高碳钢连轧坯表面缺陷分析

通过对高碳钢的检验,分析了高碳钢连轧坯表面缺陷的类型和产生原因,主要有表面划伤和皮下气孔轧后缺陷两种类型。研究发现,连轧过程导板或导辊等设备有“挂腊”现象、连轧辊存在表面磨损等缺陷是造成连轧坯表面划伤的原因,连轧坯的皮下气孔轧后缺陷是由于连铸坯的皮下气孔缺陷引起的。在高碳钢钢坯连轧前必须对连轧设备的工作状态进行检查,防止连轧坯表面划伤的产生。减轻连铸过程水口吹氩流量是减轻连铸坯皮下气孔缺陷的一种措施,但减少吹氩量对连铸过程活跃保护渣层是不利的。建议在连铸过程进行结晶器电磁搅拌,以减轻连轧大方坯皮下气孔缺陷,提高连轧坯表面质量。     

含氮双相不锈钢连铸坯皮下气孔研究

以经济型双相不锈钢为例,通过金相试验和扫描电镜对热轧板表面缺陷进行分析。结果表明,缺陷呈细长形、沿轧制方向分布,缺陷内部已明显发生了二次氧化,证明缺陷在热轧前已形成。对连铸坯修磨前、后的表面质量进行分析,发现连铸坯皮下气孔是导致热轧板表面缺陷的主要原因。而皮下气孔是由于双相不锈钢在凝固过程中氮析出造成的,为此,采用低温快注、优化冷却和电磁搅拌的方法改善氮析出条件。现场应用后,双相不锈钢板坯因皮下气孔缺陷产生的报废率由10.6%下降到2%,产品质量得到显著改善。     

低碳低硅铝镇静钢热轧板卷表面夹渣缺陷分析与控制

通过对低碳低硅铝镇静钢板卷表面夹渣缺陷电镜分析,确定夹渣物质主要为钢水夹杂物和连铸用保护渣两类。从转炉冶炼终点氧位控制、LF精炼冶炼喂线和底吹氩气过程控制以及连铸用浸入式水口和保护渣优化等方面入手,提高钢水纯净度,减少连铸保护渣卷入,降低了热轧板卷表面夹渣缺陷产生。     

梁板钢板坯角部横裂纹控制技术的研究

针对攀钢V和V-Nb微合金化低碳梁板钢200 mm连铸坯出现角部横裂纹缺陷,通过综合优化连铸工艺参数-将结晶器铸坯窄宽面热流比由原先的0.90～1.10降至0.75～0.85,保护渣的粘度由0.20 Pa • s降至0.16 Pa • s,稳定连铸拉速和连铸机工况条件,使铸坯角部横裂纹缺陷得到了明显改善,并消除了由此引起的热轧饭卷表面线纹和起皮缺陷,因梁板钢热轧板卷表面缺陷引起的降级改判率由30%降至0。     

氩气泡在连铸坯中的不均匀分布

在连铸过程中使用氩气主要有两个目的，即避免水口堵塞和去除氧化物夹杂。在些氩气被捕获于铸坯的凝固壳中，有时会使最终产品产生缺陷。应用了几种技术来检测铸坯中的氩气。由于两相流比较复杂，因此氩气在连铸坯的厚度和宽度方向呈不均匀分布。     

Q195L中宽带冷轧板“麻点”及“起皮”产生的机理研究

Q195L中宽带作为冷轧原料,在冷轧过程中,冷轧到0．8mm以下时产品表面出现黑色“麻点”及“起皮”缺陷。对连铸坯、冷轧板进行电镜、金相、低倍等试验分析,得出连铸坯中的针状气孔是冷轧板“麻点”和“起皮”表面缺陷产生原因的结论。分析针状气孔产生的原因,采取相应措施优化生产工艺,连铸坯和热轧板质量明显提高,消除冷轧板表面“麻点”和“起皮”缺陷．产品厚度规格可达到0．15mm厚度,表面质量仍能满足技术要求。     

