连铸结晶器内大方坯的热力耦合分析

针对攀钢大方坯连铸机投产初期铸坯表面角部纵裂缺陷,建立了大方坯连铸结晶器内铜板与铸坯问的热力耦合模型,应用模型分析了大方坯连铸结晶器内的传热过程和坯壳的应力分布.在传热模型中,以稳态模型分析结晶器的传热过程,以瞬态模型分析铸坯的传热过程;在力学模型中,考虑铸坯和结晶器的接触边界以处理结晶器角部的气隙,以热弹塑性模型分析铸坯的变形和应力场.2种结构的连铸结晶器中大方坯温度场和应力场计算结果表明,结晶器倒角从25 mm×45°变为12 mm×45°时,可改善铸坯角部的传热条件,降低凝固坯壳角部温度,增加凝固坯壳厚度,有利于减轻和防止铸坯角部裂纹.     

微合金钢连铸坯角部裂纹控制技术研发及应用

微合金钢连铸过程频发铸坯角部裂纹缺陷是钢铁行业的共性技术难题。基于微合金钢铸坯角部裂纹组织结构与析出特征检测,以及铸坯在结晶器与二冷铸流内的凝固热/力学行为演变规律定量化模拟,开发形成了基于新型角部高效传热曲面结晶器和铸坯二冷高温区角部晶粒超细化控冷工艺与装备的微合金钢连铸坯角部裂纹控制技术。研究结果表明,传统板坯连铸工艺下,窄面直线型结晶器无法充分补偿坯壳收缩,致使厚保护渣膜与气隙在坯壳角部集中生成,大幅降低了结晶器中下部坯壳角部传热,引发微合金碳氮化物沿奥氏体晶界析出。传统二冷配水条件下,奥氏体晶界不可避免生成先共析铁素体膜低塑性组织。两者共同作用致使铸坯角部高温塑性不足而引发裂纹。通过开发新型曲面结晶器,坯壳角部于其内高效传热,凝固全程冷却速度大于5℃/s,弥散化了微合金碳氮化物高温析出。同时,基于窄面足辊超强冷新控冷结构,对铸坯角部实施γ→α→γ循环相变,铸坯角部晶粒显著超细化,高塑化控制了铸坯角部裂纹产生。     

保护渣对430不锈钢铸坯边部凹陷缺陷的影响

针对太钢430不锈钢铸坯边部凹陷严重的问题,采用Gleeble 3800、高温原位分析仪、黏度分析仪等技术手段,系统研究430铸坯边部凹陷缺陷的产生机理和保护渣性能对边部凹陷的影响规律。研究结果表明,430铸坯边部凹陷缺陷的主要原因与保护渣的控制传热有关。保护渣碱度过小,结晶能力弱,坯壳在结晶器内冷却强度大,凝固收缩带来较大的角部扭动力而产生边部凹陷,此时铸坯边部凹陷主要发生在结晶器内;保护渣碱度过大,结晶能力强,铸坯冷却强度不够,出结晶器的坯壳厚度薄,在钢水静压力的作用下铸坯宽度产生延展效应,导致后续产生较大的凝固收缩而形成边部凹陷,此时铸坯边部凹陷主要发生在二冷阶段。保护渣碱度控制为1.00,保护渣的结晶能力适宜,既避免了结晶器内强冷带来的铸坯凹陷,又保证了出结晶器坯壳足够的厚度和强度,最终使铸坯边部凹陷深度由1.26 mm降低至0.30 mm,显著改变了铸坯表面质量。     

微合金钢连铸坯角部裂纹控制技术研发及应用

微合金钢连铸过程频发铸坯角部裂纹缺陷是钢铁行业的共性技术难题。基于微合金钢铸坯角部裂纹组织结构与析出特征检测，以及铸坯在结晶器与二冷铸流内的凝固热/力学行为演变规律定量化模拟，开发形成了基于新型角部高效传热曲面结晶器和铸坯二冷高温区角部晶粒超细化控冷工艺与装备的微合金钢连铸坯角部裂纹控制技术。研究结果表明，传统板坯连铸工艺下，窄面直线型结晶器无法充分补偿坯壳收缩，致使厚保护渣膜与气隙在坯壳角部集中生成，大幅降低了结晶器中下部坯壳角部传热，引发微合金碳氮化物沿奥氏体晶界析出。传统二冷配水条件下，奥氏体晶界不可避免生成先共析铁素体膜低塑性组织。两者共同作用致使铸坯角部高温塑性不足而引发裂纹。通过开发新型曲面结晶器，坯壳角部于其内高效传热，凝固全程冷却速度大于5℃/s，弥散化了微合金碳氮化物高温析出。同时，基于窄面足辊超强冷新控冷结构，对铸坯角部实施γ→α→γ循环相变，铸坯角部晶粒显著超细化，高塑化控制了铸坯角部裂纹产生。     

