22SiMn2TiB钢250 mm连铸坯氧化铁皮分析及工艺改进

采用扫描电镜、EDX能谱仪和X射线衍射仪对22SiMn2TiB钢连铸坯的氧化铁皮除不净的原因进行分析。结果表明,在现行加热工艺条件下容易使钢中Si（0.70%～1.00%）氧化,并在连铸坯氧化铁皮中形成Fe₂SiO₄（铁橄榄石）,经高压水除鳞冷却后Fe₂SiO₄形成类似锚状形貌,将FeO层钉扎住,增加了与基体的附着力,致使氧化铁皮很难完全被除掉。通过优化加热工艺,控制连铸坯加热出炉温度为1 250～1 300℃,可使连铸坯经除鳞点后温度控制在1 173℃以上,减小氧化铁皮与基体的结合力,可有效的解决22SiMn2TiB钢连铸坯除鳞不净的问题。     

宽厚船板表面质量控制

为了解决船板氧化铁皮压入引起的麻坑、表面粗糙等表面质量以及存储期腐蚀的问题,采取了控制连铸坯加热制度、提高除鳞系统水压、控制水中Cl^-含量,以及优化轧制、矫直工艺参数等措施。结果表明：通过上述措施,除鳞效果有了明显改善,铸坯表面基本上不存在一次氧化铁皮残留;合理控制了表面氧化铁皮结构,增强了表面氧化铁皮的高温塑性,有效解决了表面质量问题;提高了船板表面耐海岸大气腐蚀性能,延长了其在海岸大气环境中的存储时间。     

宝钢2050mm热轧带钢表面氧化铁皮缺陷控制

热轧产品表面质量中的氧化铁皮缺陷基本上是三次氧化铁皮缺陷和部分二次氧化铁皮缺陷.根据氧化铁皮的分类和形成机理,通过调查、统计与试验,分析了造成宝钢分公司2050mm热轧厂热轧带钢表面氧化铁皮质量缺陷的主要影响因素:轧机轧辊表面氧化膜情况、带钢精轧入口温度、精轧区域除鳞箱除鳞及机架水效果、来料中间坯厚度、化学成分、轧制润滑油等.为了有效控制氧化铁皮缺陷,在精轧轧制润滑油系统、高速钢轧辊使用及轧辊冷却条件、轧制工艺等方面提出了可行的改进措施.     

连铸坯表面氧化铁皮除不尽原因及对策

 采用SEM对连铸坯表面氧化铁皮除鳞除不尽的原因进行分析。分析结果表明：Q235B、Q345B和SPA-H连铸坯内层氧化铁皮呈楔形嵌入钢基体中,嵌入钢基体中的氧化铁皮主要为铁橄榄石—Fe2SiO4相,随着钢基体中硅含量的增加,嵌入钢基体中的铁橄榄石相增加,使得内层氧化铁皮与钢基体的附着力增加,造成连铸坯表面氧化铁皮除鳞除不尽。针对连铸坯氧化铁皮除鳞除不尽的原因,提出相应的研究对策：一方面,优化加热炉工艺,控制高压水除鳞前连铸坯温度在1173℃以上;另一方面,优化高压水除鳞系统参数,增加高压水除鳞效果。     

双机架炉卷轧机高压水除鳞系统的设计

为提高钢坯表面氧化铁皮的除净率,对双机架炉卷轧机的高压水除鳞系统主要设备参数进行设计计算及分析,该除鳞系统设计压力为30 MPa,优化喷嘴的配置,喷嘴打击力提高到1.31 N/mm2,根据供水设备能力计算蓄势器配置水罐2套和气罐4套。     

中厚板表面氧化铁皮缺陷分析与研究

氧化铁皮暴起、压入等缺陷给中厚板材的表面质量带来巨大影响。针对成品板材表面氧化铁皮及其对应连铸坯表面氧化铁皮进行微观组织结构分析和成分检测,结果表明:从铸坯到板材均存在氧化铁皮分层现象,均由保护渣卷入钢水或除鳞不净所造成。因此中厚板氧化铁皮暴起、压入缺陷应主要从防止保护渣卷入钢水、增强除鳞效果等方面入手。     

碳钢热轧中厚板一次氧化铁皮形成机制-剥离性能和工艺改善

Q235B钢(/%:0.18C,0.20Si,0.34Mn,0.015P,0.005S,0.07Cr)230 mm铸坯轧成的30 mm板上出现(10~40)mm×(3~10)mm深1~3 mm氧化皮压入缺陷。分析了一次氧化铁皮缺陷形成机制与高压水除鳞作业中高温剥离性,并提出工艺优化措施:(1)通过优化加热工艺,使高压水除鳞时铸坯表面温度应保证在1170℃以上;(2)优化后高压水系统喷水压力由18 MPa提高至20 MPa,流速由161.2 m/s提高至170.0 m/s,使打击力由116.3 N提高至122.7 N。26炉次的试验及生产实践结果表明,工艺优化后氧化铁皮压入导致的封锁率控制在2%以下,显著改善了氧化铁皮压入缺陷。     

