晶率预测

为控制油井管用连铸圆坯的质量,基于薄片移动法建立了连铸圆坯凝固传热数学模型,并应用Procast软件的CA—FE模块对37Mn5钢Ф150mm圆坯凝固组织进行了模拟。中心等轴晶率模拟结果与工业试验检测结果相一致,据此,建立了柱状晶-等轴晶转变判据。基于此判据的中心等轴晶率预测结果表明,降低过热度、提高拉速和降低二冷零段...     

Solidification Structure of Continuous Casting Large Round Billets under Mold Electromagnetic Stirring

The solidification structure of a continuous casting large round billet was analyzed by a cellular-automaton-finite-element coupling model using the ProCAST software.The actual and simulated solidification structures were compared under mold electromagnetic stirring (MEMS)conditions (current of 300 A and frequency of 3 Hz).There-after,the solidification structures of the large round billet were investigated under different superheats,casting speeds,and secondary cooling intensities.Finally,the effect of the MEMS current on the solidification structures was obtained under fixed superheat,casting speed,secondary cooling intensity,and MEMS frequency.The model accurately simulated the actual solidification structures of any steel,regardless of its size and the parameters used in the continuous casting process.The ratio of the central equiaxed grain zone was found to increase with decreasing su-perheat,increasing casting speed,decreasing secondary cooling intensity,and increasing MEMS current.The grain size obviously decreased with decreasing superheat and increasing MEMS current but was less sensitive to the casting speed and secondary cooling intensity.     

Experimental investigation on solidification of GCr15 bearing steel by the simulated continuous casting

ABSTRACT

An experimental apparatus for simulation of continuous casting process of GCr15 bearing steel billet is established. With the apparatus, the billets of diameter 140?mm are casted in various superheats and cooling conditions. The solidification macrostructure, dendrite morphology, segregation and carbide are investigated. It is shown that melting superheats and cooling conditions remarkably influence the microstructure and solute segregation. It is found that the secondary dendrite arm spacing of the steel increases with the increase of the superheat temperature, and with decrease of the cooling rate. Lower superheat with higher cooling rate promotes the refining of the microstructure. Refining equiaxed grains structure in the centre of the billet leads to lower segregation of carbon. Furthermore, with increasing cooling rates, the spacing of the pearlite laminar is refined and the precipitation of proeutectic carbides is suppressed.     

结晶器电磁搅拌对60钢铸坯质量的影响

对60钢(0.57%～0.62%C)采用结晶器电磁搅拌工艺前后的150 mm×150 mm铸坯质量进行了系统研究,并优化了电磁搅拌工艺。结果表明,采用较强结晶器电磁搅拌强度(250 A)、低过热度(≤250℃)浇铸工艺能显著改善铸坯质量,60钢铸坯中心等轴晶面积比率由平均27.65%增加到52.58%,中心碳偏析指数由1.07降至1.01,铸坯夹杂物含量和尺寸明显减少,钢水中的氧化物夹杂得到有效去除。     

IF钢连铸坯表层夹杂分布特征的试验

 夹杂物是影响IF钢表面质量的重要因素。对IF钢连铸坯表面进行在线火焰自动清理时,确定不同状态连铸坯的最佳清理深度非常重要。针对IF钢浇次第2块铸坯、稳态铸坯及头罐与第2罐的交接坯,在每块铸坯的内弧和外弧面分别沿宽度方向等距离共取28个分析试样,每个分析试样尺寸为29 mm×21 mm×30 mm,研究不同清理深度下夹杂物的形态、数量、最大尺寸的变化情况。结果表明,随着清理量的不断增加,浇次第2块铸坯20～50 μm夹杂物的数量不断减少,大于50 μm夹杂物的数量略有增加,稳态坯和交接坯大于20 μm夹杂物的数量略有降低。在铸坯表面未清理时,3块铸坯表面最大夹杂物尺寸分别为500、200、200 μm,如果考虑影响钢板表面质量夹杂物的临界尺寸为100 μm,则浇次第2块铸坯清理深度应为4～5 mm,稳态坯和交接坯的清理深度应为2 mm。