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。     

合金钢连铸结晶器保护渣的基本功能

分析了合金钢连铸结晶器保护渣对钢水的保温和避免钢液氧化功能、吸收夹杂物的能力、以及润滑铸坯和控制传热的功能。改善保护渣的保温性能，有利于减轻振痕缺陷和铸坯皮下夹渣，提高保护渣吸收夹杂能力，防止高合金钢连铸时的漏钢和减少铸坯夹渣缺陷；而协调保护渣传热与润滑的功能对避免粘结漏钢和减少铸坯表面纵裂纹和微裂纹有着不可低估的作用。     

优化保护渣改善冷镦钢铸坯表面质量

钩型振痕是某厂生产35K冷墩钢铸坯表面的主要问题,其产生的原因是由于保护渣的润滑性能不良造成。钩型振痕一方面会使铸坯表面产生夹渣、裂纹和皮下气孔等缺陷;另一方面,由于该处传热不好会使局部奥氏体晶粒粗大和微观组织发展而产生组织不均匀的现象,引起轧材冷镦开裂。因此,通过优化结晶器保护渣理化性能,改善保护渣的润滑性能,铸坯钩型振痕得以消除,振痕处组织的不均匀性得到控制,为后续的轧钢过程提供了合格的铸坯。     

高速连铸结晶器保护渣渣膜凝固结晶组织研究

研究了薄板坯连铸结晶器保护渣渣膜的凝固组织结构、矿相组成、析晶率,分析了固态渣膜结构对铸坯传热的影响以及通过控制渣膜凝固结构提高连铸表面质量的途径。     

氟离子对保护渣传热和渣膜矿相结构的影响

连铸过程中保护渣的渣膜结构及结晶器传热情况对铸坯质量有重要影响,试验采用高温导热系数测定装置及结晶器渣膜黏度和热流模拟测试仪,研究不同F~-配加量渣膜的高温导热系数和矿相结构。结果表明:随F~-含量(4.22%~13.33%)的增加,渣膜的导热系数逐渐减小,对应的渣膜结晶率逐渐增大,且试验渣膜结晶率均较高,达75%以上。不同F~-含量的保护渣所对应渣膜的结晶矿物种类相同,主要为枪晶石和硅灰石。随F~-含量的增加,枪晶石析出量不断增多,晶形逐渐变大;硅灰石生成量不断减少,晶形逐渐变小。该研究成果对改善低氟保护渣浇铸的铸坯质量具有重要指导意义。     

15CrMoG矩形坯保护渣优化实践

针对15CrMoG矩形坯出现的凹陷与纵向裂纹,设计了保护渣熔化温度、碱度、粘度等技术参数。将保护渣碱度由0.85调整到1.15,熔点由1 132℃调整到1 200℃,粘度由0.67 Pa·s调整到1.4 Pa·s,提高保护渣的析晶率,增大固态渣膜厚度,提高热阻,均匀稳定了传热;同时将保护渣熔速由70 s优化到32 s,控制振动参数,提高非正弦振动偏斜率,增大保护渣消耗量,改善润滑。通过保护渣理化指标和振动参数的优化,消除了铸坯表面凹陷与纵向裂纹。不良铸坯的精整处理比例大幅降低,减少了铸坯修磨工作量,提高了金属收得率。     

不同保护渣在连铸大小方坯上的应用

不同保护渣在连铸大小方坯上的应用［德］ＨｏｒｓｔＡｂｒａｔｉｓ等１前言在连铸结晶器内使用的保护渣应满足多方面的要求，也就是借助形成液渣来润滑铸坯使其滑动地通过结晶器，恰如其分地控制和均匀结晶器内的传热，吸收来自钢液中产生的非金属夹杂以及避免钢液面较大...     

高效连铸包晶钢大规格圆铸坯用保护渣的设计与实践

介绍了高效连铸包晶钢大规格圆铸坯用保护渣的设计和实践结果.阐述了包晶钢铸坯表面质量的特点、成因以及影响因素,分析了连铸高拉速和铸坯规格的大小对包晶钢铸坯表面质量的影响,指出了保护渣结构对铸坯在结晶器中水平传热和润滑的影响.采用调整保护渣组分来控制铸坯在结晶器中水平传热和润滑的设计思路与方法,设计出的高效连铸包品钢大规格圆铸坯用保护渣满足了产品质量和生产要求.     

保护渣晶粒尺寸对传热性能的影响

保护渣在连铸过程中具有重要的作用,其中有效控制钢液向结晶器的传热直接影响了铸坯质量;当保护渣热阻较小、不均匀传热时铸坯容易出现裂纹等缺陷.而保护渣的控热能力主要取决于保护渣的结晶性能,因此,有必要研究保护渣的结晶行为对传热性能的影响.利用双丝热电偶技术通过不同的温度制度,获得不同尺寸的单一结晶相,研究保护渣晶粒尺寸对传...     