热轧板带钢氧化铁皮产生原因及控制

对热轧工序炉生氧化铁皮、二次氧化铁皮、三次氧化铁皮及非常规条件产生的氧化铁皮的影响因素进行了详细分析,并制定了有效控制措施。对于炉生氧化铁皮,通过合理制定加热工艺,加热温度主体控制在1 150～1 250℃范围内,调整空燃比炉压微正压,防止炉头炉尾吸冷风或冒火等,烧损率降低至0.6%;对于二次氧化铁皮缺陷,通过降低开轧温度至1 060～1 100℃,中间坯厚度≤28 mm,并保证除鳞压力不低于20 MPa及粗轧辊辊面质量,可以明显改善缺陷;对于三次氧化铁皮,采取低温快轧可以减薄钢带表面氧化铁皮厚度,利于冷轧酸洗;降低卷取温度至590℃,可以改善边部红锈缺陷。提高生产设备管控水平,尤其是改善精轧前与轧件接触的设备状况,可以显著降低非常规氧化铁皮压入缺陷,减少协议品量。     

热轧带钢氧化铁皮压入成因和控制措施

分析了包钢薄板坯连铸连轧厂1750 mm热轧线生产热轧料时氧化铁皮生成原因,通过优化加热制度和除鳞工艺,加强设备管理维护,优化轧制工艺和设备,提出了预防和减少热轧带钢表面氧化铁皮缺陷的措施。     

55钢150mm×150mm连铸坯皮下裂纹分析与工艺改进

55钢(/%:0.52～0.60C,0.17～0.37Si,0.50～0.80Mn,≤0.035P,≤0.035S)的150 mm×150 mm连铸坯轧钢加热炉加热后存在表面纵向裂纹缺陷。采用金相显微镜对铸坯皮下裂纹缺陷进行分析,结果得出:由于二次冷却不均匀和有害元素Pb在晶界富集导致铸坯皮下产生细小裂纹并扩展长大。通过对二次冷却喷淋系统优化及降低钢水有害元素Pb含量,改善二冷段喷淋冷却效果,提高铸坯冷却均匀性,提高铸坯晶界强度,结果表明:铸坯缺陷明显改善,轧材一次探伤合格率从45%提高到93%。     

55钢150 mm x 150 mm连铸坯皮下裂纹分析与工艺改进

55钢(/%:0.52～0.60C,0.17～0.37Si,0.50～0.80Mn,≤0.035P,≤0.035S)的150 mm×150 mm连铸坯轧钢加热炉加热后存在表面纵向裂纹缺陷。采用金相显微镜对铸坯皮下裂纹缺陷进行分析,结果得出:由于二次冷却不均匀和有害元素Pb在晶界富集导致铸坯皮下产生细小裂纹并扩展长大。通过对二次冷却喷淋系统优化及降低钢水有害元素Pb含量,改善二冷段喷淋冷却效果,提高铸坯冷却均匀性,提高铸坯晶界强度,结果表明:铸坯缺陷明显改善,轧材一次探伤合格率从45%提高到93%。     

60Si2Mn弹簧钢150 mm x 150 mm铸坯缺陷分析与工艺优化

针对60Si2Mn弹簧钢(/%:0.56～0.64C,1.50～2.00Si, 0.70～1.00Mn,≤0.025P,≤0.020S)的150 mm×150 mm连铸坯角部存在横向表面裂纹缺陷问题,通过采用金相显微镜和扫描电镜对铸坯角部横向表面裂纹缺陷进行分析及试验比对。结果表明：结晶器铜管锥度过大、拉坯阻力大、保护渣润滑效果差以及二次冷却不均匀导致角部产生横向表面裂纹。通过将结晶器铜管锥度从2.2 mm降到1.6 mm、保护渣熔化温度从1182℃降到1072℃、粘度从0.76 Pa·s降到0.52 Pa·s以及二次冷却比水量从0.45L/kg降到0.32L/kg等措施,降低铸坯在铜管内拉坯阻力,改善结晶器冷却传热和二冷段喷淋冷却效果,提高铸坯冷却均匀性,使得铸坯缺陷得到有效控制,铸坯表面探伤合格率从35%提高到92%。     

优化连铸工艺改善SWRH82A钢150 mm x 150 mm 铸坯中心碳偏析实践

 为了减轻SWRH82A钢150 mm x 150 mm铸坯中心碳偏析,进行了拉速(1. 9 ~2. 3 m/min)、二冷比水 量(0. 75 ~ 1.24 L/kg)、过热度(25 ~38 °C )、结晶器电磁搅拌强度(300 - 350 A)和末端电磁搅拌强度(300 - 470 A) 连铸工艺参数试验。结果证明,合理控制拉速1.9-2.0 m/min,钢水过热度25°C 左右、比水量为1. 01 I7kg、结晶 器电磁搅拌强度为350 A/3 Hz、末端电磁搅拌强度为400 A/7 Hz时,铸坯中心碳偏析指数可以得到大幅改善,由原 来的1.21降为1.05。     

