含铌微合金钢连铸坯角部裂纹控制二冷新工艺

基于唐钢中厚板厂含铌钢板坯连铸生产实际,采用数值模拟方法研究了Q345B- Nb含铌钢板坯连铸过程实施铸坯角部二冷高温区角部组织多相变晶粒细化控冷工艺的可行性。结果表明,通过在结晶器窄面足辊下方增加6组针对铸坯角部强喷淋冷却的喷嘴结构,可使铸坯角部温度下降至约600 ℃,而后减少立弯段中下部3区与4区冷却水量,可使铸坯角部温度回升至900 ℃以上,满足铸坯角部多相变温度控制条件。在此基础上,将新控冷工艺应用于现场实际,实施铸坯二冷高温区多相变控冷新工艺后,铸坯角部距表面0~20 mm范围内的组织均可由传统工艺下“奥氏体＋先共析铁素体膜”结构转变成“铁素体＋珠光体”结构,且晶粒细化至不大于20 μm,铸坯抗裂纹能力大幅提高,含铌钢连铸坯角部裂纹率由原工艺的5.89%稳定控制在小于0.1%水平。     

铌钒钛微合金钢连铸坯表面裂纹

采用多种分析手段,对武钢大生产中的几种铌钒钛微合金钢连铸坯表面裂纹的形成原因及影响因素进行了深入研究。并根据研究结果在生产中采取相应对策,使连铸坯表面质量得到改善。同时还在铸坯试样上预制不同深度的表面裂纹,通过模拟轧制试验,探讨了连铸坯表面裂纹对中厚板表面质量的影响。     

微合金钢连铸坯横裂纹研究现状

表面横裂纹一直困扰着连铸坯质量,由于其影响因素众多,迄今为止并没有得到很好的解决。国内外研究均围绕着连铸过程中横裂纹发生的2个主要特征(温度特征、组织特征)来寻求解决横裂纹问题的思路。首先概述了影响表面横裂纹发生的内因和外因,然后归纳了国内外铸坯横裂纹的控制措施,最后提出了在未来铸坯横裂纹研究中值得进一步深入探讨的问题和方向。     

微合金钢连铸坯表面裂纹敏感性预测模型

为了从凝固及相变特性角度解决微合金钢连铸坯表面裂纹问题,建立了与合金化相关联的初始凝固包晶反应度模型、奥氏体晶粒长大模型、铁素体转变量模型以及碳氮化物的析出模型。结合铸坯实际冷却条件,进一步建立了包晶反应度预测、初生奥氏体晶粒长大、铁素体转变、析出相析出等对铸坯表面裂纹敏感性的预测模型。针对某J55钢连铸板坯,奥氏体晶粒尺寸超过1 mm、铁素体析出量为10%、二次相析出量增加时,横裂纹敏感性最大。表面裂纹敏感性预测模型有助于实现基于成分微调和组织调控的微合金钢连铸、热装等生产过程表面裂纹控制技术。     

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。     

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。     

亚包晶微合金钢连铸板坯角部横裂纹研究进展

亚包晶微合金钢由于具有较强的裂纹敏感性,在生产中角部横裂纹缺陷频发,为了揭示亚包晶微合金钢角部横裂纹形成原因,从产生机理及生产条件出发,综述了亚包晶微合金钢连铸坯角部横裂纹的影响因素及相应的控制措施,得出铸坯角部横裂纹的内因在于钢中化学成分及凝固组织演变特点,外因是实际生产过程中的结晶器参数、二冷参数及设备条件等。未来控制角部横裂纹技术的发展方向主要在倒角结晶器的优化以及铸坯角部控冷双相变技术的精确控制及理论完善上。     

微合金化钢连铸坯角部横裂纹形成机制

为研究微合金钢连铸坯角部横裂纹缺陷形成机制问题,从理论上研究了连铸过程第二相粒子的析出行为,并在板坯连铸生产中进行"卧坯"试验。研究结果表明:X65管线钢中碳氮化钛、碳氮化铌、氮化铝的开始析出温度分别为1 508、1 123、1 165℃,析出峰值温度分别为1 360、870和840℃;"卧坯"试验发现结晶器内及垂直段无裂纹,在距弯月面3 270mm处,即对应于弯曲开始后710mm开始出现多处外弧横裂纹,而弧形段内无内弧裂纹,在弯曲段铸坯角部温度处于钢的第Ⅲ脆性区,同时外弧受拉应力,这是造成外弧角横裂产生的主要原因。     

微合金钢连铸坯角部横裂改善实践

通过对太钢炼钢二厂南区1#连铸机生产的连铸坯进行表面刨光并经PT检验后,直观地发现并检测出连铸坯角部横裂这种质量缺陷。在设备等其它条件不能改变的条件下,通过对微合金钢个别元素质量分数进行调整,有效地减少了该钢种连铸坯角部横裂现象,使1#连铸机生产的微合金钢废品率控制在0.03%以下,成材率提高了约0.3个百分点。     

