过热度对高碳钢小方坯宏观偏析影响研究

摘要：基于国内某厂高碳钢小方坯连铸生产过程,首先利用ProCAST软件进行过热度对连铸坯宏观偏析影响的模拟研究,然后对过热度分别为44、39和28℃的连铸坯横断面和纵截面进行宏观偏析和疏松缩孔的研究。模拟结果表明:连铸坯横断面中心碳偏析随着过热度的增加不断增大,过热度超过25℃时,连铸坯横断面中心碳偏析度更加严重;试验结果表明,过热度分别为44、39和28℃ 的连铸坯横断面中心碳最大偏析度分别为1.39、1.32和1.06。结合模拟结果能够有效指导实际生产过程中连铸参数的调整,过热度越高,连铸坯中心碳偏析、条带状疏松缩孔越严重,为了降低连铸坯宏观偏析,建议将过热度控制在25~30℃。     

高碳钢小方坯宏观偏析规律研究

通过长时间的跟随对比试验,发现SWRH82B高碳钢小方坯横截面厚度方向上至少存在三个不同的宏观偏析区域,三个区域是随着连铸进程分别在不同的凝固条件下依次形成的,并存在一定的内在联系。笔者简述了其各自的成因,提出了现有连铸条件下相应的控制方向以指导生产实践。     

改善高碳钢小方坯碳偏析工艺研究

轻压下是改进高碳钢小方坯碳偏析的有效方法。利用小方坯铸机现有拉矫辊进行轻压下工艺研究,通过力学计算对拉矫机压下力进行分析,并建立小方坯连铸凝固传热模型研究不同工艺条件下的铸坯固相率分布,研究小方坯连铸轻压下的可行性。为了达到良好的轻压下效果,并将现有铸机的拉矫辊由凹面改为平面。通过凝固计算和压下试验研究,开发出适用于当前小方坯高碳钢连铸的最佳轻压下工艺参数,结果表明小方坯高碳钢采用轻压下工艺后内部质量得到提升,碳偏析指数可降低到1.1以下。     

降低高碳钢连铸小方坯中心偏析的研究

通过建立连铸小方坯凝同传热的数学模型，对实际生产中的小方坯凝固状况进行了模拟，发现原配水条件下铸坯表面温度波动大，并针对生产中连铸坯中心碳偏析较大的问题，对二冷水进行了优化。优化配水后的工业试验结果表明，通过凝固模型计算优化后的二冷配水可以降低中心碳偏析，提高连铸坯低倍质量。     

连铸工艺参数对高碳钢小方坯中心碳偏析的影响

采用多元线性回归方法分析了在给定结晶器电磁搅拌条件下(230～245A),碳含量0.58%～0.83%,二冷比水量0.82～2.86L/kg,拉速1.90～3.0m/min,过热度17～60℃范围内,各参数对140mm×140mm和150mm×150mm小方坯中心碳偏析的影响,并采用BP神经网络进行预测计算。多元回归分析结果表明,影响中心碳偏析的显著因素是钢中碳含量,其次是连铸拉速和二冷比水量;随钢中碳含量、拉速和过热度增加,铸坯中心碳偏析增大,随二冷比水量增加,中心碳偏析减小。     

高碳钢连铸小方坯缩孔及中心偏析的研究

本文研究了钢水过热度，拉速，二冷水量，电磁搅拌等连铸工艺参数对高碳钢小方坯缩孔的影响。试验研究了铸坯凝固末端喷水强冷对减轻中心偏析的作用。并采用人工神经网络方法对铸坯缩孔级别进行了预测。     

高碳钢小方坯连铸参数优化及铸坯中心偏析控制

研究了小方坯连铸采用结晶器电磁搅拌和凝固末端电磁搅拌生产SWRH82B时,拉速、二冷比水量、末端电磁搅拌电流强度及频率对铸坯中心元素偏析的影响.结果表明:C、Mn、Cr相比,C的中心偏析最严重,Mn,Cr也有明显的中心偏析.随末端电磁搅拌电流强度的增加,V型偏析被打散,铸坯中心C偏析先减轻后加重,电流350 A时C偏析...     

