不同工艺条件下小方坯连铸结晶器内的热力学行为

角部表面纵裂和偏离角裂纹是小方坯连铸中的常见缺陷。通过建立小方坯连铸结晶器内铸坯与铜管热-力耦合有限元模型,研究了不同拉速条件下小方坯在结晶器内的热-力学行为。计算分析了拉速、钢水过热度和结晶器锥度等工艺因素对结晶器内坯壳温度分布和塑性应变的影响。结果表明,铸坯角部纵裂和偏离角裂纹容易在结晶器下部发生;提高拉速、降低钢水过热度、采用多锥度结晶器均有利于降低亚包晶钢坯壳凝固前沿偏离角区域的拉应变及其裂纹倾向。一定条件下,高拉速有利于改善结晶器区域坯壳厚度和温度的均匀性、降低亚包晶钢小方坯连铸结晶器内常见裂纹的发生倾向。     

降低优钢连铸坯角部纵裂废品

现场实践发现铸坯角部纵裂产生于结晶器，其主要原因是钢管磨损超标，足辊未对中、结晶器振动不平稳且其冷却水速达不到要求，坯壳与结晶器壁间气隙不均匀，使相邻坯壳厚度不一，在角部产生应力集中，形成角部开裂。采取措施后，纵裂废品大幅度下降。     

连铸小方坯角部纵裂纹及角部纵裂漏钢的成因及防止措施

对小方坯角部纵裂纹及角部纵裂漏钢的成因进行分析，并提出相应的预防措施。     

漏斗型结晶器内坯壳凝固过程热力耦合数值模拟

应用热弹塑性有限元法,考虑铸坯与铜板的接触状态,建立了漏斗型结晶器内坯壳凝固过程的热力耦合模型.计算分析了结晶器内坯壳表面的温度场、应力场和纵裂指数的分布规律以及拉速对应力和纵裂指数的影响.结果表明,铸坯偏角部温度高于宽面和窄面中心温度并出现两个平台期;漏斗区域边缘出现应力峰值,是铸坯裂纹敏感区;宽面中心、漏斗区边缘和偏角部纵裂指数偏高,容易出现纵裂纹.适当提高拉速能够减小初生坯壳纵裂指数,减少裂纹形成机会.     

微合金化钢连铸坯边角部无缺陷生产技术开发

以邯宝炼钢厂板坯连铸机为依托,以实际生产的典型铌、钒、钛微合金化钢为研究对象,系统研究了板坯表面裂纹缺陷形成机理,确定了倒角结晶器窄边铜板的最佳角度和最佳倒角长度;设计并开发了具有组合式冷却水道的倒角结晶器窄面铜板,适用于带倒角连铸坯的新型支撑足辊系统;结晶器窄侧锥度的设计及应用管理,有效支撑了带倒角连铸坯的窄边,解决了角纵裂及角纵裂漏钢的难题,提高了结晶器窄边铜板的使用寿命,同时为连铸的高拉速提供了保证。项目突破了倒角结晶器技术工业化应用的技术瓶颈,从根本上解决了微合金化钢连铸板坯角部横裂纹问题,成功实现了大规模工业化稳定生产。     

65Mn方坯典型质量缺陷控制工艺研究

针对某钢厂200 mm×200 mm的65Mn铸坯存在脱方、角部凹陷和三角区裂纹等质量问题,通过分析缺陷是由结晶器及二次冷却不均造成的,提出扩大结晶器铜管R角、锥度及增加二冷水量工艺优化方案,扩大结晶器铜管R角及锥度改善结晶器冷却传热,增加二冷水量提高足辊水压,使得二冷段喷淋冷却效果更好,提高铸坯冷却均匀性,铸坯脱方、角部凹陷和三角区裂纹等缺陷明显改善,铸坯质量得到大幅提高。     

电炉连铸坯角部纵裂纹控制与探讨

从连铸坯角部纵裂纹产生原因分析入手 ,找出其控制措施 ,通过实践 ,有效地减少连铸坯角部纵裂的产生 ,为提高连铸坯表面质量进行了更深层次的探索 ,同时为解决连铸坯其它质量问题提供了参考依据     

