加硼钢连铸坯中间裂纹缺陷的改善

通过对添加硼前后A36钢连铸坯中间裂纹分布特征及其高温力学性能的调查研究,分析了其中间裂纹的形成原因.结果表明,硼的加入降低了钢的零塑性温度是铸坯产生中间裂纹的内因,而铸坯在连铸过程中受弯曲应变、矫直应变以及辊缝不对中引起的过大应变是裂纹产生和扩展的外因.据此提出了相应的改进措施,有效地减轻了A36-B钢连铸坯中间裂纹.     

连铸板坯坯壳蠕变的有限元分析

板坯连铸的一个常见的难题是液态钢水静压力引起诸支撑辊之间的坯壳发生鼓肚,使铸坯产生形状缺陷、裂纹及偏析,增加拉坯阻力,损坏铸机。因此,准确地分析计算板坯鼓肚变形,是连铸界普遍关心的一个问题。目前,已有几种计算分析鼓肚变形的方法和模型,如早些时候有简单弯曲理论     

连铸坯裂纹成因及预防

分析了钢的高温力学性能和作用在连铸坯上的各种应力以及化学成分对铸坯产生裂纹的影响，指出裂纹产生的外因是钢水的静压力，热应力，组织收缩应力和其它外力的作用，当这些应力之和超过了钢的高温临界强度和变形量时，就在凝固前沿或凝固壳中产生裂纹，在二冷区凡是增加共内应力，降低强度和塑性的因素将促进裂纹的发生和扩展，裂纹产生的因是钢的高温力学性能和化学成分，提出了防止连铸坯产生裂纹应从两方面考虑，一是工艺参数和设备运转状态，设法降低连铸坯承受的应变和应变速率，二是钢的化学成分，提高钢水纯净度。     

连铸坯的高温力学性能分析

探讨了影响连铸坯高温力学性能的因素,提出制定合理的连铸工艺制度必须以钢的高温力学性能为基础,控制板坯的表面温度,避开第Ⅲ脆性区;必须考虑钢种成分的影响,以有效减少铸坯裂纹的发生,提高铸坯质量.     

连铸板坯表层网状裂纹的成因研究

统计分析了攀钢所产管线钢、梁板钢等200 mm×1300 mm连铸坯表层网状裂纹的影响因素;发现钢中碳、锰硫比、合金元素（Al,Ti,V）、连铸机设备和浇注状况对其形成和扩展都有重要影响。通过金相显微镜、SEM、TEM和EDS等手段,研究了铸坯表层网状裂纹的形貌特点,认为此裂纹是连铸坯表面冷却不均匀而产生γ→α→γ反复相变,并伴有各种碳氮化物在晶界析出,连铸坯在外力(热应力、弯曲矫直应力等)作用下沿晶界开裂所致。     

板坯中间裂纹的成因分析及预防措施

根据安钢100t电弧炉-LF钢包精炼炉一板坯连铸机工艺流程的试验数据,比较了二冷数学模型计算结果与实测数据,探讨了板坯中间裂纹的成因,认为钢的化学成分决定其高温力学性能,对中间裂纹的产生起着决定性的作用。钢中硫、磷等杂质元素的晶间偏析是铸坯产生中间裂纹的内因,而辊缝收缩、二冷配水曲线、铸速、钢水过热度是裂纹产生和扩展的外因,对提高板坯质量有一定的指导作用。     

连铸板坯的“鼓肚”、应变与设备工艺参数的关系

为防止板坯连铸中的缺陷,铸机的设计及生产必须考虑到控制铸坯上的应力和应变。本文给出板坯宽面“鼓肚”的蠕变解,蠕变“鼓肚”的近似计算式以及坯壳内外表面的应变计算式。为铸机设计和生产提供重要理论依据。     

连铸板坯的“鼓肚”、应变与设备工艺参数的关系

为防止板坯连铸中的缺陷,铸机的设计及生产必须考虑到控制铸坯上的应力和应变。本文给出板坯宽面“鼓肚”的蠕变解,蠕变“鼓肚”的近似计算式以及坯壳内外表面的应变计算式。为铸机设计和生产提供重要理论依据。     

