石钢连铸大方坯内裂纹产生原因及控制途径

对石钢连铸大方坯内裂纹的产生原因、影响因素进行了分析,提出了降低内裂纹的相应技术措施。     

重轨钢连铸坯生产工艺——包钢新建大方坯连铸机简介

本文主要论述了包钢引进大方坯连铸机生产重轨钢的工艺及质量控制。并与现行的模注生产加以比较,从而体现其优点,对引进铸机的设计参数、设备特点及新技术运用等进行了阐述。     

提高重轨钢连铸大方坯质量的技术

简述了重轨钢大方坯连铸遇到的主要质量问题，以及国内外主要重轨生产厂家解决重轨钢连铸坯中心偏析的关键技术和提高重轨钢纯净度的工艺技术。     

低碳高锰钢大方坯表面裂纹原因分析

通过电炉→LF→VD流程冶炼的低碳高锰钢浇注成300mm×360mm大方坯后,在铸坯表面发现裂纹.利用光学显微镜、扫描电镜及能谱分析仪对铸坯表面裂纹进行分析,发现裂纹的产生与钢的化学成分、钢中夹杂物、钢水温度、保护渣和析出物等因素有关.在实际生产中可以从钢水窄成分控制,提高钢水洁净度,合理控制钢水温度,采用结晶器专用保护渣等方面来提高连铸坯表面质量.     

攀钢大方坯重轨钢连铸保护渣的开发

结合攀钢1号大方坯重轨钢连铸工艺条件,重点进行了特殊组份改善保护渣润滑性能及熔化均匀性研究,并探讨了保护渣适宜的配碳模式.工业试验表明,研制的保护渣使用效果良好,能够满足攀钢大方坯连铸生产重轨钢的要求.     

大方坯结晶器圆角半径大小对铸坯角部热-机械状态影响

通过采用Marc软件建立包括结晶器与大方坯凝固坯壳之间动态热交换的热-力耦合模型,分析了结晶器圆角大小对铸坯和结晶器热-力学状态温度、应力和应变分布的影响。结果表明,对于280 mm×380 mm断面铸坯,结晶器圆角半径应选17.5～20 mm为宜,结晶器圆角半径过小,铸坯偏离角部10～20 mm区域表面温度波动较大,不利于坯壳均匀生长;结晶器角部半径过大,结晶器与坯壳之间在角部摩擦严重,易导致坯壳龟裂。     

重轨钢大方坯连铸二冷技术研究

针对攀钢大方坯连铸引进的二冷控制技术在连铸比水量和二冷区水量分配等方面存在的问题,通过测试研究重轨钢的高温延塑性能和二冷区的铸坯表面温度分布,制定了满足攀钢重轨钢连铸工艺要求的二冷控制制度.生产应用表明,重轨钢连铸坯内部质量明显提高,铸坯中心疏松≤1.0级,中心偏析≤1.0级,中心缩孔≤1.0级,中心碳偏析指数≤1.05,中心区域等轴晶率≥30%,由连铸坯轧成重轨的内部质量和力学性能能够满足350 km/h高速铁路用钢轨的要求.     

大方坯角部皮下裂纹产生原因分析

分析大方坯角部皮下裂纹产生原因,从设备精度、结晶器冷却、二冷布置等阐述对角部皮下裂纹的影响。     

重轨钢大方坯连铸动态轻压下技术研究

针对攀钢大方坯连铸机投产初期引进的轻压下装备技术冶金效果不明显、重轨钢铸坯中心疏松、中心偏析等内部缺陷较严重的问题,开展了优化重轨钢连铸轻压下工艺的现场试验,对比研究了轻压下工艺对重轨钢铸坯中心疏松、中心偏析等内部质量的影响,建立了适应重轨钢要求的动态轻压下工艺技术.生产实践表明,重轨钢铸坯内部质量明显提高,铸坯中心疏松评级≤1.0级的比例由28.41%增至99.91%,中心偏析评级≤1.0级的比例由40.91%增至100%,中心缩孔≤1.0级的比例由92.05%增至100%,铸坯中心碳偏析指数由1.17降至1.05,连铸坯轧制的重轨的内部质量和力学性能完全满足350 km/h高速轨要求.     

大方坯末端电磁搅拌试验研究

对280 mm×380 mm大方坯连铸凝固末端的最佳电磁搅拌频率进行了模拟。结果表明,在拉坯速度为0.7 m/min的条件下,凝固末端的最佳搅拌频率为4~8 Hz。在此范围内,随着频率的增加,液芯处的最大磁感应强度逐渐降低,最大电磁力逐渐增加。工业生产结果也表明,此频率范围的应用明显减轻了C元素的偏析程度。     

重轨钢大方坯连铸二冷系统及轻压下工艺的优化

针对武钢生产重轨钢初期,连铸二冷系统和轻压下工艺参数不合理,铸坯存在部分内裂纹、中心疏松严重、重轨探伤合格率低等问题,开展了优化二冷配水和轻压下的试验。通过工艺优化使重轨钢铸坯质量得到明显改善,铸坯内裂纹消失、疏松I级率从之前的89.64%上升至99.51%,铸坯生产的重轨探伤合格率由85%左右上升至98.3%。     

重轨钢大方坯角部纵裂的形成与控制

针对重轨钢生产中出现的角部纵裂,从结晶器精度、保护渣性能、浇铸温度、结晶器液面波动和工艺操作等因素对角部纵裂的形成进行了分析.研究表明:结晶器精度、保护渣性能不佳和操作不规范是导致角部纵裂发生的主要原因.通过加强结晶器的检查、改进保护渣性能、优化水口结构和规范操作等措施,能有效地控制重轨钢角部纵裂的发生.     