低碱度高结晶率连铸保护渣的研究与应用

针对攀钢连铸 Q2 35 G等包晶钢生产中出现的铸坯表面裂纹问题 ,在调查分析裂纹特征及其产生原因的基础上 ,发现保护渣传热过强和保护渣流入不均是诱发角横裂产生的主要原因。通过对保护渣结晶特性的研究 ,开发出了低碱度 (Ca O/ Si O2 <1.0 )、高结晶率的新型包晶钢用连铸保护渣。工业试验表明 ,研制的保护渣具有良好的使用效果 ,所浇铸坯表面质量优良 ,铸坯裂纹较少 ,表面角横裂发生率降低到 4 .19% ,纵裂发生率为 3.4 2 % ,且保护渣润滑作用良好 ,未发生漏钢事故。     

低碳钢薄板坯高速连铸保护渣研究与优化

 针对低碳钢薄板坯高速连铸过程中保护渣液渣层过薄、黏结报警频发、铸坯表面纵裂纹过多等问题,在充分考虑高拉速下低碳钢凝固收缩特性的基础上,确定了保护渣润滑与传热性能的优化方向并开展了工业试验。将保护渣碱度从1.10提高到1.30,Li₂O质量分数从0.57%提高到1.06%,Na₂O质量分数从5.48%提高到8.16%,碳质量分数由7.71%降低到6.72%。对2种保护渣的流变性能和渣膜3层结构进行了深入研究,发现优化后保护渣渣膜中的液渣层比例增加,渣膜润滑系数α增大;同时,渣膜中的结晶层比例也有一定程度的提高,渣膜热阻系数β增大,从而使保护渣的润滑性能和控制传热能力均得到改善。从矿相分析结果看出,保护渣碱度的提高在一定程度上会促进硅灰石的析出,导致渣膜结晶率提高、热阻增大,进而起到控制传热的目的。生产实践表明,在拉速提高后,使用新型保护渣基本避免了黏结和裂纹的产生,生产效率和铸坯质量均得到显著提高。     

碱度对高速薄板坯保护渣结晶性能的影响

为解决薄板坯连铸在高拉速下坯壳表面纵裂纹较多的问题,通过提高保护渣碱度(B)的方式,增强渣膜的结晶性能,进而降低铸坯向结晶器的传热,促进坯壳均匀生长。研究过程中采用单丝热电偶技术、FactSage热力学软件以及数学模型计算等手段分析了高碱度对薄板坯保护渣结晶行为的影响,并揭示了其影响机理。研究结果表明,当碱度从1.60增至1.80时,保护渣的结晶温度区间增大,临界冷却速率提高,结晶活化能降低,说明提高碱度会促进保护渣结晶。同时,在碱度提高过程中,保护渣中晶体的形核和长大机制存在2种情况,分别是B=1.60时形核速率减小、界面反应控制条件下、以二维长大方式生长,以及B=1.70、1.75和1.80时形核速率减小、界面反应控制条件下、以三维长大方式生长。     

连铸结晶器内渣膜形成及传热的研究现状

介绍了模拟结晶器内渣膜形成的实验方法, 综述了国内外学者在保护渣传热方面所做的研究工作, 包括固态渣膜的界面热阻、保护渣的导热系数、辐射传热以及渣膜的光学性质, 并提出了今后在渣膜形成及传热研究中有待进一步完善的内容和方向.现有的研究结果表明利用热丝法可以对渣膜的形成过程进行原位观察, 采用水冷铜探头法可以获取用于研究渣膜微观组织的固态渣膜样品.渣膜的界面热阻在0.0002~0.002 m2·K·W-1之间.在800℃以下, 保护渣的导热系数在1.0~2.0 W·m-1·K-1范围内, 且随温度的升高而逐渐增加.渣膜中的晶体一方面可以增加渣膜的界面热阻, 另一方面可以提高固态渣膜的反射率, 起到降低辐射热流的作用.此外, 过渡族金属氧化物的加入以及固态渣膜中弥散分布的微小颗粒也能改变渣膜的光学性质, 从而影响通过渣膜的辐射传热.      

Effect of Titania Absorption into a Mold Flux on the Heat Transfer Between the Mold and the Slab in the Continuous Casting of Titanium-Stabilized Stainless Steel

The heat transfer behavior between mold and slab changes when titania is absorbed into the mold flux during the continuous casting of titanium-stabilized stainless steel. The trend and the extent of this effect were investigated in the laboratory. Furthermore, to investigate the effect of titania on heat transfer, the effect of titania on the crystallization properties of the mold flux was studied. The results showed that with an increasing titania content of mold fluxes, the heat transfer coefficient and the heat flux of the slag film increases, whereas the heat transfer resistance decreases; the effect is that the growth and crystallization temperature of the cuspidine crystallites in the slag are suppressed by the absorption of titania.     

