堆垛缓冷过程模拟及对钢板性能的影响

应用analysis软件对船板钢连铸坯堆垛缓冷温度场进行数值模拟计算,并对不同堆垛缓冷制度下的轧制钢板取样进行金相组织、Z向拉伸断口形貌、拉伸性能等分析,研究了不同堆垛缓冷工艺对钢板性能的影响。结果表明:堆垛铸坯冷却速率最快的是顶部铸坯,而中间区域和底部区域的冷却速率较慢,断面为300 mm×2 400 mm的船板钢连铸坯堆冷铸坯的平均冷却速率为8.1~14.2 K·h-1。随着堆垛缓冷时间的延长,钢板的拉伸断口分层、带状组织、中心偏析等缺陷得到有效控制,断面为300 mm×2 400 mm的船板钢连铸坯堆垛缓冷36 h可以有效避免拉伸断口分层等缺陷的发生。     

Q345R厚钢板探伤不合原因分析

对Q345R厚板探伤不合部位取样进行金相、扫描电镜分析,钢板组织存在贝氏体、马氏体、中心微裂纹和MnS夹杂;Z向拉伸断口表明,试样中心部位脆性解理面积大;试样正火后探伤缺陷宽度明显减小。分析认为,铸坯偏析和钢板冷却速度过快是导致钢板异常组织造成探伤不合的主要原因。减轻铸坯偏析和钢板轧后堆垛缓冷是提高Q345R厚板探伤合格率的有效措施。     

厚规格低合金容器板探伤不合的原因分析及对策

通过低倍、金相及扫描电镜等手段,对厚规格低合金容器板探伤不合的内在组织进行了分析,研究探伤不合的原因,阐明了铸坯内部中心偏析、夹杂物及微裂纹是导致钢板探伤不合的内在原因。提出了降低连铸坯过热度,采用连铸末端动态轻压下技术,铸坯下线堆垛缓冷48h,钢板加保温罩缓冷48h等工艺措施,可有效提高钢板探伤合格率。     

屈服强度460MPa级宽厚钢板层状断口分析

邯钢宽厚板生产线70 mm厚度规格460 MPa级别宽厚钢板产品部分批次出现延伸性能不合格问题,通过对拉伸试样层状断口进行分析,确定断口分层与较为严重的铸坯中心偏析缺陷有关。在此基础上进一步开展铸坯堆垛缓冷试验和数值分析,揭示了不同堆垛缓冷时间条件下铸坯中心偏析的变化情况以及铸坯中心位置在相应时间的温度变化规律。当板坯堆垛缓冷时间在36 h以上、铸坯中心温度控制在370℃左右时,铸坯中心偏析得到最大幅度地改善,厚板层状断口现象有较大程度地降低。     

厚规格高性能500MPa结构钢探伤不合格原因分析

为找出500 MPa钢板探伤不合格原因,通过金相显微镜、扫描电镜、能谱分析和电子探针波谱仪对500 MPa钢板探伤缺陷组织、成分进行了分析。结果表明:钢板探伤不合格的原因是由钢板中心偏析带上的裂纹导致,MnS、Nb/Ti夹杂物是造成裂纹的主要原因。通过提高钢水洁净度,降低钢水过热度,优化二次冷却技术,采用电磁搅拌和轻压下提高铸坯内部质量,同时适当优化铸坯加热工艺以及轧后堆垛缓冷方式,可以防止裂纹的产生。     

石油套管用钢带状组织研究

采用硫印、热酸侵蚀、原位分析和SEM扫描电镜及能谱分析等方法,分析J55钢级石油套管铸坯中心元素的偏析,研究加热温度、终轧温度、未再结晶区变形率、终轧后冷速及卷取温度等因素对消除或者减轻带钢中带状组织影响规律。结果表明:Mn元素偏析是引起热轧带钢带状组织的直接原因,采取提高加热温度、终轧温度、未再结晶区大变形率、终轧后冷速及降低卷取温度等措施,可以减轻或者消除由于铸坯中心偏析引起的带状组织。     

提高探伤板材堆垛缓冷厚度的研究

针对中厚钢板探伤不合格原因进行分析研究,结果表明:当钢中氢分压超过钢板临界强度时,就会在夹杂物和钢基体间萌生裂纹,并沿钢板中心位置的夹杂物和贝氏体硬化组织带扩展,最终导致钢板探伤不合格。对于正常冶炼的Q345B/C钢种,由280 mm厚度铸坯轧制钢板的堆垛缓冷厚度可以提升至35 mm以上,从250 mm和220 mm厚度铸坯轧制钢板的堆垛缓冷厚度可以提高至25 mm以上;而经过RH真空处理的钢种,钢板堆垛缓冷厚度可以增加到35 mm以上。     