低合金中厚板破边缺陷分析及预防

对热轧低合金中厚板窄边内外弧出现的破边缺陷的影响因素进行了分析。结果表明:破边缺陷是由于连铸坯角部微裂纹所导致的,铸坯出结晶器后垂直段窄边部表层显微组织对角部微裂纹的产生有重要影响。通过合理控制连铸结晶器出口窄边冷却制度,细化奥氏体晶粒、减少奥氏体晶界处先共析铁素体膜的厚度以及第二相粒子在奥氏体晶界处的偏析,能够消除铸坯角部微裂纹缺陷。随着铸坯角部微裂纹的消除,低合金轧板窄边的破边缺陷将减少。     

马标C12D钢方坯角裂漏钢控制实践研究

马来西亚标准C12D钢属于包晶钢,采用7机7流8 m弧方坯连铸机生产C12D钢连铸方坯(165 mm×165 mm),在生产中存在的主要问题是内弧角部纵裂,直接导致漏钢而影响正常生产的顺利进行。为控制由于连铸坯角部纵裂而产生问题,通过对连铸C12D钢裂纹形貌、组织和裂纹形成机制的研究。通过调整钢水成分、钢水过热度、保护渣的选择、调整冷却水量、拉坯速度等参数进行优化,最终达到控制铸坯角部纵裂、稳定生产顺行的目标。     

Q235B边部翘皮缺陷改善实践

通过对Q235B热板典型翘皮缺陷及铸坯剖面的微观组织的分析,明确了缺陷由铸坯角部微裂纹在加热炉中进一步扩展所致。同时在角部横裂纹中发现外来夹杂物,如保护渣、氧化铝,判断裂纹在结晶器中弯月面附近产生。通过合理设计钢种成分、减缓结晶器冷却、保护渣优化、合理控制锥度、设备精度保证、采用合理的加热制度等措施,使该钢种的缺陷封闭指数由4.8稳定在3.0以内。     

厚板坯角部凹陷裂纹的控制措施

角部凹陷裂纹是厚板坯连铸生产中常见的质量缺陷,随着板坯厚度的增加,角部凹陷裂纹发生率不断提高,已成为制约厚板坯质量提升和品种开发的重要因素。针对260 mm×2 800 mm、320 mm×2 800 mm断面板坯,研究了角部凹陷裂纹出现的位置、形貌及组织,分析了铸坯角部在结晶器内的凝固收缩行为的影响因素,获得了厚板坯角部凹陷裂纹控制方法。通过研发曲面窄面铜板结晶器,适应坯壳在结晶器中的收缩;增加窄边足辊对数延长二冷区冷却时间;提高保护渣黏度以增加结晶温度和传热性能;调整结晶器振动参数等控制措施,有效解决了厚板坯角部凹陷裂纹的难题,260 mm×2 800 mm与320 mm×2 800 mm角部凹陷裂纹的发生率分别降低至0.41%和0.86%,为板坯热装热送创造了有利条件。     

基于随机森林和聚类的连铸坯纵裂纹预报方法

纵裂纹是一种常见的铸坯表面缺陷,准确预测铸坯表面纵裂对于提高铸坯质量有着重要意义。针对纵裂纹形成与扩展过程中结晶器热电偶温度在时间、空间上的变化趋势,捕获和提取了热电偶时序温度的典型变化特征,采用随机森林(Random Forest,RF)对捕捉到的特征进行降维,筛选出与纵裂联系密切的相关特征,在此基础上建立了基于K均值(K Means)聚类的纵裂检测模型。结果表明,提出的基于温度时序特征和聚类算法的纵裂预测模型能够正确区分和识别纵裂纹和正常工况样本,将机器学习方法引入连铸过程异常监控提供了新的思路。     

保护渣碱度对薄板坯结晶器平均热流量的影响

在钢的连铸过程中,钢水在结晶器内的凝固对铸坯的产量和质量均有很大影响,几乎所有的铸坯表面缺陷均形成于结晶器内。近年来,随着连铸拉速的增加及对铸坯表面质量要求的提高,有关结晶器冷却、传热对钢水的初始凝固及表面纵裂纹影响的研究成为连铸科学研究的重点。结晶器壁热流不均是纵裂纹产生的有利环境,保护渣控制传热为常用的措施。薄板坯浇铸时由于拉速高,为获得表面无缺陷铸坯,对保护渣控制传热的要求更高,同时也需协调保护渣的润滑功能。通过生产试验,研究比较3种碱度保护渣（CaO/SiO2分别为1.06、1.26和1.48）对薄板坯结晶器平均热流量的影响,发现与低碱度保护渣相比,使用高碱度保护渣时,结晶器热流量最低,有利于实现弱冷却,形成均匀凝固坯壳,在一定拉速条件下浇铸裂纹敏感钢种时有助于获得良好表面质量的铸坯。     