1650板坯压下过程热/力学行为及压下工艺优化

为了控制梅钢1 650板坯连铸包晶钢过程铸坯内裂纹发生,基于梅钢1 650板坯连铸机生产实际,建立了1 560mm×230mm断面包晶钢铸坯凝固过程三维热/力耦合有限元模型,揭示了铸坯凝固过程各冷却区内的温度场分布规律和铸坯压下过程应力与变形行为演变规律。结果表明,铸坯在结晶器及零段内冷却强度大,沿拉坯及其垂直方向的温度分布梯度大;在实施铸坯凝固末端压下过程中,铸坯宽面中心与宽向1/4处的表面变形及应力变化较为同步,且靠近铸坯内弧侧凝固前沿的塑性应变最大,铸坯应力最大值集中在角部区域;目前梅钢包晶钢连铸压下区间设置不当,易引发铸坯产生内部裂纹。     

扁坯窄面鼓肚变形的分析和避免措施

扁坯由于厚度较薄,理论上一般不会出现窄面鼓肚的问题,但是实际生产中这种情况时有发生。本文通过研究分析,发现当铸坯宽面夹持辊间距过大引起铸坯鼓肚后,鼓肚的铸坯通过下一对宽面夹持辊时,由于坯壳角部的扭转变形会造成铸坯窄面出现明显的鼓肚。高碳钢连铸过程中,当二次冷却比水量不合适时,也有可能导致铸坯的窄面鼓肚,同时产生三角区、中间裂纹。通过分析两个钢厂出现的问题,给出了相应的解决方法,可以为同类连铸机的设计、维护起到一定的参考作用。     

特厚板坯连铸机驱动辊滑道结构优化改进

某钢厂3号特厚板坯连铸机,经过半年多的使用,发现扇形段驱动辊滑道结构存在一些不足：驱动辊机械限位机构螺栓易松动,以及驱动辊滑轨与扇形段框架紧固连接螺栓易失效。为了解决驱动辊滑道结构存在的问题,通过对现场实际情况进行研究及理论分析,对驱动辊滑道结构进行结构优化改进,进而彻底解决了驱动辊滑道结构上存在的问题,保证了驱动辊辊缝开口度精度,并且提高了扇形段的过钢量,降低了设备的维护费用。     

首钢板坯连铸技术进步

回顾了近十年来首钢为生产优质冷轧钢板和特厚钢板而开发的板坯连铸新技术。为了降低优质冷轧钢板表面冶金缺陷,开发了浸入式水口防堵塞技术、结晶器内钢液流动综合控制技术和中高拉速FC结晶器技术等。综合应用这些技术后,水口堵塞率降低60%以上,结晶器液面波动±3 mm比例提高至98%以上,冷轧钢板表面卷渣缺陷指数降低50%以上。为了提升特厚钢板的冶金质量,开发了特厚板坯窄面鼓肚控制技术、倒角结晶器连铸技术、半干法连铸技术和二冷间歇式喷淋等技术,400 mm厚板坯窄面鼓肚量降低至5 mm以下,含铌微合金化钢板坯表面裂纹发生率大大降低。开发了特厚板坯连铸轻压下技术,中心偏析C类1.0级及以下比例达到100%,确保了150 mm特厚钢板的心部韧性达到100 J以上。     

20Mn23AlV钢用低反应性连铸保护渣的开发

20Mn23AlV高锰无磁钢的高铝含量导致连铸过程中钢水与连铸保护渣的剧烈反应,连铸坯产生大量裂纹缺陷,影响其连铸正常生产。为提高铸坯质量,保证20Mn23AlV高锰钢连铸生产顺行,本研究对现场生产20Mn23AlV的连铸工艺和采用的连铸保护渣进行了系统的研究和分析。通过实验室的感应加热炉进行渣-金反应试验,并结合化学分析和扫描电镜等方法研究开发出20Mn23AlV低反应性连铸保护渣,并采用工业试验证明采用低反应性连铸保护渣可以消除连铸坯表面裂纹缺陷,20Mn23AlV高锰钢铸坯修磨量可由8%降低至1%。     

含Nb不锈钢中厚板中间裂纹分层原因分析及控制

针对含Nb不锈钢热轧中厚板出现的中间裂纹分层以及力学性能不合问题,通过金相观察、扫描电镜、相分析和力学性能检测等手段对中间裂纹分层以及力学性能不合原因进行研究。结果表明,Mo、Nb在凝固过程中偏析严重、形成σ相和Z相(CrNbN)是产生热轧中厚板中间裂纹分层以及力学性能不合的主要原因。通过降低Nb含量,优化热处理制度,降低钢液过热度,确定合理冷却制度,添加电磁搅拌工艺,可以有效地减小中间裂纹分层的发生并提高低温冲击韧性。     

