Effects of continuous casting process parameters on carbon segregation degree of 38CrMoAl steel big round billet

The effects of continuous casting process parameters (superheat degree, casting speed and F- EMS) on the carbon segregation of round billet with diameter 600mm of 38CrMoAl steel were investigated by industrial experiments and numerical simulations. The results show that the equiaxed crystal rate and solidification structure both affect the carbon segregation. When the superheat is low, shrinkage tends to occur, and the shrinkage is often accompanied by severe segregation. When the superheat is high, the equiaxed grain ratio is lower, carbon segregation is also severer, so the superheat degree is controlled at 30??. With the increasing of casting speed?? it can obviously spur the growth of columnar crystals and formation of central pipe; both columnar crystals and central pipe are the major cause of segregation, so the suitable casting speed is 0. 19m/min. Final electromagnetic stirring has the effect of uniform liquid steel composition and temperature, which increases the density of solidification structure, and reduces the central shrinkage hole, thereby reducing carbon segregation, but the electromagnetic stirring effect is greatly affected by the installation position. Based on comprehensive consideration of the production and quality in practical production, the suitable process parameters are established: the optimal superheat is 30??, casting speed is 0. 28m/min, the combination of electromagnetic stirring is M- EMS+S- EMS+F- EMS, and the corresponding electromagnetic stirring parameters are M- EMS of 101A/2Hz??S- EMS of 200A/8Hz??F- ME of 900A/8Hz. Under the above process conditions, it will be more reasonable for the F- EMS installation position to move 0. 4-0. 5m toward the meniscus.     

连铸工艺参数对40Cr圆坯碳偏析的影响

为降低直径为900 mm的40Cr连铸圆坯的碳偏析,提高钢材的性能与产品质量,从优化圆坯连铸工艺参数角度出发,分析了过热度、拉速、二冷强度以及电磁搅拌对铸坯碳偏析的影响。结果表明,当过热度控制在25~35 ℃范围内,拉速为0.75~0.85 m/min,二冷比水量为0.30 L/kg时,有利于改善铸坯碳偏析情况。对结晶器电磁搅拌以及末端电磁搅拌的参数测试分析得出,当结晶器和末端电磁搅拌电流以及频率参数分别设为180 A/3 Hz以及400 A/8 Hz时,铸坯碳偏析情况明显改善。采用优化后的连铸工艺参数进行生产试验,对20炉次对应的棒材横截面碳偏析情况进行跟踪测试,结果显示,碳偏析指数极差由优化前的0.07%~0.08%下降到0.04%以下。     

圆方坯连铸机中间包与结晶器的钢水液位控制

为了改善连铸机铸坯质量,提高自动化生产作业率,中冶赛迪电气技术有限公司自主研发了基于滑动水口机构的圆方坯连铸机中间包与结晶器钢水液位控制系统。系统通过对滑板开度的调节,达到稳定中间包和结晶器钢水液位的目的。本文在介绍系统设备构成的基础上,分析了西门子S5系列PLC升级为S7系统后的软件控制原理。升级改造后,双闭环调节的结晶器液位控制精度与国外专业公司相当。目前国内连铸机特别是小方坯和和圆坯连铸机暂无自主研发的基于滑动水口机构的液位控制系统,本文中相关原理分析对国内同类连铸机滑动水口系统升级改造有借鉴意义。     

35号钢圆坯的原位统计分布分析

采用金属原位统计分布分析技术对直径为650 mm的35号钢连铸圆坯横截面不同径向区域进行研究,发现经过电磁搅拌工艺所得的铸坯存在明显的负偏析带,对应的低倍组织显示为白亮带。白亮带两侧的成分分布有明显的差别,同时圆坯中心仍存在较为明显的中心疏松和偏析,导致芯部区域的致密度明显小于其它区域。此外,研究发现夹杂铝和硫化物在圆坯中心发生了明显的富集。     

四流圆坯中间包的结构优化研究

为净化钢液,提高夹杂物在中间包内的上浮率,通过水模型实验,对4流中间包不同挡墙形式下包内流场及夹杂物去除情况进行了模拟研究.结果表明:现用挡墙控流下的中间包同一侧两流之间的流体流动特性存在很大差异,与内侧相比,外侧流的最短停留时间、峰值时间长、死区体积大,造成中间包内钢液温度不均匀,夹杂物不能有效地上浮去除.改进后的挡墙能很好地解决各流间的同步性,死区比例比原型降低6.65 %,对夹杂物的去除效果增强.工业试验表明,改进后的挡墙在降低总氧和夹杂物方面均优于原挡墙.     

