板坯连铸结晶器电磁控制流动技术

板坯连铸实践表明,结晶器内钢水流动对铸坯质量和产品质量产生重大影响,控制结晶器内钢水流动已成为生产高质量产品和提高生产率的重要技术手段.综述了三类板坯连铸结晶器电磁控制流动(控流)技术的基本内容,对每类电磁控流技术,着重介绍了其配置和电磁力特征、冶金机理和冶金效果及其对最终产品质量的影响等.     

板坯结晶器钢液流动电磁控制技术

板坯结晶器内钢液流动会影响铸坯的质量,控制和优化结晶器内钢液流动对于提高铸坯质量具有重要意义.电磁控制技术已经成为控制和优化结晶器内钢液流动的重要技术.论述了结晶器内钢液流动对铸坯质量的影响,并介绍了结晶器内钢液流动的电磁场控制技术和特点,以及在钢厂的应用.     

电磁搅拌作用下板坯结晶器内金属液流动行为实验研究

以水银为实验介质,通过物理模拟实验,考察板坯连铸结晶器电磁搅拌中,搅拌电流和水口出口角度对结晶器内金属液流动的影响。在搅拌电流分别为0、50、60 A和水口出口角度分别为0°、15°、25°时,采用超声波多普勒测速仪测量模型内金属液的流速分布。结果表明:电磁搅拌的施加改变了结晶器内金属液流场分布,提高了金属液的流速,降低了自由液面的稳定性,使金属液冲击深度变浅;随着搅拌电流的增大,金属液流速、液面湍流度及冲击深度有增大的趋势;当水口出口角度为15°时电磁搅拌效果较佳。     

板坯连铸结晶器内钢水偏流及其控制方法的思考

简述了板坯连铸结晶器内钢水偏流及其主要危害。作为例子,引录板坯结晶器内由SEN冻结和湍流引起的两个典型偏流的数值模拟结果。综述了控制偏流的非接接触的磁流体力学(MHD)技术及其效果,以及评估控流效果的检测方法。     

电磁制动下板坯结晶器内金属流动的物理模拟

以水银为实验工质,通过物理模拟考察板坯连铸电磁制动时,电磁场对结晶器内液态金属流动的影响规律。采用超声波多普勒测速仪测量了结晶器上部磁场B1=0、0.18、0.36 T和0.5 T,结晶器下部磁场B2=0.5 T情况下,板坯结晶器(模型)内水银的流速分布,考察了磁场强度对结晶器内及液面处金属流动,及其对结晶器窄壁的冲刷作用等的影响。实验结果表明,板坯连铸时,对于抑制液面波动的结晶器上部磁场应选择较低的磁场强度,而用于实现钢水稳定和形成活塞流的结晶器下部磁场,则应选择高的磁场强度。在本文实验条件下,磁场匹配关系B1=0.18 T、B2=0.5 T时,结晶器内的金属流场较为理想,表现为届时既可控制液面波动,又能使结晶器下部的金属流动基本实现活塞流。     

磁感应强度对高速连铸流动控制结晶器内金属液流动的影响

流动控制结晶器(FC-Mold)是高速连铸的重要设备,模拟了流动控制结晶器内金属液的流动情况,研究磁感应强度对结晶器内金属液流动的影响。实验结果表明:静磁场不仅具有制动钢液流的作用,还具有阻碍金属液运动,改变流动方向的作用。高速连铸采用FC-Mold,能够改善结晶器内金属液流动;磁感应强度增大,自由液面的流动得到改善,液面波动受到抑制,下环流的冲击强度减小。     

流动控制结晶器内钢液运动的规律

在连铸实验装置上 ,以低熔点Pb Sn Bi合金和硅油分别模拟钢液和保护渣 ,对流动控制结晶器内钢液流动规律进行了实验研究。结果表明 ,流动控制结晶器能够控制弯月面的波动和水口区域的流动状态 ,对改善连铸坯表面及内部质量具有良好的作用。     