连铸板坯表面纵裂原因分析及对策

以安钢现场生产数据为基础,研究各种工艺参数对板坯表面纵裂纹的影响,并从生产实践的角度提出了应对措施,如浸入式水口插入深度、钢水成分、结晶器保护渣、结晶器传热、二冷强度、拉速、钢水过热度等,并介绍了安钢减少表面纵裂废品的措施和方法.     

连铸板坯表面纵裂纹的形成原因及控制

连铸坯表面纵裂形成于结晶器内,由于凝固前沿树枝晶间富集液相导致的枝晶间脆性及结晶器中γ晶粒粗大导致的晶界脆性。在结晶器5种复杂应力的作用下,在结晶器内初生坯壳的薄弱处形成纵裂纹。坯壳出结晶器后,二冷段上部过强的冷却或对弧不良等各种应力都会促进纵裂纹的进一步扩展和延伸。为了防止纵裂纹萌生,首先要控制好结晶器保护渣及结晶器冷却工艺使结晶器传热均匀,防止坯壳凹陷变形;其次尽量降低钢中S、P等杂质元素含量,C含量避开包晶区。     

包晶钢板坯纵裂纹分析及保护渣优化

在生产Q235B、Q345B等包晶钢时,铸坯表面产生了大量的纵裂纹,通过对该缺陷的宏观形貌、金相组织以及微观形貌分析,证实该类缺陷形成于结晶器内,根本原因在于δ相向γ相转变时体积收缩引起结晶器内初生坯壳生长不均,而保护渣是其关键的影响因素。为减缓铸坯向结晶器的传热,对现有保护渣进行了优化,将保护渣碱度由1.39增加到1.53,提高保护渣结晶性能以强化弯月面钢水的缓冷,同时将熔化温度由1 171降低到1 130 ℃,1 300 ℃时黏度保持在0.08 Pa·s,确保保护渣消耗量以保证对铸坯的润滑。生产实践表明,采用优化的保护渣后,板坯表面质量明显改善,纵裂纹缺陷发生率由原来的10.58%降低到1.85%。     

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酒钢CSP连铸连轧生产线生产热轧卷板过程中,阶段性出现表面纵裂纹缺陷,导致大量废品。研究过程对缺陷在厚度规格、宽度规格的统计规律进行了分析,对成品板材缺陷与铸坯缺陷宏观形态与分布特征进行了对比,对成品板材裂纹缺陷进行了金相分析,并使用扫描电镜对缺陷进行了形貌与能谱分析。最终确定此种裂纹发源于结晶器弯月面处凝固前沿不均匀的热力学条件,在结晶器锥度不合适、二冷区冷却不均匀条件下进一步发展,导致铸坯表面裂纹达到足以产生成品表面裂纹的程度。按照分析结果,针对钢水成分、主要浇注工艺参数、保护渣、连铸设备等各个方面制定出控制措施,在实际应用中取得了显著效果。     

宽板坯铸机浇次第1炉纵裂产生原因及控制措施

通过生产数据统计和现场跟踪试验等手段,分析了浇次第1炉保护渣性能对宽板坯表面纵裂纹的影响。探讨了安钢宽板坯浇次第1炉表面纵裂纹产生的原因,并提出有效的防治纵裂纹产生的措施。     

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。     

高拉速薄板坯连铸中碳钢保护渣开发与应用

针对在高拉速情况下薄板坯连铸过程中频繁出现"冷齿"、黏结以及铸坯表面纵裂纹较多等问题,依据中碳钢凝固收缩特性并结合现场实际生产情况,开发了一种适合在高拉速情况下薄板坯中碳钢连铸用保护渣。生产实践表明,在拉速提高后,使用新型保护渣基本避免了铸坯表面纵裂纹的产生,也无"冷齿"、黏结等报警现象出现,铸坯质量显著提高,完全满足生产要求。