薄板坯连铸液芯压下技术

介绍薄板坯连铸芯压下技术原理,压下厚度的确定方法及不同压下技术的特点。认为液芯压下厚度必须小于铸坯产生内部裂纹的最大压下量,压下后的叠加应变低于产生裂纹的临界应变。压下位置和压下量通过液芯计算、钢种与操作参数确定。     

大方坯轻压下过程有限元法模拟研究

应用MSC.Marc有限元软件对不同压下量和不同坯壳厚度时的轻压下过程应力应变进行了模拟研究.研究结果说明轻压下在坯壳厚度较厚、压下量较小时铸坯所承受的应力与产生的应变较小,结合不同拉速条件下的铸坯进行了凝固模拟研究结果,分析不同压下工艺条件下铸坯的变形规律,得到了合理的压下位置与压下量.研究结果为优化轻压下工艺提供了参考,还可以优化铸坯压下的变形分布,提高铸坯的内部质量.     

动态轻压下技术在板坯连铸机上的应用实践

轻压下可显著改善铸坯中心偏析与缩孔、疏松缺陷。以某公司新改建投产的板坯连铸机为对象，针对其二冷传热、理论压下量与压下效率开展了理论计算研究，并在此基础上开展了现场试验。结果表明：拉速对铸坯表面温度、压下区间和理论压下量无显著影响，但拉速增加0.1 m/min,两相区增长0.75 m,结晶器出口坯壳厚度减薄约0.5 mm;铸坯中心固相率f_s由0.3增加至0.9时，Q345压下效率由35%近似线性降低至6.7%。现场试验表明，对200 mm厚度的Q345钢采用6.0 mm压下量时，可更显著的改善其中心偏析与缩孔疏松缺陷，且未引发压下裂纹。     

基于Q235B钢铸坯的动态轻压应用研究

为提高Q235B内部质量,建立铸坯凝固传热模型和动态轻压下模型,利用MSC.Marc有限元软件进行单元网格划分并进行离散求解。结果表明,在拉速由1.4 m/min依次升到1.6 m/min时,出铸机口的热收缩值依次减小0.12 mm和0.14 mm;压下区间随拉速增大而增大但总压下量变化不大;同一固相率fs下,压下效率随着压下量的增加而增加。经钢厂实践,动态轻压下参数优化后铸坯的顶锻合格率达到99.41%、低倍合格率为99.75%,有效改善了铸坯的质量。     

20CrMnTi连铸大方坯凝固规律的模拟计算

利用ANSYS软件建立了结晶器内钢水凝固传热及弹塑性应力分析有限元模拟模型。模拟计算出20CrMnTi大方坯在不同拉速和过热度下铸坯在结晶器内的凝固情况,并讨论了对铸坯质量的影响。结果表明：在相同的过热度下增加拉速或相同的拉速下增加过热度,铸坯的表面温度升高,坯壳厚度减小,沿结晶器高度方向上的收缩量减小,增大了出现中心疏松、中心偏析和缩孔的趋势。为较好地控制铸坯质量,在生产中过热度稳定在10～25 ℃,相应的拉速稳定在0.75 ～0.85 m/min。     

重轨钢连铸大方坯凝固末端压下过程的数值模拟

针对重轨钢连铸坯在不同压下量条件下的热/力学行为,利用有限元仿真技术建立三维热力学耦合模型,对方坯在连铸过程和压下过程中的内部缩孔变形行为、铸坯应变分布现象、铸坯的变形行为以及拉矫机所需要的压坯力展开深入研究。结果表明,增大压下量可以将更多的变形量传递至铸坯中心、更好地闭合中心缩孔,但同时所需要的拉矫机压坯能力也更大。应综合考虑生产需求和生产能力,选择最合适的压下工艺,这为方坯的压下工艺制定提供理论和数据支撑。     

大方坯轴承钢GCr15凝固传热数值模拟

以某钢厂断面尺寸为280 mm×320 mm大方坯轴承钢GCr15为研究对象,借助ProCAST软件,建立了二维大方坯凝固传热模型,研究了拉速、比水量、过热度等工艺参数对铸坯凝固过程的影响,同时通过对铸坯中心固相率的研究,确定了与末端电磁搅拌位置、轻压下区间相匹配的最优拉速。结果表明,拉速的变化对铸坯中心固相率、凝固终点位置的影响最大,比水量的影响较大,过热度的影响最小;拉速每增加0.1 m/min,凝固终点平均增加1.97 m,二冷比水量每增加0.1 L/Kg,凝固终点平均减小0.82 m,过热度每增加10 ℃,凝固终点平均增加0.27 m。最佳拉速为0.85 m/min,此拉速下末端电磁搅拌位置和轻压下区间与铸坯合理的中心固相率相匹配。     