轻压下对82B钢矩形坯内部质量的影响

为确定矩形断面180 mm×240 mm高碳钢82B连铸坯轻压下的压下位置,利用有限元软件ProCAST建立了连铸坯凝固传热模型。在不同拉速和比水量下,利用射钉和红外测温验证了模型的准确性。工业试验结果表明,轻压下连铸坯中心疏松和缩孔都得到了明显改善,中心疏松1级比例由55%提高到77%,缩孔评级不大于0.5级比例由45%提高到90%;轻压下显著改善铸坯V形偏析;铸坯中心平均碳偏析指数由1.17降到1.07,最大碳偏析指数由1.27降到1.15。     

轻压下对GCr15轴承钢大方坯内部质量的影响

轴承钢棒材中心致密性和碳化物缺陷与大方坯铸态内部质量控制水平密切相关。以GCr15 轴承钢为研究对象,建立了大方坯连铸过程二维纵向凝固传热模型,结合现场测温试验验证了凝固模型的准确性。基于凝固末端轻压下补偿当地凝固收缩、控制中心缩孔的理论,通过对大方坯凝固进程的准确预测,揭示出其糊状区内合理的轻压下范围。其中,浇铸试验条件下对应铸坯中心固相率为0.30~0.75的合理压下区间为16.4~22.5 m。生产试验表明,轻压下对铸坯凝固组织转变与形貌影响不大,但可明显消除中心缩孔,中心疏松也可由1.5级以上稳定降至0.5~1.5级,满足轧制要求; 合理的轻压下位置和适度的轻压下量可明显改善轴承钢大方坯中心缩孔和中心疏松程度,提高轧材探伤合格率。同时也发现,压下位置与压下量分配不合理或不稳定可能诱发铸坯内裂纹,从而不利于轧材质量的稳定性和一致性。当前生产条件下,稳定拉速并在3~6号压下辊合理分配压下量可达到有效改善内部质量的目的。     

结晶器电磁搅拌对重轨钢大方坯内部质量的影响

采用对比试验研究的方法分析不同电磁搅拌强度下对重轨钢大方坯内部质量的影响,试验中采用搅拌电流分别为250、350、400、450和500 A,浇铸的铸坯均为24块.研究结果表明:搅拌电流由250 A增至500 A,铸坯中心偏析、中心疏松等的评判级别≤1.0级的比例分别达到95.83%和87.50%,研究确定的重轨钢连铸电磁搅拌强度I=500 A是改善重轨钢连铸坯内部质量的一项关键技术.使用结晶器电磁搅拌后,在电磁力的作用下,凝固前沿的液相对流会加剧,对以柱状晶生长的凝固前沿进行冲刷和清洗,凝固前沿的液相流动使母液与两相区的液体互相混合,使溶质浓度趋向均匀.     

Analysis of soft reduction on bloom internal crack by a strain model

Soft reduction (SR) can effectively improve the strand centre quality by decreasing its porosity and segregation. However, it tends to cause internal crack defects in the bloom if an improper reduction amount or improper reduction zone is implemented on the strand. In this work, a two-dimensional non-steady solidification model and a strain model are established for 350?mm?×?470?mm bloom casting. Using the strain model, the strain field for GCr15 bloom upon SR is calculated. Through the online SR test and macrostructure inspection of the cast blooms, the minimum centre solid fraction suitable for SR of the bloom is determined. The results show that the established strain model calculation agrees well with the practical bloom macrostructure inspection. Thus, with the strain model, one can calculate whether internal crack defects would occur, as well as determine the right reduction amount or proper reduction zone.     

Coordinating optimisation of F-EMS and soft reduction during bloom continuous casting process for special steel

To control the halfway cracks and shrinkage cavities during bloom continuous casting (CC) process, final electromagnetic stirring (F-EMS) and soft reduction techniques have been coordinately optimised. The halfway crack and shrinkage cavity can be successfully controlled by adopting the CC technique parameters described as follows: (1) casting speed is 0.62 m min-1, (2) secondary cooling water ratio is 0.2?L?kg^?1, (3) reduction amount is 18?mm; (4) reduction region ranges from 19.9?m (location of M3 roller) to 25.4?m (location of M9 roller) distance from meniscus; and (5) corresponding distributions of reduction amount for each roller are 1, 1, 2, 3, 4, 4, and 3?mm along the casting direction. As compared to origin scheme for bearing steel, the difference between the maximum and minimum segregation degrees at the strand centre can be reduced from 0.35 to 0.09 under the optimal case.     

重轨线纹成因的研究

包钢轨梁厂生产的50kg/m、60kg/m重轨，在厂家及线路使用中发现轨头踏面存在线纹。线纹长短不等，且沿轨长度方向呈现断续分布。     

连铸工艺生产重轨钢的工业试验

应用电炉冶炼→LF精炼→VD真空脱气→圆坯连铸工艺进行了重轨钢生产现场试验.通过应用无铝脱氧工艺和真空脱气装置、控制浇铸过程中钢液过热度和拉速改善了铸坯内部质量,生产的重轨钢中w(T.O)≤20×10-6,A类夹杂在1.5级以下,B类在1.5级以下,C类在1.0级以下,D类在1.0级以下,铸坯一般疏松在1.0级以下,中心疏松在1.5级以下,点状偏析在1.0级以下,等轴晶率在40 %以上;优选结晶器电磁搅拌工艺参数和重轨钢连铸保护渣配方,确保了铸坯表面质量,铸坯表面无裂纹、气孔、结疤、折迭、凹坑和夹渣等缺陷,铸坯表面无清理率在90 %以上.