亚包晶钢圆坯表面纵裂及影响因素

本文从亚包晶钢的裂纹敏感性 ,表面纵裂形成及影响因素等方面进行讨论 ,初步阐述了亚包晶钢圆坯表面纵裂形成原因及各种因素对表面纵裂的影响     

X1215易切削钢连铸坯成分偏析的研究

采用化学分析和低倍酸浸实验方法研究了低碳高硫易切削钢连铸坯的C、Si、Mn、P、S的成分偏析特征并分析其形成原因.结果表明,连铸坯的C、Si、Mn、P、S的偏析度均在0.9~1.1之间,S、P元素存在中心负偏析,低倍酸浸实验检测发现连铸坯存在中心疏松.分析认为,中心疏松是导致中心元素负偏析的主要原因.     

高压气瓶管用圆管坯的质量控制

介绍了华菱(集团)衡阳钢管有限公司从达涅利引进的90 t电炉+LF+VD+弧形连铸生产线的主体设备情况.详细地分析了气瓶管从废钢→电炉→精炼→真空处理→圆坯连铸的过程质量控制状况.气瓶管的过程质量控制严格,实物质量满足国内和国外标准要求.     

4130连铸圆坯质量控制研究

山东钢铁股份有限公司莱芜分公司通过控制电炉终点碳在0．12%-0．25％;LF精炼渣碱度B=3．0;VD炉真空度小于67Pa保持时间大于25min;连铸采用氩气密封水口保护浇铸;过热度控制在（20±5）℃;结晶器电磁搅拌电流I=200A、频率F=3Hz;同时采用动态二冷配水技术,成功开发的4130连铸圆坯[O]≤20ppm,[N]≤80ppm,[H]≤2ppm;低倍组织≤1．0级;锻件夹杂物A、B≤1．0级,C、D、Ds≤0．5级;锻件超声波探伤≥3级;圆坯的尺寸、外形以及碳偏析等各项指标均满足了石油套管连接件用钢技术要求。     

退火对齿轮钢枝晶偏析及元素扩散的影响

 为了研究退火工艺对20CrMnTi齿轮钢铸坯的枝晶形貌、合金元素（碳,硅,铬和锰）分布及其扩散的影响,利用光学显微镜（OM）对退火前后铸坯枝晶形貌进形了比较,利用电子探针（EPMA）对元素的分布进行了定量分析,并使用Thermo-Calc软件中的Dictra模块进行了模拟验证。研究结果表明,退火工艺使20CrMnTi齿轮钢铸坯的枝晶形貌显示得更加完整清晰,测量退火后铸坯中的二次枝晶间距为55 μm。铸坯中碳元素存在上坡扩散,偏析系数变大,偏析系数变化量?kC为0.666;硅元素存在轻微的上坡扩散,偏析系数变化量?kSi为0.041 5;锰元素扩散更加均匀,偏析系数变化量为?kMn为－0.141;铬元素扩散得更加均匀,偏析系数变化量为?kCr为－0.106。模拟结果显示,铸坯在保温温度为680 ℃,保温时间为2 h的退火工艺条件下,碳原子发生了上坡扩散,产生偏析现象;硅、铬、锰原子无明显扩散变化。     

20#管坯用钢裂纹成因分析及措施

20~#管坯用钢很容易出现中间裂纹和表面裂纹,本文深入分析了裂纹的成因,并制定了有针对性的改进措施,在炼钢方面采取的稳定钢水成分、合金料耐材等的烘烤、稳定拉速和合理配水等措施取得了较好效果,使热轧管坯很好地满足了生产无缝管的各项质量要求。     

12Mn钢连铸圆坯的原位统计分布分析

为获得连铸圆坯横截面内各元素的偏析、疏松和夹杂物分布,采用金属原位分析仪对12Mn无缝钢管连铸圆坯进行了原位成分统计分布分析。通过C、Si、Mn、P的二维成分分布图及线分布图看出,在中心部位处C元素呈明显富集状态,而Si、Mn和P则相反,即含量极低。在整个横截面内,C、Si、P等元素尤其是C元素含量表现为明显偏析状态,Al元素则由于夹杂物的形成而表现为分散的岛状富集分布状态,S则无明显变化,Si、Mn的分布极为相似。此外,通过定量分析和夹杂物粒度分析获得了各元素的含量频次图及Al粒度分布图。通过表观致密度分布图可以获得,圆坯横截面整体表观致密度低至95.60%,这是铸坯中心缩孔导致。     