宽板坯连铸工艺优化与铸坯质量

结合实际生产,对宽厚板坯表面横裂纹、纵裂纹、氩气泡疤产生的原因进行了机理性分析。提出了消除宽板坯表面质量缺陷的具体措施。采用较弱的二冷配水,适当高的拉坯速度及矫直温度等,有助于降低表面横裂纹缺陷;采用较低且稳定的拉坯速度,低的吹氩量及水口浸入深度,有助于降低表面氩气泡疤缺陷;结晶器采用缓冷工艺,保持较小的液面波动等可有效防止铸坯表面纵裂纹的发生。     

280 mm×380 mm铸坯结晶器内钢水凝固与传热仿真研究

通过CFX4.4商用软件对280 mm×380 mm连铸坯结晶器内70L钢水流动传热、凝固过程进行了数值模拟,评估浸入式水口结构对结晶器综合冶金效果的影响.结果表明,随两侧孔浸入式水口插入深度和倾角的增加,坯壳厚度由宽面中心到角部逐渐减薄,但厚度比较均匀,高温区面积随之增大,位置下移;拉坯速度增加,宽面到窄面的坯壳厚度均有明显减薄.     

Q235热轧板带孔洞缺陷成因分析及控制

国内某钢厂Q235热轧板带生产过程中出现少量孔洞缺陷,利用水模试验研究了Q235钢坯浇注过程拉速、水口插入深度及吹气量对结晶器内气泡分布的影响,采用金相检验、能谱分析方法对热轧板带孔洞缺陷显微组织及夹杂物进行了分析,同时对热轧板带孔洞缺陷生产工艺进行了调查。结果表明:连铸工艺参数控制不合理、熔炼样S含量偏高导致铸坯边部产生表层气孔、中部产生较严重的硫偏析,进而使钢板中部形成大量的条带状硫化物特别是低熔点FeS的大量生成导致了Q235热轧板带孔洞缺陷的产生。针对缺陷成因对炼钢生产工艺进行了优化改进,热轧板带孔洞缺陷基本得到了消除。     

连铸坯皮下气泡缺陷成因及控制

皮下气泡是连铸坯常见的质量缺陷,严重影响钢材的质量及使用性能。通过对国内部分钢厂生产的连铸坯皮下气泡的缺陷情况进行总结分析,发现一氧化碳气泡缺陷和氩气泡缺陷占很大比例。其次,总结概述了连铸坯皮下气泡缺陷的分布特点,气泡被捕获的机理以及不同类型气泡缺陷的形成原因,发现脱氧不良、水口吹氩工艺、电磁搅拌以及过热度等均会对皮下气泡缺陷造成影响。为降低铸坯皮下气泡缺陷产生的不良影响,提出了控制连铸坯皮下气泡缺陷的有效措施,以期为实际生产提供参考。     

浸入式水口结构对409 L钢连铸坯表面“卷渣”的影响

基于太钢409 L钢连铸生产工艺及板坯连铸机工艺参数,采用水模型实验和工业试验相结合方式研究了浸入式水口结构对结晶器内钢水流动行为及其对连铸坯[200 mm×(1 060～1 240 mm)]表面"卷渣"的影响。结果表明:使用原浸入式水口(侧孔48 mm×70 mm,和上倾15°)结晶器内钢液流场不稳定,对应连铸坯表面存在严重"卷渣"缺陷;在不改变水口结构条件下,上倾5°和上倾10°水口均无法解决连铸坯表面"卷渣";32 mm×52 mm小侧孔水口能有效解决小断面[200 mm×(900～1100 mm)]或低拉速(0.7～0.9 m/min)时409 L钢表面"卷渣";Φ60 mm内径水口对应结晶器中心平均波高在3.5～4.5mm,连铸坯表面"卷渣"缺陷由原来的36.5%降低至0.8%,该型水口不仅能适用现有断面[200 mm×(900～1320 mm)]及拉速(0.7～1.1 m/min)要求,还能提升连铸坯实物质量。     