直上钢Q235B板坯高拉速下中间裂纹的形成与调控

 基于凝固数值模拟和板坯应变计算分析了直上钢Q235B连铸中间裂纹的形成机理和影响因素,并根据实际生产条件提出了铸坯高拉速质量控制策略。研究发现,辊缝和对中精度为Q235B铸坯中间裂纹形成的主要因素,两者应变之和占凝固前沿总应变60%以上;而表面回温高于50 ℃/m的铸机前段冷却也有重要影响,其应变占比最高约40%。当辊缝的邻辊正偏差为1.5 mm时,通过强化冷却和控制回温可使铸坯凝固前沿总拉应变整体降低约20%;当辊缝的邻辊正偏差为0.5 mm时,冷却优化对凝固前沿拉应变的影响较小。随着拉速增大,辊缝精度对铸坯中间裂纹的影响愈加显著。当前工况下,将锰硫比提高到25,坯壳可最多承受1.4 m/min时邻辊正偏差 1.5 mm、对中偏差±0.5 mm和回温不超过50 ℃/m带来的附加应变。为抑制1.5 m/min以上高拉速下直上钢Q235B铸坯的中间裂纹,建议将辊缝整体精度控制在±0.5 m且邻辊正偏差控制在0.5 mm以内。     

430不锈钢板坯横裂成因分析及控制措施

通过对430不锈钢连铸板坯存在横裂缺陷的试样进行低倍检验、金相检验及韧脆转变温度测定,确定铁素体晶界上大量的碳化物析出相加速裂纹的扩展,致使铸坯更容易发生脆性断裂。提出相应的工艺控制措施：提高铸机的对弧精度,足辊出口对弧精度为0.5mm,零段出口对弧精度为0.33 mm,一段出口对弧精度为0.27mm;板坯在500℃附近快速冷却,避免脆性相的产生;要求wC+wN小于0.03%;铸坯采用带温修磨,修磨温度控制到120℃以上,1周内完成铸坯的转序、轧制。对优化工艺进行工业试验得出,430板坯横裂缺陷得到了有效控制,杜绝了因板坯横裂引起的热轧断带事故及钢带孔洞缺陷,工艺措施效果显著。     

铝脱氧轴承钢GCr15精炼渣最优成分的分析与实践

为了研究铝脱氧轴承钢GCr15最适合的精炼渣系,利用FactSage热力学计算软件对MgO对精炼渣熔点的影响、精炼渣对平衡钢液成分的影响及精炼渣的脱硫能力等进行热力学计算,得出最适合的渣系成分,并将优化结果应用于国内某厂"100tEAF→LF→VD→CC"流程生产轴承钢GCr15的工业试验。结果表明,优化后的精炼渣系的主要成分(质量分数)为CaO 50%~55%,Al2O325%~33%,SiO26%~10%,MgO 5%~7%,R=5~7;使用该渣系进行工业试验,VD出站时全氧质量分数可达到0.001 1%~0.001 3%;铸坯中主要夹杂物为Al_2O_3、MgO-Al_2O_3、MnS、TiN、钙铝酸盐和硅酸盐等,其中氧化物类夹杂的个数密度在3个/mm~2以下,平均等效直径在4μm以下。     

微合金钢连铸坯角部裂纹控制技术研发及应用

微合金钢连铸过程频发铸坯角部裂纹缺陷是钢铁行业的共性技术难题。基于微合金钢铸坯角部裂纹组织结构与析出特征检测，以及铸坯在结晶器与二冷铸流内的凝固热/力学行为演变规律定量化模拟，开发形成了基于新型角部高效传热曲面结晶器和铸坯二冷高温区角部晶粒超细化控冷工艺与装备的微合金钢连铸坯角部裂纹控制技术。研究结果表明，传统板坯连铸工艺下，窄面直线型结晶器无法充分补偿坯壳收缩，致使厚保护渣膜与气隙在坯壳角部集中生成，大幅降低了结晶器中下部坯壳角部传热，引发微合金碳氮化物沿奥氏体晶界析出。传统二冷配水条件下，奥氏体晶界不可避免生成先共析铁素体膜低塑性组织。两者共同作用致使铸坯角部高温塑性不足而引发裂纹。通过开发新型曲面结晶器，坯壳角部于其内高效传热，凝固全程冷却速度大于5℃/s，弥散化了微合金碳氮化物高温析出。同时，基于窄面足辊超强冷新控冷结构，对铸坯角部实施γ→α→γ循环相变，铸坯角部晶粒显著超细化，高塑化控制了铸坯角部裂纹产生。