连铸板坯矫直过程应力应变的有限元模拟

采用弹塑性有限元分析法,对拉速1.0m/min、厚度230mm的板坯,在3套不同的辊列布置的单点矫直、四点矫直、连续矫直进行应力应变的有限元模拟。结果表明:铸坯等效VonMises应力值和铸坯水平方向应力按单点矫直、四点矫直、连续矫直依次减小;与单点矫直相比,四点矫直减小了每次矫直的变形量和应变速率;连续矫直时,在变形区内等效应变沿长度方向呈线性变化,最大值为1.11%,等效塑性应变速率较低,约为5.5×10^-5s^-1,其应变速率最低,是比较理想的矫直方式。     

20钢Φ300 mm圆铸坯中间裂纹成因分析和改善工艺措施

针对20钢φ300mm圆铸坯低倍组织出现中间裂纹的位置和形貌,结合连铸设备和工艺进行分析,得出结晶器内坯壳厚度不均匀,拉矫机矫直压力波动大,铸坯在受到热应力和矫直应力的作用下沿晶界开裂形成中间裂纹。通过改善结晶器软化水和连铸二冷水的质量,钢水过热度由25～35℃降至20～30℃,结晶器电磁搅拌电流由550 A降至350 A,稳定矫直压力,铸坯矫直温度≥950℃,避免了圆铸坯中间裂纹的出现。     

微合金钢连铸方坯表面裂纹成因分析及控制

针对某厂生产微合金钢大方坯产生大量表面缺陷的状况,对铸坯生产过程的工艺参数进行了统计分析,利用Gleeble-1500热模拟试验机研究了钢种的热塑性,同时利用金相显微镜、SEM、TEM对缺陷铸坯的微观组织和析出粒子等进行了分析研究,结果表明:铸坯在矫直区产生17~25μm的铁素体膜,产生应力集中。裂纹处残余铜含量偏高,诱发裂纹生成延伸。拉速由0.58m/min提升至0.63m/min时,铸坯在矫直区温度平均提高40℃左右。控制钢水w(N)在45×10-6左右,结晶器保护渣碱度在1.11,黏度为0.85Pa·s,液渣层厚度在8mm以上时,可以有效改善铸坯裂纹。     

连铸拉矫机矫直力的计算与合理调节

连铸拉矫机矫直力大小的确定直接关系到铸坯矫直的质量，本文针对新余钢铁厂弧形连铸机原设计矫直油压过大，通过计算，对液压系统进行了改进，合理调节拉矫机矫直力的大小，提高了铸坯的质量，并有利于连铸机的正常生产。     

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。     

钢高温蠕变特性对连铸坯矫直变形的影响

 为使连铸坯在矫直过程中能够充分利用钢的高温蠕变特性,避免产生内部矫直裂纹,对铸坯矫直及机型曲线进行了研究。首先,在Gleeble-3800热模拟试验机上对Q345C连铸坯进行热塑性和高温蠕变试验,确定了Q345C钢的热物性参数和最小蠕变应变速率方程;其次,根据钢的高温蠕变特性,针对目前使用的某连铸机设计了新机型曲线;最后,采用热力耦合数值模拟的方法,计算了距离铸坯内弧侧表面38.3 mm处中心点的温度分布和应变速率。通过蠕变矫直机型应变速率和蠕变速率的对比表明,蠕变矫直机型曲线可以充分利用钢的高温蠕变变形进行矫直,蠕变变形量占总矫直变形量的比例达到88.6%,因此可降低铸坯内部矫直裂纹产生的可能性,有利于提高铸坯质量。     

单辊轻压下对高碳钢SWRH72B 180mm×180mm铸坯内部质量的影响

试验研究了单辊轻压下量(6~20 mm)和压下位置(1~#~6~#辊)对高碳钢SWRH72B(/%:0.71C,0.22Si,0.64Mn,0.010P,0.006S)180 mm×180 mm铸坯中心碳偏析和低倍组织的影响。结果表明,在固相率fs为0.45~0.63时,施加单辊轻压下有利于降低连铸坯的中心碳偏析,当固相率fs大于0.82时,无法消除缩孔和降低中心碳偏析;在压下量6~20mm,随着压下量的增加中心碳偏析度从1.15降低至1.04,在压下量大于15mm后铸坏容易出现裂纹;超弱冷(比水量0.40L/kg)较弱冷(比水量0.65L/kg)更有利于控制中心碳偏析;综合分析得出,SWRH72B钢180mm×180mm铸坯在拉速1.3m/min,结晶器搅拌300 A、5Hz,比水量0.40 L/kg时,5~#辊单辊轻压下的压下量15mm铸坯中心碳偏析和低倍组织最佳。     

GCr15轴承钢方坯连铸轻压下工艺优化与实践

为提高GCr15轴承钢连铸坯均质化水平,改善内部裂纹、缩孔等缺陷,通过实物计算坯壳厚度生长比例、钢种热属性测试,设计浇注过程大压下和联合轻压下试验,监控浇注过程铸坯表面温度和拉矫机工作状态等方法,优化轻压下工艺。结果表明,连铸轻压下合理的起始位置R为42%～45%,为获得更优低倍质量,200 mm×200 mm、240 mm×240 mm、300 mm×340 mm三种规格连铸轻压下起始位置较原工艺后置1～3 m;以200 mm×200 mm GCr15为例,增加铸坯压下量,由1.25 mm/m提高到2.5 mm/m,可减轻铸坯轻压下裂纹,显著改善铸坯Y-Z纵向低倍成分和组织均匀性,轧材中心碳偏指数普遍达到0.97～1.03,实现了既不产生明显轻压下裂纹、又能改善中心偏析和V型偏析缺陷的目标。     

减少A36含硼钢板坯角部横裂纹的工艺实践

A36含硼钢(/%:0.16～0.20C、0.10～0.25Si、0.20～0.40Mn、≤0.030P、≤0.015S、0.010～0.030Al、0.015～0.025Ti、0.001 0～0.001 8B)1 550 mm×230 mm板坯的生产流程为铁水预处理-210 t BOF-钢包吹氩-LF-连铸工艺。通过控制[C]≥0.16%,结晶器保护渣碱度由1.23提高到1.27,粘度由0.165 Pa·s降至0.123 Pa·s,在拉速1.0 m/min时负滑动时间由0.22 s降至0.15 s,降低结晶器和矫直段铸坯边部的冷却水量,控制铸机对弧精度和辊缝精度,铸坯表面未发现明显的横裂纹,铸坯的修磨量由0.18%降至0.03%。     

Q235B 薄板坯高温塑性的研究

根据Gleeble1500热/应变模拟试验机测试的CSP薄板坯连铸工艺生产的成分(%)为0.16~0.20C,0.020~0.060Al_t Q235B钢的70 mm ×1 500 mm薄板坯600~1400℃热塑性曲线,得出连铸坯第Ⅲ脆性区为700~900℃,如在此温度范围矫直,铸坯易产生裂纹。通过扫描电镜分析断口形貌和电子探针的成分分析,得出形变诱导铁素体呈网状析出和奥氏体在低温区域析出氮化物(AlN)导致铸坯脆化。