电磁制动对连铸结晶器内流体流动的影响

用Pb-Sn-Bi低熔点合金模拟研究了电磁制动对连铸结晶器内液面波动、弯月面温度和氩气泡漂浮分布的影响.实验结果表明,当磁场为0.5 T时液面的平均波动最小.根据相似原理可推得,应用到实际连铸机抑制结晶器液面波动的最佳磁感应强度为0.36 T.为防止水口堵塞而吹入的氩气主要在水口附近向上漂浮,对弯月面产生很强的扰动.电磁制动改变了氩气向上漂浮的轨迹,加强了气泡在水口和结晶器窄面之间的漂浮,使氩气泡在结晶器宽度方向上的漂浮分布更均匀,减小了水口附近由于大量气泡上浮对液面的扰动.自由液面处最大气体通量减小,从而减小了卷渣发生的可能性.     

水口浸入深度与拉坯速度对电磁制动下板坯结晶器内金属流动的影响

以水银为实验工质,通过物理模拟考察板坯连铸电磁制动时,水口浸入深度和拉坯速度对结晶器内液态金属流动的影响规律.采用超声波多普勒测速仪测量了在结晶器上部磁场B1 =0.18 T和下部磁场B2=0.5T的情况下,板坯结晶器(模型)内水银的流速分布.实验表明:(1)加大水口浸入深度整体上使液面水平流速下降,且提高该流动的稳定性(湍流度降低);而当水口浸入深度过深时,会引起液面水平流向改变.(2)水口出流的射流流速及其对结晶器窄面的撞击强度,以及液面的水平流速与其湍流度依然随拉坯速度提高而增强;同时,结晶器窄面附近上、下回流区金属液的铅垂速度均趋增大,且上回流区金属液对窄面冲刷的相对强度表现为先升高后降低,而下回流区金属液对窄面冲刷的相对强度则呈持续增强趋势.     

结晶器电磁搅拌在高碳钢上的应用

生产实践证明,采用强的电磁搅拌有利于改善高碳钢大方坯的内部质量.     

板坯结晶器流场水模拟实验研究

利用水力学模拟的方法，研究安钢现用浸入式水口结构对结晶器流场的影响，通过液面波动、流股的冲击深度及卷渣实验，找出产生质量缺陷的原因，为进一步优化水口提出初步意见。     

不同焊接模式对不锈钢全位置A-TIG焊接工艺的影响

A-TIG焊接是采用活性剂来增加焊接熔深的高效TIG焊接技术。采用全位置直流A-TIG、脉冲A-TIG焊及步进脉冲A-TIG焊三种不同焊接模式,对核电领域常用304不锈钢钢管全位置焊接工艺进行研究。试验结果表明,对于6 mm厚不开坡口的304不锈钢钢管,采用三种不同的A-TIG焊接模式均可实现一次性焊透、单面焊双面成形,焊缝成形良好。对比三种不同焊接模式获得的焊缝成形、显微组织及接头力学性能,步进脉冲A-TIG焊的最佳,脉冲A-TIG焊次之。     

聚变堆用奥氏体不锈钢不同激光输出模式熔丝特征

针对聚变堆用316LN奥氏体不锈钢材料,分别在连续激光和脉冲激光模式下进行了激光填丝焊接试验。主要研究了不同焊接工艺参数下的焊丝熔入特征及其对焊缝质量的影响,并对连续激光与脉冲激光焊接熔池流动及熔池形貌、接头的显微组织进行了研究。结果表明,连续激光填丝焊和脉冲激光填丝焊在合适的焊接工艺参数下均能获得焊丝液桥过渡,且熔池铺展均匀、焊缝成形良好。与脉冲激光填丝焊相比,连续激光填丝焊在坡口中的熔池长度约是脉冲激光填丝焊的3倍,温度梯度较大,更易产生侧壁未熔合和贯穿焊缝中心的凝固裂纹等缺陷。连续激光填丝焊的焊缝显微组织以柱状晶为主,由焊缝两边向焊缝中心生长,方向性强。脉冲激光填丝焊的焊缝两侧显微组织以柱状晶为主,各个区域都受到了相邻脉冲的重复作用,具有周期性,产生二次结晶,有助于熔池的搅动和晶粒细化,打乱了枝晶生长的方向性;焊缝中心区域为方向各异的柱状晶和等轴晶,枝晶间距减小,能够抑制裂纹的产生。 创新点： 首次提出通过脉冲激光调控结晶形态以抑制厚板焊接中裂纹的焊接工艺,可在不添加任何外部设备的基础上实现对裂纹的有效控制,打破了传统焊接工艺带来的局限性。     