82B高碳钢小方坯中磷的偏析行为

研究了拉速(2.8～3.0 m/min)、二冷比水量(0.83～1.8 L/kg)和末端电磁搅拌(0～400 A,6 Hz)对82B钢(/%:0.79～0.81 C、0.21～0.24Si、0.81～0.83Mn、0.012～0.016P、0.005～0.008S、0.25～0.30Cr)130 mm×130mm铸坯断面P偏析的影响结果表明,磷在铸坯中的最大偏析点不在凝固中心,而是在柱状晶与等轴晶交界处;随着二冷比水量的增大、拉速的降低及末端电磁搅拌强度的增大,P元素的最大偏析率有明显降低。     

高碳钢铸坯偏析的研究

选择连铸各种工艺参数组合，跟踪高碳钢铸坯质量，研究其偏析情况，确定最佳工艺参数，最大限度减轻偏析，提高产品质量。     

过热度对GCr15SiMn轴承钢钢锭宏观偏析的影响

针对GCr15SiMn钢锭易出现宏观偏析凝固缺陷的问题,研究了过热度对GCr15SiMn钢锭宏观偏析的影响规律,使用真空感应炉冶炼1 kg的GCr15SiMn钢锭,通过酸侵试验与OPA技术分别测定了钢锭的凝固组织与宏观偏析,并结合ProCAST软件分析了钢液流动的规律。结果表明,高过热度(70 ℃)时,中心下部出现一定程度的负偏析,中心上部形成了较严重的正偏析同时伴随疏松;中过热度(50 ℃)时,疏松范围较小,碳元素分布较均匀;低过热度(20 ℃)与极低过热度(-20 ℃)时,疏松范围扩大,凝固初期是严重负偏析,凝固末期是严重正偏析。过热度影响偏析的机理为,高过热度时,凝固过程热对流较强,溶质上浮,钢锭上部的正偏析严重;当过热度过低时,初期凝固大量形核并保留在钢锭底部,在底部形成严重的负偏析。     

小方坯碳偏析模拟研究

基于Fluent建立了150 mm×150 mm结晶器的三维模型,模拟计算了结晶器内流场、温度场及溶质分布的变化,并对二冷区宏观偏析进行了模拟.结果发现,结晶器角部传热方式为二维传热,与表面一维传热相比凝固速度较快.结晶器角部钢液存在回流,同时弯月面处钢液也存在小的回流.受回流及凝固的影响,碳元素在结晶器内会重新分配,上部表现为正偏析、回流通道表现为负偏析.并且发现,由于固液相扩散系数的不同,直到凝固终点,铸坯冷却过程中都会存在环形负偏析.      

高强度二冷对高碳钢小方坯凝固组织和中心碳偏析的影响

试验了250A/5Hz电磁搅拌连铸150 mm×150 mm方坯时二冷比水量对0．64％-0．82％C钢铸坯冷却速度、凝固组织和中心碳偏析的影响。结果表明,当二冷比水量由0．83 L/kg增加至1．55 L/kg时,距铸坯边缘46 mm处的一次枝晶臂间距由380μm降至300μm,平均中心碳偏析指数由1．15降至1．10,同时等轴晶比例由45％降至40％,二次强冷工艺适合于小方坯连铸。     

小方坯连铸20CrMnTiH齿轮钢宏观偏析控制

针对小方坯连铸齿轮钢偏析严重的问题,采用化学元素分析以及原位分析仪分析了断面碳元素的分布情况,通过低过热度、拉速、电磁搅拌以及二冷水试验,确定了最佳连铸工艺参数。工业应用试验表明,过热度采用20℃±5℃,拉速采用1.30 m/min,结晶器电磁搅拌和凝固末端电磁搅拌的电流强度分别采用250 A和50 A,二冷水比水量采用0.41L/kg有利于偏析控制,铸坯断面碳偏析指数控制在0.94～1.05,棒材断面硬度(HV)控制在±10以内。     