82B小方坯凝固组织和偏析预测模型开发及应用

基于国内某厂82B小方坯连铸生产过程,使用ProCAST软件建立82B小方坯铸坯横断面宏观偏析模型,从温度场、坯壳厚度和凝固组织3个方面验证该模型的正确性,通过该模型研究连铸参数(拉速、比水量和过热度)对铸坯横断面宏观偏析的影响。模拟结果表明,82B连铸坯中心偏析随拉速和过热度的增加而增大,而比水量对中心偏析的影响较小。减轻铸坯中心偏析的关键在于控制铸坯拉速和过热度,因此为了保证铸坯中心碳偏析不高于1.10,应控制铸坯拉速低于2.64 m/min,过热度不高于10℃。     

轻压下对高碳钢小方坯内部质量的影响

为了考察轻压下工艺对高碳钢小方坯内部质量的影响,以高碳钢SWRH72B小方坯为研究对象进行了轻压下工业试验研究。结果表明,当固相率fs大于0.82时,无法消除缩孔和中心碳偏析;多辊压下较单辊轻压下更有利于铸坯内部质量的提升;采用4号辊压下量5 mm,5号辊压下量10 mm,6号辊压下量5 mm的多辊压下可防止压下裂纹出现,同时也能够将铸坯中心的碳偏析平均值稳定控制在1.04;超弱冷(比水量0.40 L/kg)较弱冷(比水量0.65 L/kg)更有利于控制中心碳偏析。     

大圆坯连铸轻压下有限元分析

基于某钢厂的铸机条件,建立了大圆坯连铸轻压下的有限元模型,得到了不同压下量下铸坯变形规律。结果表明:(1)?800 mm在固相率0.35时,单辊压下量需大于10 mm,压下效果才能传递至铸坯芯部。(2)根据连铸机的设计标准,当铸坯表面应变值超过0.015时,铸坯表面极容易产生裂纹,即单辊的最大压下量不应超过8 mm。所以常规方式生产的圆坯不适合于实施轻压下工艺。通过调整工艺手段或者增加设备使圆坯便于轻压下,需在后续工作中进行研究。     

动态轻压下技术在大方坯连铸机上的应用研究

针对代表性钢种45钢进行动态轻压下冶金效果试验,根据连铸机实际生产情况,设定3种拉速,分别实施3个不同压下量进行试验,对压下坯样和对比样做热酸低倍、偏析等对比分析,试验统计结果表明:目前的动态轻压下与动态二冷工艺对45钢是适用的。拉速0.83m/min,压下量4.5mm为当前断面条件下中碳钢实施轻压下的最佳参数。     

过热度对HRB400凝固传热的数值模拟研究

以首钢水城钢铁典型钢种的连铸凝固传热过程为研究对象,应用Procast软件对HRB400,150方坯连铸的凝固传热过程进行数值模拟,研究钢水过热度对铸坯液芯长度和铸坯凝固质量的影响。研究表明：过热度每增加10 ℃,液芯长度延长0.404 m。随着过热度的增加,拉矫区高温区域不断增大,铸坯表面裂纹减少,但中心疏松和偏析增加;HRB400钢液浇注温度应控制在1 552 ℃以下,既可以保证铸坯内部质量又可以减少表面裂纹的发生。     

迁钢板坯连铸高碳钢的生产技术

主要介绍了迁钢板坯连铸高碳钢开发实践,结合迁钢工艺和装备特点叙述了高碳钢生产过程中的工艺技术控制要点。通过控制连铸拉速0.9～1.1 m/min,低过热度控制,合适性能的结晶器保护渣,二冷配水优化,高碳钢铸坯表面裂纹和角裂得到了明显的改善。同时对铸坯偏析进行了研究,采用较大压下量、合理二冷制度,获得了内部质量较好的铸坯。     

GCr15轴承钢大方坯连铸过程凝固传热数值模拟

以某钢厂生产的GCr15轴承钢为研究对象,建立了GCr15轴承钢大方坯的凝固传热数学模型,结合现场的测温实验数据验证了模型的可靠性。研究了拉速的变化对坯壳厚度、铸坯横截面上各特征点温度的影响。结果表明,拉速每提高0.1 m/min,铸坯中心液相线温度(1 460℃)与固相线温度(1 325℃)所在位置分别向后推迟了1.1 m与4.1 m。在铸坯凝固初期与凝固末期,坯壳生长速度较快。原因是在结晶器内的冷却强度较大,冷却速率较大,促使铸坯的凝固速率较高;在凝固末期,钢液的过冷度较大,同时铸坯中心部位以等轴晶的形式凝固,促使凝固末期的坯壳厚度增长较快。     