高强度微合金钢连铸板坯表面缺陷的优化研究

在微合金钢连铸过程中,铸坯表面缺陷,尤其是边部裂纹、角部横裂纹和纵裂纹的发生率明显高于普通钢铸坯。针对高强度微合金钢铸坯表面缺陷产生的原因进行分析,研究各种缺陷形成的内因和外因,探索边部裂纹、角部横裂纹和纵裂纹的控制技术,形成卓有成效的解决方案,同时对高强度微合金钢连铸生产工艺加以优化。对设备进行检测和调整,形成高强度微合金钢表面缺陷的综合控制技术,使铸坯表面边角部裂纹缺陷得到有效控制。     

大方坯连铸结晶器冷却制度优化研究

在分析攀钢大方坯连铸现行结晶器冷却能力的基础上,优化调整了结晶器冷却制度。结果表明,增大结晶器冷却警度,强化结晶器传热,结晶器出口坯壳厚度由14．5～15．0mm增至19．0～20．5mm;合理匹配结晶器宽窄面水量分配,可以促进结晶器区域凝固坯壳均匀生长,宽面、窄面坯壳厚度一致,有利于减少因初生坯壳厚度偏薄或厚薄不均产生的铸坯表面角部纵裂或凸包缺陷。     

45#板边部裂纹的分析与控制

边部裂纹是中厚板常见的表面缺陷之一.通过铸坯钻孔、倒角、翻面轧制及金相分析,确定了连铸坯边角部表面微裂纹是边裂产生的主要原因.通过减弱结晶器冷却,控制结晶器锥度,避免高温浇注,优化二次冷却,保持铸机状况良好,改善铸坯角部的表面质量,45#板边部裂纹得到有效控制.     

CSP热轧板卷边部裂纹成因及控制

为了抑制CSP热轧板卷边部裂纹,对CSP热轧板卷边部裂纹的成因进行了研究.CSP热轧板卷边部裂纹缺陷主要有3类:边部横裂纹、边部纵裂纹、边部烂边或掉块等.板卷产生边部裂纹的主要原因是:连铸坯表面边部横裂纹(包括深的振痕)和边部的细小纵裂纹,在加热和轧制过程中不断扩展;钢液在凝固以及铸坯在冷却、均热、轧制、层流冷却和卷取等过程中的热应力、机械应力以及相变应力等作用力超过钢的塑性变形抗力.抑制CSP热轧板卷产生边部裂纹的主要措施是:控制好合适的钢水成分;制定有效的工艺参数,如结晶器热流密度、结晶器振动参数、二冷冷却强度等.工业试验结果表明,CSP热轧板卷边部裂纹率由7.93%降低到1.81%.     

连铸结晶器润滑监控装置

据“Trans.ISIJ”,1986:26(11)报道,连铸采用高拉速时,由于结晶器内凝固坯壳的厚度较薄,所以很可能使铸坯产生拉漏和表面缺陷。因此,对于连铸高拉速结晶器润滑的最佳选择非常重要。在连铸时,根据凝固坯壳和结晶器之间的摩擦力,研制了测定结晶器润滑的监控装置。     

立式连铸P91钢大圆坯表面纵裂缺陷及其控制

P91钢为微合金化改良型9Cr-1Mo马氏体耐热钢,具有良好的高温强度、高温抗氧化性和抗腐蚀性,是当前先进的电站用大口径高温高压蒸汽管道制备材料。针对国内外以坯代锭、开发圆坯连铸高合金钢高效制备工艺的需要,研究分析了P91钢连铸圆坯常见的表面纵裂问题及其影响因素。基于低倍观察、OM、SEM与EDS分析,揭示了这类表面裂纹的形貌、组织与成分特征;利用相变热力学计算揭示了其高温初凝的相变特点。研究表明,P91高合金钢具有亚包晶钢的凝固特点,其在结晶器弯月面附近可能发生的强烈δ→γ相变收缩是连铸坯壳凹陷与纵裂倾向大的内在诱因,浇注工艺不良所导致的初凝坯壳与气隙不均是造成裂纹发生的重要外部因素;P91钢圆坯纵裂起源于连铸结晶器内。生产试验表明,通过合理选择水口、控制钢水注流对初凝坯壳的冲刷,选用合适黏度与熔点的保护渣、增加液渣层厚度及其对坯壳气隙的充填能力等措施,均能从连铸工艺上不同程度地控制P91连铸圆坯的表面纵裂率;进一步优化设计结晶器铜管冷却结构,适当弱化一冷强度、提高结晶器周向冷却的均匀性,可以更有效地控制其连铸表面纵裂缺陷的发生率。研究结果可为P91等高合金钢圆坯连铸生产中表面纵裂的...