铌钛微合金钢铸坯晶界铁素体形貌与晶界裂纹

为了研究铌钛微合金钢铸坯表面横裂纹产生的原因,采用金相观察、扫描电镜观察和电子背散射衍射(EBSD)等研究方法,对比分析铌钛微合金钢连铸坯和实验室铸锭的晶界铁素体微观组织特征。结果发现了两类晶界铁素体,一类是晶界一侧呈线性清晰另一侧曲折不清晰类型(称之为晶界一侧清晰型,GF-I型);第二类是晶界两侧均为曲折不清晰类型(称之为晶界两侧不清晰型GF-II型),在晶界铁素体中均观察到了呈链状线性分布的微孔洞。在GF-I型晶界铁素体中,微孔洞沿晶界清晰一侧呈链状一列分布;在GF-II晶界铁素体中,微孔洞呈链状分布在晶界铁素体中间部位。晶界铌钛微合金粒子的析出促进了晶界铁素体的形核,是导致晶界铁素体中的链状微孔洞形成的重要因素。由于铌钛微合金粒子沿着原奥氏体晶界析出钉扎了原奥氏体晶界,同时也钉扎了晶界铁素体的清晰一侧晶界,改变了晶界铁素体的生长方向,使GF-I型的生长方向向着曲折一侧或沿着原奥氏体晶界生长。对于GF-II型铁素体,由于析出粒子的钉扎作用,奥氏体晶界没有发生移动,铁素体是向两侧奥氏体内长大机制。晶界微孔洞是连铸坯表面横裂纹产生和扩展的原因。     

硼微合金化钢连铸坯角部裂纹控制

采用SEM对铸坯典型裂纹及金相组织进行了观察与能谱分析,发现硼微合金化钢裂纹敏感性高是由于BN的沿晶析出;采用Gleeble-3800热模拟试验机对3个加硼钢种高温力学性能进行了测试,并结合生产过程中连铸坯表面测温的结果,得出裂纹产生的外部因素是铸坯振痕过深以及低塑性温度区间弯曲矫直。根据试验研究及分析,对硼微合金化钢种采用先加铝脱氧后加钛固氮的成分优化,并采用优化振动参数为辅助手段。最终成功的将硼微合金化钢种的板材裂纹率从10%以上控制在1%以内。     

连铸坯角部裂纹控制技术研究

从结晶器振动工艺选择、钢种化学成分、钢中w(Mn)/w(S)等几个方面分析了其对角部裂纹的影响,发现振痕越深对裂纹的影响越严重,结晶器保护渣物理特性与振动参数匹配才能避免裂纹的产生;钢中较高的N、AlS、Nb容易在晶界形成析出相,成为应力集中源,在后续的弯曲﹑矫直过程中受外力作用形成裂纹;钢中w(Mn)/w(S)≥20时,形成熔点更高的MnS(熔点1 600℃),减少低熔点Fe S的形成,可大大改善裂纹情况;倒角结晶器应用在低碳、中碳、低合金类别钢种较适合,但在翘皮频发的SS400和X52钢种进行应用时,出现了大量的角部纵向裂纹,不建议使用。     

微合金钢板坯角部横裂纹成因分析及控制

描述了连铸板坯角部横裂纹的形貌特点和产生原因,并从钢种成分及板坯连铸生产工艺和设备出发,分析了钢种成分、生产工艺和设备精度因素对角部横裂纹的影响,进而提出了减轻角部横裂纹的措施。     

微合金钢连铸坯角横裂的研究进展

针对微合金钢连铸生产过程中铸坯出现的角部横裂纹缺陷,从其产生原因、影响因素及解决方法等方面进行阐述。介绍了角横裂产生于结晶器内,并进一步扩展于二冷区。分析了连铸过程中的应力、热塑性、结晶器锥度和二次冷却模式等因素对微合金钢连铸坯角横裂的影响。总结了目前解决角横裂的几种方法。重点介绍了连铸微合金钢的脆化机制、微观组织和微合金元素对连铸坯热塑性的影响。最后对微合金钢连铸坯角横裂新的解决方法进行了展望。     

微合金钢连铸坯角横裂产生原因

<正>在连铸过程中,钢液由盛钢桶经中间包连续不断地注入一个或一组水冷铜制结晶器。注入结晶器的钢液受到强烈冷却后,迅速形成一定形状和坯壳厚度的铸坯。同时结晶器振动引起弯月面钢水周期性流动,使坯壳发生折叠,形成振痕。横裂一般产生于结晶器内,与振痕共生。振痕能产生缺口效应,造成应力集中。振痕深时,振痕波谷     

连铸坯横裂纹浅析

主要分析了舞钢公司连铸板坯表面横裂纹产生的原因,制定相应的预防措施,减少了表面横裂纹的发生。     

微合金钢铸坯表面横裂纹控制实践

针对承钢炼钢系统生产微合金钢铸坯产生表面横裂纹的现象,分析了裂纹的形成机理和影响因素,结合生产实际情况,通过采取一系列改进措施,大大减少了微合金钢铸坯表面裂纹的发生,取得了明显的效果。     

连铸坯角部裂纹缺陷的清理

对于连铸生产的含硼钢、包晶钢,角部及内外弧边部的裂纹一直困扰着板坯质量。通过对板坯角裂形态、清理方法、后部轧材反馈统计的分析,提出有效的清理措施(角裂的来源、危害、清理方法、轧材结果)     

连铸板坯角部横裂纹成因探析

针对连铸坯角部发生横裂纹问题,采用金相显微镜、扫描电镜、能谱仪及化学分析等,并结合现场生产工艺,查明了板坯振痕深度深以及结晶器冷却过强等是裂纹产生的原因。在此基础上,通过优化连铸保护渣、控制液面波动、适当降低结晶器冷却强度及调整结晶器振动参数等手段,有效地降低了连铸坯角部横裂纹的产生。     

宽厚板连铸坯角部表面横裂纹成因及改进措施

铸坯边角部表面横裂纹是比较常见的表面缺陷之一,对铸坯的生产和质量影响很大。结合南钢公司一炼钢厂3#板坯连铸机铸坯实际生产和实物质量,分析了铸坯在连铸机内的应力状态,筛选了影响板坯角部横裂纹的设备因素与工艺因素。通过改进设备和优化工艺,有效地控制了连铸坯边角部表面横裂纹的产生,轧制宽厚板边部裂纹缺陷改判率由3.39%逐步稳定至0.50%以下,效果明显。