420 mm特厚板坯连铸机生产实践

特厚板材作为一种当前具有较高附加值的板材产品受到钢铁企业的重视。连铸生产特厚板坯与模铸相比具有生产高效且节约能源的优点,因此,钢铁企业不断改建或新建连铸生产线生产特厚板坯。重点阐述了中冶赛迪自主设计的用于生产420 mm特厚板连铸生产线的特点、相关技术和在新余钢铁公司的工业应用。生产实践表明,该连铸机已经可以稳定生产最大厚度为420 mm的连铸板坯,铸坯表面和内部质量优良,轧制板材满足用户要求。     

400 mm特厚板坯尾坯浇铸工艺的研究

板坯尾坯浇注为非稳态浇注过程，400 mm特厚板坯尾坯常伴随着表面横裂纹和中心缩孔质量缺陷。研究了不同的尾坯浇注拉速工艺和尾坯封顶工艺对特厚板坯尾坯质量的影响。结果表明：控制尾坯浇铸拉速v＜0.5 m/min的时间t＜5 min，使得矫直区尾坯表面温度在910 ℃以上，能够有效降低铸坯的表面横裂纹；尾坯采用无水封顶工艺，能够有效降低铸坯的中心缩孔。通过采取有效措施，特厚板坯尾坯废品量由改善前的月平均242 t降低到月平均30 t，降低了87.9%；尾坯中心缩孔长度由（3.0～3.5） m缩短到（1～2） m，效果明显。     

1CrllMoV板坯表面纵裂原因分析及改进措施

对太钢1280mm立式连铸机生产的1CrllMoV板坯表面纵裂进行分析研究,提出了控制中包过热度、改变结晶器及二冷冷却制度、控制钢中碳含量、调整保护渣等工艺控制措施,使铸坯的纵裂得到明显降低。     

板坯表面纵裂成因分析及预防措施

针对涟钢210转炉厂1号连铸机生产线上实际生产情况,分析了板坯的表面纵裂形成的原因,认为连铸板坯表面纵裂与结晶器冷却强度、钢水成分、拉坯速度、液位波动等诸多因素相关,通过采取相应的措施后,铸坯的表面纵裂纹比例由4.99%下降到0.05%以下。     

特厚板坯连铸机零号段设备设计研究

特厚特宽板浇筑时金属收得率低且内部组织缺陷严重,本文阐述了立式连铸生产特厚断面铸坯的重要性和必要性,介绍了零号段的设备结构及关键技术。在零号段窄边分别设置窄边辊子用以支撑铸坯窄边,在辊套上间隔布置有环形槽,防止积水造成铸坯表面的冷却不均匀性造成的裂纹。在零号段合理设置窄边喷淋冷却配管,保证铸坯窄面的凝固收缩。在浇铸700 mm厚度的铸坯时,窄边设置两个喷嘴;在浇铸700 mm以下铸坯时,窄边设置一个喷嘴,居中布置。仿真结果表明,铸坯凝固早期坯壳生长均匀,四边坯壳厚度基本相同,有效地防止了鼓肚及角裂的发生,保证了铸坯的内部质量。本文可为钢铁企业新建特厚板坯连铸机、零号段改造工程提供技术支撑和指导。     

1Cr11MoV板坯表面纵裂原因分析及改进措施

对太钢1 280 mm立式连铸机生产的1Cr11MoV板坯表面纵裂进行分析研究,提出了控制中包过热度、改变结晶器及二冷冷却制度、控制钢中碳含量、调整保护渣等工艺控制措施,使铸坯的纵裂得到明显降低。     

南阳汉冶特钢420mm×2700mm直弧形板坯连铸机

由中国重型机械研究院自主创新设计的420 mm×2 700 mm直弧形板坯连铸机在南阳汉冶特钢有限公司成功投产,该连铸机采用了诸多关键技术,并针对特厚大断面及品种钢的生产规范了主要控制要点。该连铸机已成功浇铸超厚大断面铸坯,打破了我国由连铸坯直接轧制特厚、特宽钢板的瓶颈,标志着我国连铸工艺技术及装备水平迈上新台阶。     