小方坯齿轮钢连铸过程中的宏观偏析模拟

基于国内某厂齿轮钢小方坯连铸生产过程,利用ProCAST软件建立移动切片模型,能够高效模拟连铸过程中的宏观偏析,模型分别模拟研究了不同过热度、二冷水量和拉坯速度等对宏观偏析的影响。模拟结果与碳偏析检测结果吻合良好,验证了移动切片模型模拟连铸坯宏观偏析的准确性。由于溶质浮力的影响,内弧侧的宏观偏析强于外弧侧。随着过热度的增加,铸坯中心碳偏析度从1.06增加至1.15。过热度控制在25 ℃范围内,可以保证铸坯的宏观碳偏析度控制在1.10范围内。随着连铸二冷水量的增加,铸坯中心偏析改善程度较小,铸坯中心碳偏析度从1.16降低至1.13。随着拉坯速度的增加,铸坯中心偏析呈现加重的趋势,铸坯中心碳偏析度由1.14增加至1.21,拉坯速度控制在1.4 m·min–1范围内,可保证铸坯中心碳偏析度低于1.15。      

高碳钢连铸坯碳偏析控制技术

根据降低高碳钢连铸坯碳偏析的理论依据,结合宣钢生产设备的实际情况,有针对性的制定了降低高碳钢连铸坯碳偏析的各项措施.措施实施后,高碳钢生产的各项指标均得到显著提高,生产高碳硬线时,连铸机恒拉速率由之前的86％提升至95％,高碳钢碳偏析指数从最初的1.12,下降至目前的1.06,每月产量达5万t.     

连铸过热度和电磁搅拌对铁路车轴坯碳偏析的影响

通过分析连铸不同过热度和结晶器电磁搅拌方式对铁路车轴坯碳偏析的对比分析,确定了过热度的控制范围和结晶器电磁搅拌方式.     

软压下对高碳钢小方坯内部质量的影响

中心偏析是造成拉拔高碳线材过程中杯状断口的主要原因,因此,生产中心偏析很低的连铸坯是一个重要目标。软压下技术被认为是一种能使中心偏析减至最少的有效方法。为了澄清软压下对改善高碳钢小方坯内部质量的有效性,在一实验室浇注机上,在钢坯芯部固体部分尚在变化时施加软压下。用商业软件 ABAQUS 开发了一种温度/位移相结合的有限元模型计算钢坯芯部的固体部分。通过采用软压下,尤其是当固体部分约为0.9时,中心偏析、中心疏松、成分均匀性及等轴晶区都得到明显改善。     

工艺参数对高碳钢小方坯中心缺陷的影响

系统地研究了首钢三炼钢4号铸机拉速和比水量对优质高碳钢小方坯中心缺陷的影响。首先在典型工况下分别调整了拉速和比水量,将拉速2．6m／min降低到了2．0m／min,铸坯的中心偏析、疏松得到了改善,同时中心缩孔在一定程度上有所恶化,因此将拉速优化为2．2m／min。随着比水量的降低(1．0～0．7)L／kg,中心偏析先恶化,然后改善,中心疏松和中心缩孔均得到了改善,因此将比水量控制在0．7L／kg。最后将拉速和比水量进行了优化匹配。结果表明对于首钢三炼钢4号铸机将拉速控制在2．2m／min、冷却强度控制在0．8L／kg有益于优质高碳钢小方坯中心缺陷的改善。     

小方坯连铸电磁搅拌工艺技术对高碳钢铸坯质量的影响

介绍了电磁搅拌技术在小方坯铸机上的应用效果,通过调整结晶器电磁搅拌和未端电磁搅拌电流强度,研究其对小方坯低倍组织、中心疏松、中间裂纹和中心偏析等的影响,从而优化电磁搅拌工艺参数。实践结果表明,根据铸机条件应用电磁搅拌技术,有利于改善连铸坯的凝固组织,提高等轴晶率,减小中心偏析,从而改善铸坯内部质量。