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。     

保护渣对430不锈钢铸坯边部凹陷缺陷的影响

针对太钢430不锈钢铸坯边部凹陷严重的问题,采用Gleeble 3800、高温原位分析仪、黏度分析仪等技术手段,系统研究430铸坯边部凹陷缺陷的产生机理和保护渣性能对边部凹陷的影响规律。研究结果表明,430铸坯边部凹陷缺陷的主要原因与保护渣的控制传热有关。保护渣碱度过小,结晶能力弱,坯壳在结晶器内冷却强度大,凝固收缩带来较大的角部扭动力而产生边部凹陷,此时铸坯边部凹陷主要发生在结晶器内;保护渣碱度过大,结晶能力强,铸坯冷却强度不够,出结晶器的坯壳厚度薄,在钢水静压力的作用下铸坯宽度产生延展效应,导致后续产生较大的凝固收缩而形成边部凹陷,此时铸坯边部凹陷主要发生在二冷阶段。保护渣碱度控制为1.00,保护渣的结晶能力适宜,既避免了结晶器内强冷带来的铸坯凹陷,又保证了出结晶器坯壳足够的厚度和强度,最终使铸坯边部凹陷深度由1.26 mm降低至0.30 mm,显著改变了铸坯表面质量。     

包晶钢连铸坯表面纵裂与保护渣性能选择

 某钢厂宽厚板250 mm×1 820 mm连铸机使用包晶钢类型MB-59型保护渣生产[w(C)]为0.120%～0.150%钢种时,连铸坯表面出现大量纵向裂纹与皮下裂纹缺陷。通过提高保护渣碱度,降低保护渣黏度,改善铸坯坯壳与结晶器壁之间渣膜传热等技术措施,使铸坯的表面裂纹与皮下裂纹缺陷得到了有效控制。同时,对浇注[w(C)]为0.090%～0.120%钢种时采用MB-59型保护渣连铸坯表面无裂纹的原因进行了探讨分析,认为由于选分结晶,优先凝固的坯壳中碳质量分数低于钢液原始碳质量分数,使优先凝固的坯壳中[w(C)]实际已经小于0.090%,不再属于裂纹敏感性强的包晶钢范围,因此表面质量较好。     

无氟连铸结晶器保护渣的结晶性能

 结晶器与连铸坯间的保护渣膜直接影响着连铸坯的润滑及传热,而保护渣的结晶性能是影响润滑和传热的重要因素。通过测定保护渣的结晶温度、结晶率和结晶体几何尺寸,研究了碱度和TiO2含量对含钛无氟保护渣结晶性能的影响规律。结果表明：加大碱度和增加TiO2含量都能明显提高保护渣的结晶倾向性。     

高速连铸结晶器内凝固传热行为及其均匀性控制

从分析高拉速包晶钢板坯连铸结晶器内凝固传热行为特征入手,首先阐明拉速对结晶器内的界面热阻、凝固坯壳的温度与应力分布的影响规律,研究发现拉速超过1.6 m·min?1时,界面热阻明显增加,拉速由1.4 m·min?1提升至1.6 m·min?1和1.8m·min?1时,出结晶器坯壳厚度相应减少约10%,其发生漏钢的危险不断增加;在此基础上,阐述了结晶器的内腔结构、保护渣、振动与液面控制等控制结晶器内坯壳凝固均匀性的相关技术。要实现高速连铸,首要应考虑结晶器内腔结构的优化设计,使其能更好地迎合凝固坯壳的生长,研制适合包晶钢等凝固特点的专用连铸保护渣至关重要,铸坯鼓肚控制也是保障高拉速液面稳定的关键。      

Heat Flux Through Slag Film and Its Crystallization Behavior

An experimental apparatus for simulating copper mold is used to quantify the heat flux through the slag film and to obtain a solid slag for further determining its crystallization behavior. The result indicates that both the chemical composition of the mold powder and the cooling rate have an important influence on the heat flux through the slag film. With increasing the binary basicity, the heat flux of slag film decreases at first, reaches the minimum at the basicity of 1.4, and then increases, indicating that the maximum binary basicity is about 1.4 for selecting ＂mild cooling＂ mold powder. The heat transfer through the slag film can be specified in terms of the crystalline ratio and the thickness of the slag film. Recrystallization of the solid slag occurs and must be considered as an important factor that may influence the heat transfer through the solid slag layer.