800 mm圆坯连铸机45钢生产工艺优化

对于超大截面积钢坯往往采用模铸工艺生产,莱钢于2013年进行特殊钢升级改造项目,新建5机5流大圆坯连铸机,圆坯截面尺寸分别为500、650和800 mm。45钢(碳质量分数为0.42％～0.50％)800 mm铸坯的生产流程为100 t EAFLFVD800 mm大圆坯连铸机。从设备和工艺方面进行研究和优化,通过“三恒”浇注、超弱冷配水工艺、结晶器电磁搅拌参数优化提高铸坯芯部质量,中心缩孔为0.5级,中心疏松为1.0级,中心碳偏析指数不高于1.10;缓冷工艺优化,消除了中心裂纹;全程保护浇注工艺减少连铸过程吸气,实现钢中氧质量分数不高于0.001 5%,氮质量分数不高于0.007 0%。     

Influence of electromagnetic stirring on transport phenomena in round billet continuous casting mould and macrostructure of high carbon steel billet

Abstract

The characteristics of magnetic field, flow field, temperature profile and inclusion trajectories in a round billet continuous casting mould with electromagnetic stirring (M-EMS) were numerically simulated. An industrial plant trial was conducted to verify the magnetic field characteristics and investigate the influence of M-EMS on the solidification macrostructure of high carbon steel. The results indicate that the predicted magnetic field was in good agreement with the measured data, and the velocity patterns, temperature, inclusion trajectory distributions and macrostructure of steel are significantly modified using M-EMS during casting.     

高压锅炉用耐热不锈钢无缝钢管圆管坯的研制

以耐热不锈钢标准化学组成为基础,通过对化学成分进行合理优化内控,经特定的生产工艺流程,成功研制了高压锅炉用耐热不锈钢无缝钢管圆管坯TP347H。经测试,TP347H圆管坯的低倍组织、非金属夹杂物、a相含量和晶粒度等均优于相关标准。用户反馈利用TP347H圆管坯生产的高压锅炉用耐热不锈钢无缝钢管产品质量和性能良好。     

大圆坯中心偏析成因解析及质量控制

承德建龙特殊钢有限公司炼钢厂5机5流大圆坯连铸机同时浇铸Φ300 mm和Φ500mm两个断面圆坯时,外置式结晶器电磁搅拌的线圈轴线与小断面圆坯结晶器中心不重合,圆坯断面越小,偏搅对铸坯内部的碳偏析指数影响也越大.在采取稳定拉速、低过热度浇铸、优化电磁搅拌和二冷配水等措施后,碳偏析指数和等轴晶组织得到改善均并符合标准要求.     

二冷制度对高速列车车轮钢圆坯内部质量的影响

为优化高速车轮钢大圆坯的内部质量,比较了2种二冷制度下,铸坯二冷段的表面温度、凝固组织与宏观偏析的区别。结果表明：2种二冷制度下的铸坯在矫直段的表面温度均高于900℃,处于车轮钢高温塑性区,可避免产生矫直裂纹;铸坯的等轴晶率差别不大,在过热度小于55℃的条件下,均得到了较对称的凝固组织与良好的内部质量;区别在于,制度1...     

圆坯φ180专用保护渣应用研究

通过对圆坯180mm断面浇铸条件及存在问题的分析 ,研制出适应圆坯180mm断面浇铸要求的专用保护渣。工业试验结果表明 ,研制的圆坯180mm专用保护渣完全能够满足包钢圆坯180mm断面的生产要求     

大管坯连铸中间包钢液内夹杂物去除的研究

通过中间包水模型试验和工业试验研究了U型挡墙中间包和Y型挡墙中间包对夹杂物去除的影响.结果表明:Y型挡墙中间包能提高夹杂物的去除率.与U型挡墙中间包相比,从中间包到铸坯,钢中平均总氧去除率显著提高,铸坯中大于50μm的夹杂物显著减少,而显微夹杂数目变化不大;同时Y型挡墙中间包内各流夹杂物分布较均匀.使用U型挡墙中间包时,中间包到铸坯过程吸氮较少.     

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.