220mm x 1600mm板坯连铸浸入式水口倾角优化的数值模拟和应用

使用数值模拟方法研究了拉速0.9m/min时,水口倾角-7°~-11°对220mm×1600mm板坯结晶器内坯壳厚度、坯壳温度和自由液面流动的影响。模拟和应用结果得出,以拉速0.8m/min,水口倾角-15°工艺下钢液流动为标准,通过对比计算结果与标准工艺曲线,确定在0.9m/min拉速时,水口倾角为-11°为最佳工艺方案。生产应用结果表明,采用优化工艺后结晶器窄面报警频率由原15次/月降至0次/月,铸坯表面质量也有一定改善。     

160 mm×160 mm小方坯连铸结晶器内流场数值模拟

采用Fluent软件对断面为160 mm×160 mm小方坯结晶器建立了三维稳态数学模型,以结晶器表面流速以及结晶器内钢液的流场状态为主要参考目标,模拟研究了160 mm×160 mm小方坯结晶器在不同拉速条件下相适应的水口浸入深度,并对数值模拟结果相应地进行了水模拟验证。结果表明,当小方坯结晶器的拉速为1.7 ～1.9 m/min、浸入深度为80～100 mm时,结晶器内流场较为适宜,不会因液面波动剧烈而造成卷渣等问题。研究结果为小方坯连铸结晶器制定合理的浇注工艺提供了理论指导。     

含铌钢HRB400Nb 180 mm x 180 mm铸坯角部裂纹分析及改进工艺

通过对含铌钢HRB400Nb 180 mm×180 mm连铸坯产生的角部裂纹进行研究分析,结果表明,由于连铸冷却工艺、钢水氮含量和结晶器保护渣工艺控制不当易导致含铌钢铸坯角部沿晶开裂。通过工艺改进钢液氮含量由原（67～98）×10^-6降至（40～55）×10^-6,结晶器角部圆弧半径由8 mm调整为12 mm,结晶器冷却水量由150m³/h降至120m³/h,二冷比水量由1.35 L/kg降至1.1L/kg,二冷分配比由26:48:17:9调整为36:34:19:11,保护渣碱度由0.65调整为0.82、粘度由1.3 pa·s调整为0.69 pa·s、熔点由1260℃调整为1150℃等,有效解决了铸坯表面角部裂纹缺陷,保证了轧材的产品质量。     

Q460钢3 250 mm x 150 mm宽板坯凝固传热数值模拟研究和应用

以Q460钢(/%:0.17C,0.35Si,1.5Mn,0.020P,0.020S,0.020Nb,0.075V)3 250 mm×150 mm宽板坯为研究对象,采用ANSYS软件建立凝固传热模型,研究拉坯速度、比水量、过热度等工艺参数对铸坯凝固过程的影响。模拟结果表明:拉坯速度每增大0.10 m/min,矫直段铸坯表面温度升高36.5℃,出坯温度升高50℃,坯壳厚度减薄2.4 mm,液心长度增加1.2 m;每增加1℃的过热度,矫直点铸坯上表面中心温度增加1.73℃,延长液芯长度0.11 m;因此,拉坯速度是影响铸坯质量的关键。生产应用表明,3 250 mm×150 mm板坯拉速1.20～1.25 m/min,过热度15～20℃时板坯表面矫直温度大于950℃,降低了铸坯中心疏松和偏析,表面质量显著提高。     

水口倾角对150 mm x380 mm矩形坯结晶器流场的影响

为减少矩形坯角裂、漏钢等缺陷,提高铸坯质量,进行改变浸入式水口出口倾角角度以优化结晶器流场的研究。通过Fluent软件,对150 mm×380 mm矩形坯结晶器钢液流动和凝固耦合过程进行数值模拟,得出水口倾角（15°~30°）对表面流速、表面湍动能和冲击深度的影响。结果表明,随水口倾角增加,平均表面流速下降,冲击深度增加,有利于稳定液面;但随倾角增加,液面波动小,不利于钢液搅拌和夹杂物去除,下部回旋区过低,坯壳变薄,容易产生漏钢;综合得出,150 mm×380 mm铸坯的水口倾角宜为25°。应用结果得出使用优化水口后,铸坯中夹杂物总数减少36%。     

含硫45钢铸坯缺陷分析与工艺优化

含硫45钢(/%:0.42～0.50C,0.17～0.37Si,0.50～0.80Mn,≤0.035P,0.035～0.045S)的Φ44 mm轧材探伤合格率低,轧材表面存在裂纹缺陷,通过分析是由150 mm×150 mm铸坯缺陷导致的。对铸坯表面酸洗发现裂纹缺陷,采用金相显微镜对裂纹进行分析。分析认为是由结晶器铜管R角太小、角部冷却太强、保护渣熔化不好、传热和润滑效果差以及二次冷却不均匀导致的。通过对结晶器铜管、保护渣及二次冷却水量进行工艺优化,改善结晶器冷却传热和二冷段喷淋冷却效果,提高铸坯冷却均匀性,使得铸坯缺陷明显改善,轧材合格率大幅提高。