高碳钢150 mm×150 mm连铸坯堆垛缓冷对碳偏析的影响

高碳钢SWRH82B(0.81%C)盘条用于生产预应力钢丝钢绞线,其中网状碳化物是造成冷拔断裂的重要原因。试验了该钢150 mmn×150 mm铸坯堆垛缓冷时间(0~48 h)对铸坯碳偏析和φ12.5 mm盘条碳化物的影响。结果表明,直接空冷时的铸坯中碳含量的差值为0.116%,堆垛缓冷12,24,36,48 h后碳含量差值分别降至0.088%,0.080%,0.075%和0.076%,盘条中网状碳化物也相应降低;SWRH82B钢150 mm×150 mm连铸坯堆垛缓冷24 h,可以满足盘条冷拉工艺要求。     

提高Q345B钢板探伤合格率的工艺措施

针对南阳汉冶特钢有限公司250mm×1 650mm断面连铸坯生产的低合金Q345B钢板探伤不合格现象,通过对不合格钢板取样进行电镜检测分析,得出中心锰偏析、硫化锰夹杂、氧化铝夹杂是导致探伤不合格的主要原因。通过优化成分来降低钢中锰元素质量分数、提高钢水洁净度、降低钢水硫质量分数、优化连铸二冷制度、严控铸机开口度等措施,铸坯中心偏析得到了改善,轧后钢板探伤质量合格率得到了提高。     

Q460C低合金高强度结构钢板的开发

根据Q460C低合金高强度钢的技术要求和河北敬业集团的实际情况,采用微合金化和控轧控冷相结合的工艺技术,成功开发出Q460C低合金高强度结构钢板。该钢板的各项力学性能指标均符合GB/T1591-2008标准要求,钢板的金相组织为铁素体＋珠光体,铁素体的晶粒度为10.5级,带状组织为B2级。另外,钢板的中心处存在少量贝氏体组织,说明铸坯存在化学成分偏析,但未对钢板的力学性能造成负面影响,有待于下一步进行改进。     

改进钢锭断面形状提高厚板成材率的变形实验

简述了钢锭断面形状对厚板成材率的作用。着重阐述模拟舞阳钢铁公司４２００ｍｍ厚板轧机的轧制工艺条件，轧制８．０ｔ镇静钢扁锭，采用正交设计法确定钢锭断面最佳尺寸。得到了在确定轧制工艺条件下，正确确定最佳钢锭断面尺寸的正交回归数学模型。在本实验最佳断面形状的锭型与合适的工艺相匹配下，厚板成材率约提高５．２７６％，边部切损率约降低３．６３５％。     

中 厚 板 轧 制 过 程 的 数 值 模 拟

 基于LS DYNA仿真软件,采用显式算法和隐式算法相结合的方法,对中厚板轧制过程的热力耦合有限元模拟进行了研究。通过仿真,得到了中厚板的应力场、应变场及温度场的分布。根据分析可知轧件表面温度在轧制过程中有所上升,轧件内部到表面形成明显的温度梯度。轧件头部变形较剧烈,在轧制后外端存在明显的预应力区。模拟结果与实测结果比较一致,表明了该数值仿真方法的可靠性。     

高牌号无取向硅钢CSP流程铸坯及热轧板的组织和夹杂物分析

2.9 mm热轧3%Si高牌号无取向硅钢板(/%:0.004 6C、3.04Si、0.32Mn、0.49Als、0.004S、0.013P、0.0042N)由CSP(Compact Strip Production紧凑式带材生产线)流程:120 t BOF-70 mm CC-热轧工艺生产。热轧终轧温度872℃,卷取温度683℃。铸坯及热轧板的组织和夹杂物的分析结果表明,铸坯组织为典型的贯穿柱状晶组织;热轧板边部为再结晶组织,中部为纤维组织带有少量再结晶晶粒;高牌号无取向硅钢的主要夹杂物为铸坯-Al₂O₃, AlN和Cu₂S+MnS;热轧板-Al₂O₃, AlN,AIN+MnS和Cu₂S+MnS。     

特厚板厚度方向形变传递规律的仿真分析

 基于Gleeble热压缩试验、有限元方法对一种HSLA钢特厚板轧制过程中厚度方向变形向心部传递的规律进行了仿真研究。首次从有限元角度定量揭示出特厚板生产中高温、低速、大压下量的轧制规范机理。仿真所用材料本构模型由Gleeble试验数据结合Arrhenius方程所构建,研究了轧制速度、压下量、轧制温度以及板坯厚度对特厚板厚度方向应变分布的影响规律。结果表明,轧制速度小于1 m/s时（平均应变速率小于 0.33 s－1）,有利于变形向钢板心部传递,削弱截面效应;压下量越大,钢板等效应变越大,且厚度方向最大等效应变出现的位置向心部偏移;轧制温度对等效应变的分布影响不显著,但是高温轧制有利于减小轧机负荷;板坯越厚,变形分布不均匀性越显著。当板坯厚度为500 mm时,截面的最大、最小等效应变差达到0.2。生产中,在设备允许的情况下,建议特厚板的轧制采用高温、低速、大压下量规范。     