400 mm特厚板坯窄面鼓肚原因分析与控制实践

以南阳汉冶特钢400 mm×2 700 mm连铸坯窄面鼓肚为研究对象,结合生产实际,分析了结晶器冷却强度、结晶器锥度、结晶器足辊长度对窄面鼓肚的影响。提出了防止特厚板坯窄面产生鼓肚的措施,有效解决了400 mm特厚板坯窄面鼓肚现象。指导特厚板坯连铸机的改造与连铸生产。     

700mm×1500mm特厚矩形连铸坯二次冷却制度的研究

对700 mm×1 500 mm特厚矩形铸坯的探索性建设,获得满足条件的高质量铸坯是评估研究可行的唯一标准。从机型选择,拉坯速度确定,二次冷却制度等方面分析,依据经验计算并结合有限元仿真模拟,对比云图及曲线来验证方案的可行性。     

连铸新技术在首钢400mm特厚板坯生产中的应用

首钢首秦公司3#连铸机是世界上首台能够生产400mm特厚板坯的直弧形连铸机,该铸机配备了结晶器专家系统、结晶器液压振动装置、二冷配水3D自动调节、3D喷淋、动态轻压下等多项先进技术,生产实践表明,3D喷淋、动态轻压下可以有效减轻400mm特厚板坯的角横裂纹、中心偏析,该铸机具备生产高品质特厚板坯的能力。     

特厚矩形连铸坯二冷区冷却水的反算研究

针对700 mm×1 500 mm特厚矩形铸坯二冷制度的水量分配进行研究,根据经验公式初步确定二冷区各段的冷却水量,再由计算的铸坯表面目标温度曲线确定各二冷段的传热系数,并结合有限元仿真模拟,对比结果曲线验证方案的可行性。通过传热系数与水流密度的经验公式,确定各冷却段的水流密度值,最终对二次冷却水量进行优化。     

400 mm特厚板坯中心偏析控制的研究

通过对板坯宽度方向1/4,1/2和3/4处的C、S化学成分对比分析和射钉试验结果分析,可知400 mm特厚板坯凝固末端为"W"型凝固方式。基于此分析,研究了板坯凝固末端"W"型凝固的形成原因和动态轻压下重要参数Fs对中心偏析控制的影响,得出结论:在铸机二级中利用板坯宽度方向1/4处凝固固相率FS1代替板坯中心凝固固相率Fs实施轻压下是必要的,优化后铸坯中心偏析100%控制在C类1.5等级以下水平。     

特厚板坯单辊重压下铸坯温度与应力的分析

为获得特厚板坯重压下过程中不同压下量对铸坯温度、应力及应变的影响,从而评估铸坯出现角部以及内部裂纹的倾向,使用板坯连铸二冷软件建立了连铸过程特厚板凝固传热模型,并借助Abaqus有限元软件建立了特厚板单辊重压下应力应变模型,对连铸重压下过程中特厚板温度分布以及应力应变行为进行了数值模拟研究。结果表明,重压下会导致铸坯表面降温,中心温度降幅约为角部的1.4倍。铸坯的应力分布在厚度方向上沿中心呈现出对称性,应力由内、外弧向中心递减;角部区域温度最低,应力最大;压下量从5增加到30mm,铸坯角部最大应力从84增加到170MPa,角部裂纹倾向增加。压下量在5~30mm内,铸坯凝固前沿的最大等效塑性应变均小于临界应变,所以铸坯不会出现内裂纹。     