板坯连铸水口内钢液流动的数值模拟

 运用CFX计算软件研究了大通钢量工况下板坯浸入式水口流场,分析了水口结构、结晶器流动控制方式、水口吹氩等对浸入式水口流场的影响。研究表明,适宜的水口结构和控流方式组合能获得最优的水口出口流股形态和稳定均衡的流场。在大通钢量下,塞棒、底部凸起水口结构是最佳组合。不适宜的工艺组合形成并加重水口偏流,造成结晶器初始坯壳的不均匀冲刷和液面涡流,进一步诱发水口堵塞、水口结瘤、结晶器非稳态和不均衡传热,最终导致铸坯缺陷甚至诱发拉漏事故。     

俄马钢连铸中间包吹氩保护工艺

由于中间包采用透气水口、长水口、塞棒及挡渣墙吹氩保护工艺,钢中点状不均匀类缺陷率减少了0.000 3%,钢中夹渣类缺陷率减少了0.020%,粗大颗粒夹杂类缺陷造成的板坯废品率减少了0.003 2%,有效地降低了钢水连铸中的板坯缺陷,创造了可观的经济价值.     

Parameter optimization for continuous casting of low carbon steel based on big data mining

As to the surface defects in hot rolled coils, based on the neural network prediction model in big data mining, a new method (prediction model method, PMM) for optimizing continuous casting process parameters was proposed. The multi sample continuous variation chart of the possibility of surface defects in each continuous casting parameter can be obtained by the PMM method. And based on it, corresponding influence law, key process parameters and critical values can also be obtained. The results show that among the parameters of argon blowing, the protective argon flow has the most obvious effect on the surface defects of low carbon steel hot rolled coils and has a negative correlation. The optimal argon blowing flow for the stopper rod and the nozzle position are 3.0L/min and 1.8L/min, respectively. Among the heat flow parameters of the mold, the influence of the water flow on the inner arc side is the most obvious, and the best range of water temperature difference on each surface is 7-9℃, the best water inlet temperature is about 35℃. At the same time, the possibility of surface defects increases significantly with the increase of the casting speed, the width of the slab, and the increase of the casting length, but it gradually decreases with the increase of the weight of the molten steel in the tundish. The casting speed, slab width, protective argon flow and mold cooling water flow are the key process parameters that affect the formation of surface defects in hot rolled coils. And the possibility of defect occurrence is the most sensitive to the fluctuation of the total cooling water flow of the crystallizer, and its critical lower limit is 8700L/min.     

基于大数据挖掘的低碳钢连铸工艺参数优化

摘要：针对热轧卷表面缺陷，基于大数据挖掘技术中的神经网络预测模型，提出了一种优化连铸工艺参数的新方法(prediction model method，简称PMM)。PMM方法可以得到各连铸参数对表面缺陷发生可能性的多样本连续变化图，并以此得到对应影响规律、关键工艺参数及临界值。结果表明，吹氩参数中，保护氩气流量对低碳钢热轧卷表面缺陷影响最为明显且呈负相关关系，塞棒与水口位置的最佳吹氩流量分别为3.0和1.8L/min。结晶器热流参数中，内弧侧水流量影响最明显，各面水温差最佳范围为7~9℃，最佳进水温度在35℃附近。同时，表面缺陷发生可能性随拉速提高、板坯宽度、浇铸长度增加而增加明显，但随中间包钢水质量增加而逐渐降低。此外，对比发现浇铸速度、板坯宽度、保护氩气流量与结晶器冷却水流量等参数是影响热轧卷表面缺陷形成的关键连铸工艺参数，且缺陷发生可能性对结晶器冷却水总流量的波动最为灵敏，其临界下限值为8700L/min。     