结晶器电磁搅拌对高碳铬轴承钢连铸坯质量的影响

对兴澄特钢结晶器电磁搅拌进行了工艺参数的测试及优化,应用于高碳铬轴承钢的生产取得了良好的效果.     

不同控冷模式对X80管线钢组织性能的影响

采用层流冷却、超快速冷却、超快冷与层流冷却联合使用3种控制冷却模式,对西气东输三线用22 mm厚X80管线钢钢板组织性能进行了对比分析。结果表明：厚规格管线钢钢板冷却时应适当降低冷却强度,以保证钢板厚度方向温度均匀性,从而保证钢板的力学性能和韧性。工业化生产时,在保证钢板性能的前提下,为得到合格板形,降低生产难度,超快冷与层流冷却联合使用不失为一种较好选择。     

轧后不同冷却方式下U76CrRE重轨钢的摩擦磨损性能

以不同冷却方式下的U76CrRE重轨钢为研究对象,采用摩擦磨损试验机、SEM(扫描电镜)、EDX(能谱仪)、CLSM(激光共聚焦显微镜)等测试分析了钢轨在水摩擦、干摩擦、沙摩擦3种条件下的摩擦因数、磨损量、微观组织及磨损面的合金元素成分。结果表明,在相同的磨损时间下,风冷试样的平均摩擦因数比空冷试样的小,且在沙摩擦情况下,风冷试样的磨损量远小于空冷试样;风冷试样经水摩擦后存在少量划痕,出现剥落坑,为分层磨损,干摩擦下存在犁痕,同时在犁脊上出现横裂纹,为氧化磨损,沙摩擦下出现大量的沙粒和磨屑,磨损的最严重,属于磨粒磨损,且空冷试样表面磨痕平整,犁沟更为明显;风冷试样的变形层均小于空冷试样,而且沙摩擦的变形层最大。风冷条件下的U76CrRE重轨钢比空冷条件下具有更好的耐磨性。     

电磁搅拌对高碳钢小方坯质量的影响

对结晶器电磁搅拌和末端电磁搅拌改善优质碳素钢连铸小方坯质量的工业性对比试验进行总结,结果表明,在现有的工艺条件下,选择合适的搅拌参数可较好地改善连铸坯的中心裂纹、中间裂纹、中心疏松、缩孔、角部裂纹和中心碳偏析.     

改善中碳Cr-Mn-Si钢淬透性的合金化研究

借助于传统的末端淬火试验方法研究了添加Mo、Mo+B和Mo+Ni对改善中碳Cr-Mn-Si钢淬透性的有效性。结果表明,中碳Cr-Mn-Si钢及分别添加Mo、Mo+B和Mo+Ni时形成粒状贝氏体相变倾向较大,端淬试样空冷端即形成粒状贝氏体,因此端淬曲线上无法得到符合SAE J406标准的理想临界直径(D_I)等淬透性定量信息。然而,端淬曲线的硬度与微观组织对应关系证明添加Mo、Mo+B和Mo+Ni均可降低粒状贝氏体相变倾向,增大马氏体形成能力,从而改善淬透性。虽然添加Mo+B时抑制粒状贝氏体相变、改善淬透性的效果明显,但易受钢中的冶炼残留Al和N的影响,而添加Mo+Ni复合改善淬透性的作用更具优势,且不受钢中的冶炼残留Al和N的影响,因此添加Mo+Ni成为改善中碳Cr-Mn-Si钢淬透性优选的合金化方向。