耐候钢板坯表面纵裂分析

通过金相等方法对现场取得的耐候钢板坯纵裂试样分析,结果证实铸坯表面的细小纵裂纹和粗大纵裂纹都是在结晶器内形核并生成,且形核部位是在坯壳表面以下2-4mm的低熔点区,纵裂纹边缘存在脱碳层,裂纹不但沿一次树枝晶臂延伸扩展,在二次树枝晶臂间也会发生裂纹的延伸扩展,在分析结果的基础上,提出不同类型纵裂产生的机理。     

济钢300 mm厚板坯连铸机的工艺优化

济钢5号连铸机生产300 mm厚度铸坯时出现许多质量问题。出现的铸坯缺陷有外弧角横裂、表面纵裂纹、中间裂纹。现场实践表明,外弧角横裂产生的主要原因是铸坯在弯曲之前冷却过强。通过喷嘴改造、调整冷却强度消除了外弧角横裂。通过优化浸入式水口尺寸和调整保护渣性能基本消除了表面纵裂纹。通过优化轻压下工艺和消除机械间隙消除了中间裂纹。工艺优化后取得了良好的表面质量和内部质量。     

510L板坯纵裂原因分析与控制措施

对(900～2 150)mm×230/250 mm板坯连铸机生产510L板坯产生表面纵裂的试样进行了分析,针对纵裂可能产生的原因,对生产工艺进行了优化。包括控制钢水含碳质量分数在0.08%以下,降低一冷水量15%,提高结晶器进水温度在38 ℃以上,降低二冷水总水量25%,同时分回路降低水量9.9%~36.2%,采用高碱度、高熔点、低黏度保护渣等措施。使该钢种的纵裂发生率从前期的57.41%降低到了现阶段的2.15%,有效地提高了铸坯一次检验合格率。     

厚度可调结晶器所铸铸坯角部纵裂的改善

日本神户钢铁公司加古川钢铁厂4号板坯连铸机生产厚度为230mm和280mm两种板坯。该铸机从投产开始就使用在线厚度可调结晶器。用这种结晶器,往往在铸坯宽面     

连铸宽板坯表面纵裂的消除

为解决连铸宽板坯表面纵裂的现象,一机部和冶金部组织了以上钢一厂为主的有关厂、校、设计和研究院所等15个单位,对上钢一厂的150×1050毫米连铸坯进行了试验研究,并获得了较好的结果。试验过程中共浇25次,2700多吨,除少数炉次发现距铸坯边部约5～10毫米有角裂外,纵裂基本消除。铸坯的合格率由56％提高到99.17％。     

特厚板坯连铸机间歇式喷淋技术的开发与应用

特厚板坯由于厚度大、拉速低和水平段积水等原因,易发生表面横裂纹等缺陷。通过开发间歇式喷淋技术,使连铸二冷水间歇式喷出,可以明显提高特厚板坯的铸坯质量。使用高温延塑性测定的手段确定当特厚板坯表面温度提高至850℃以上时,可以明显降低特厚板坯表面横裂纹的发生率。间歇式喷淋节奏设定为开启30 s,关闭60 s。使用间歇式喷淋以后,特厚板坯表面温度提高了80℃左右,特厚板坯表面温差从优化前的60~80℃降低至优化后的20~30℃,特厚板坯表面清理比例减低至0.9%左右,收到良好的效果。     

特厚板坯窄面侧裂缺陷形成原因及控制

窄面侧裂是特厚板坯常发的表面缺陷之一。通过试验研究和生产数据分析,发现特厚板坯窄面侧裂缺陷的形成原因为:包晶反应使得结晶器内的初生坯壳不均匀生长、结晶器保护渣的物理属性和水口浸入深度的变化方式对结晶器热流的影响,是侧裂在结晶器内起源的主要原因;在较大的足辊冷却强度和足辊挤压力下,起源于结晶器的微裂纹在足辊区被扩展,形成了窄面侧裂缺陷。通过优化保护渣属性、结晶器窄面锥度和水口浸入深度变化方式等措施,使得铸坯窄面侧裂发生率由10.2%降低至2.8%。