2507双相不锈钢连铸坯表面气孔缺陷

 为了分析2507不锈钢板坯气孔产生原因,用金相显微镜和扫描电镜对气孔进行分析。结果表明,2507不锈钢气孔产生的主要原因有2个方面：一是由于中间包耐火材料烘烤不干,水蒸气进入钢液分解为［O］和［H］原子,［H］在凝固时析出产生气泡;二是钢水中N含量太高,在钢水凝固时,由于溶解度急剧减少,N2从钢水中析出,形成形状不规则的氮气孔。因此,氢气孔和氮气孔是造成连铸坯气孔的主要原因。     

吹氩板坯结晶器水模型实验研究

采用1：2.5的相似比,以1 500 mm×280 mm断面的结晶器为原型建立水模型,试验研究了在吹氩条件下拉速,水口倾角、吹气量和浸入深度对液面波动的影响,并分析了在试验条件下的卷渣行为,研究结果表明在吹氩条件下主要存在气泡群冲击卷渣和类漩涡卷渣两种方式。     

板坯连铸机二次冷却均匀性的分析与优化

针对某厂连铸板坯裂纹频繁出现的问题,结合连铸机的喷嘴布置特点,在测试分析铸机喷嘴的喷淋冷却特性的基础上,以Q235G钢为对象,考虑板坯宽度方向二冷水流密度分布状态,采用数值仿真方法模拟计算了200 mm×1350 mm连铸坯的凝固壳生长形貌及铸坯表面内弧温度分布.研究表明:板坯铸机二冷前期足辊段与零段原喷嘴布置及水流密...     

1 850 mm×230 mm板坯连铸结晶器流场与温度场数值模拟

为研究连铸工艺参数对结晶器内部钢液的作用规律,对涟钢1 850 mm×230 mm板坯连铸结晶器流场和温度场进行了系统的数值模拟,研究了不同吹氩量(0～7 L/min)、不同水口浸入深度(110～150 mm)和不同拉速(0.9～1.2 m/min)对结晶器内钢液行为的综合影响。结果表明,随着吹氩量增加,自由液面的钢液流速和温度总体呈现降低的趋势;随着水口浸入深度增加,自由液面的钢液流速先降低后增加;随着拉速增加,自由液面的钢液流速增加;水口浸入深度和拉速对温度场的影响较小。当吹氩量为5 L/min、水口浸入深度为130 mm、拉速为0.9 m/min时,结晶器自由液面具有较小的钢液流速和湍动能,同时液面具有较好的温度均匀性。通过数值模拟研究,为合理选择结晶器相关工艺参数提供了理论依据。     

浸入式水口吸入空气机理及吹氩量控制模型

 连铸过程浸入式水口本身及其与上水口连接处容易吸入空气,导致钢水二次氧化,随之可能造成水口结瘤及断浇,导致严重的连铸事故。通过向水口内部吹入氩气可以防止空气吸入,吹氩量控制不当容易引起铸坯缺陷。基于伯努利原理和质量守恒定律建立了从中间包到结晶器的速度-质量模型,探讨了以上部件吸入空气的机理。首先研究了理想与考虑压损2种情况下水口直径、水口浸入深度、中间包液位、铸坯宽度和拉坯速度对水口入口的钢液横截面积与出口的钢液横截面积之比(A_A/A_P)的影响,然后对水口结构进行了优化,并建立了吹氩量控制模型。结果表明,为防止水口吸入空气,应尽量减小水口直径、降低中间包液位和水口浸入深度的高度差、增大拉坯速度和铸坯断面宽度。其中水口直径提高10%,A_A/A_P从2.15增大至2.62;铸坯宽度和拉坯速度对A_A/A_P影响略低于水口直径,同样提高10%,A_A/A_P均从2.15降低至1.96;中间包液位和浸入深度对A_A/A_P影响最小。基于此研究结果,水口结构优化为符合钢液流束的圆台形,并结合水口内真空区体积确定了吹氩量控制模型,使得水口内始终保持微正压。本研究结果为减小甚至消除水口的空气吸入、控制氩气吹入量提供了理论基础,对高品质钢的生产及节能降耗具有重要意义。