宝钢新建的特殊钢板坯连铸机

上海宝钢集团浦东钢铁公司冶金厂新建单流板坯连铸机在2010年10月20日成功完成了第一次连浇,共浇铸2炉中碳钢,总浇钢量约为330 t,平均拉坯速度为1.1 m/min,共浇铸12块板坯。铸坯名义宽度为1 700 mm,厚度为245.4 mm。该厂两天后又进行了一次5炉连浇,浇铸钢种为中碳钢(钢水总量约为820 t),铸机平均拉速为0.9 m/min,共浇铸20块板坯。铸坯名义宽度为2 100 mm,厚度为245.4 mm。该项目的目标是新建一台年生产能力为152.5万t合格坯的板坯连铸机。除普碳钢和微合金钢以外,生产钢种还包括高Ni、高Cr和高Mo特殊钢、最大碳含     

连铸工艺参数对板坯凝固终点的影响

以Q235钢为试验对象,利用射钉法在铸坯1/4位置处测量出230 mm×1 510 mm断面在1.05 m/min拉速下的坯壳厚度,以此为基础,优化凝固计算模型,确定液相穴长度及凝固终点,并验证了铸机预报结果;通过计算结果分析连铸拉速、浇铸过热度及二冷比水量等工艺参数对连铸板坯的凝固终点位置的影响,得到了液芯长度与拉速、比水量等工艺参数之间的拟合关系,从而获得铸坯的凝固规律,为铸坯凝固末端轻压下及电磁搅拌技术的应用提供了有效的依据。     

320 mm×410 mm断面重轨钢连铸坯宏观偏析控制关键技术

针对320 mm×410 mm断面生产重轨钢宏观偏析较大的问题,在分析该断面生产重轨钢宏观偏析控制工艺难点的基础上,开展了电磁搅拌电流强度对比试验、重压下压下总量对比试验以及过热度与拉速匹配对比试验,获得了该断面生产重轨钢宏观偏析控制的最佳连铸工艺参数。试验结果表明,结晶器电搅电流强度600 A、2.4 Hz,凝固末端电搅电流强度330 A、7 Hz,重压下总压下量19～22 mm,过热度控制20～35 ℃、拉速控制0.70～0.72 m/min,生产的重轨钢连铸坯中心等轴晶率平均为41.2%,连铸坯中心偏析≤0.5级的比例达到85%,断面碳偏析指数控制在0.95～1.07,连铸坯质量较好,生产的钢轨质量满足标准要求,形成了320 mm×410 mm大方坯连铸重轨钢宏观偏析控制关键技术。     

连续铸钢二次冷却制度的计算方法

连续铸钢中获得的经验及铸坯凝固方面的理论计算,对以确保铸坯质量的二次冷却度制提出了以下基本要求: (1)铸坯在整个结晶过程中,其表面温度应持续下降,在任何区域均不应发生表面回温现象以最大限度的降低铸坯的内应力; (2)铸坯在每段长度上的周边表面温度一样; (3)铸坯表面温度沿长度方向平缓下降,温降速度取决于钢种和拉坯速度,凝固终了时降至800℃(对于某些钢种还要高些); (4)在铸坯出结晶器进入二次冷却区的过程中,导热速度的变化无剧烈波动;     

CSP连铸坯二冷凝固过程的研究

应用有限元仿真软件MSC.Marc,采用二维切片法,以邯钢CSP薄板坯连铸生产线为研究对象,分析铸坯在二冷区的凝固传热规律.结果表明,在二次冷却区,拉速增大0.1 m/min,铸坯表面温度将升高10 ℃左右,出结晶器坯壳厚度减少约0.26 mm,液相穴长度延长约0.16 m;过热度增大10 ℃,铸坯表面温度提高15 ℃左右,出结晶器口铸坯的厚度减薄0.65 mm,液相穴长度延长约0.2 m;冷却强度增大10%,铸坯表面温度降低,第四冷却段最明显,约40 ℃左右,液相穴长度减少约0.27 m,结晶器出口铸坯的坯壳厚度基本没有发生变化.     

OSP连铸坯二冷凝固过程的研究

应用有限元仿真软件MSC．Marc,采用二维切片法,以邯钢CSP薄板坯连铸生产线为研究对象,分析铸坯在二冷区的凝固传热规律。结果表明,在二次冷却区,拉速增大0．1m／min,铸坯表面温度将升高10℃左右,出结晶器坯壳厚度减少约0．26mm,液相穴长度延长约0．16m;过热度增大10℃,铸坯表面温度提高15℃左右,出结晶器口铸坯的厚度减薄0．65mm,液相穴长度延长约0．2m;冷却强度增大10％,铸坯表面温度降低,第四冷却段最明显,约40℃左右,液相穴长度减少约0．27m,结晶器出口铸坯的坯壳厚度基本没有发生变化。