Q235热轧钢板轧裂卡钢原因分析

本钢薄板坯连铸连轧生产线在调试生产阶段,精轧机乃多次出现轧裂卡钢停产事故。对轧裂钢板试样进行组织、夹杂物分析,结果表明,钢板严重的组织不均匀性是导致Q235热轧钢板轧裂的主要原因。采取降低连铸时钢水的过热度、提高铸坯出加热炉温度及增大粗轧阶段的压下量等工艺措施后,没有出现过F3轧裂卡钢事故。     

厚板轧制工艺参数对成材率的影响

在铅试样正交实验的基础上，采用方差分析研究了首次横，立轧时轧件工艺参数对扁锭直接轧制为厚板时成材率的影响，得出厚板的成材率受成品宽度和首次横（立）轧扁锭的厚度的影响较大。     

连铸板坯毛刺去除机的研制

为适应济钢一炼钢厂4#热装热送的需要,研制开发了连铸板坯在线毛刺去除机。该设备结构简单,动作可靠,刀刃使用寿命长,去除毛刺效率高,解决了热装热送板坯轧制后产生的钢板表面夹层、结疤等问题,提高钢板成材率0.1%以上。     

CSP工艺生产高牌号无取向电工钢的组织和夹杂物

 首次实现了从冶炼→CSP→常化→冷轧退火→成品检测等CSP工艺生产高牌号无取向电工钢的实验室全工序过程模拟,并对铸坯、热轧板及冷轧板中的组织及夹杂物进行了具体分析。结果表明,CSP工艺生产高牌号无取向电工钢是可行的;成品磁性能满足国际标准要求;薄铸坯、热轧板、成品板组织具有典型高牌号无取向电工钢组织特点;过程析出物主要为：AlN,AlN+MnS。     

钢铁行业技术创新和发展方向

 创新驱动钢铁行业转型发展、调整结构、实现钢铁行业绿色制造势在必行。从钢铁行业的重要前沿技术（产品）和钢铁行业的重要关键共性技术（产品）介绍了钢铁行业技术创新和发展方向。内容包括：复杂难选铁矿石预富集-悬浮焙烧-磁选技术;低碳炼铁技术;炼钢二次资源高效利用技术;先进钢铁全流程一体化组织控制;改进型热带无头轧制短流程工艺、装备及产品;薄带铸轧短流程工艺、装备与产品;无酸洗涂镀制备热轧涂层板技术;新一代钢包喷射冶金工艺;高品质连铸坯生产工艺与装备;热轧钢材组织性能控制;极限规格板材先进热处理装备及工艺技术;薄板坯半无头轧制＋无酸洗涂镀制备热轧AHSS;高精度冷轧板形控制技术与装备技术;先进连续退火与涂镀技术;真空制坯轧制复合板技术;旨在大规模定制的钢材智慧制造系统等。旨在实现钢铁工业的绿色制造,促进中国新型工业化进程。     

Slab and Level 2 Automation Design Guidelines for Optimum Metallurgy and Productivity for Plate and Steckel Mills

Many new steel plate processing facilities have been built in the past 10 years around the world with many more being planned for the future.This is especially true in developing countries such as China,India and Brazil.Many of these facilities are plate mills with either one or two stands or a Steckel mill,typically only one stand designed for the production of structural plate steels.Unfortunately,there is a lack of understanding with both the mill builders of the world and the mill owners on the importance of properly matching up the available slab supply (either new as part of a new plate/Steckel mill complex or part of an already existing) with the desired end plate product mix.Many mill builders and owners around the world believe that you can take any slab of any dimension and make any plate dimension you want.While this is basically true with today’s Level 2 automation systems,it does not always result in optimum metallurgy/mechanical properties or productivity.This less than optimum condition results in mechanical property failures,shape issues,productivity losses and in general a less than desirable costly processing operation.It is important to the overall optimization of a steel processing facility that the proper slab dimensions be used to produce the proper final plate dimensions along with achieving the required mechanical properties.The critical nature of this selection will be dependent on the final plate thickness and overall mechanical property requirements.Proper mechanical property,shape and overall microstructure are heavily dependent on the ability to properly work the entire cross section of the slab through the rolling process.Many mechanical property,shape and microstructural issues are a result of improper working of the entire cross section during rolling.The ability for a given mill to properly work the entire cross section is dependent on proper slab selection (total reduction ratio) and a proper rolling schedule either generated manually by the operator or by the mills Level 2 au