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.     

攀钢2号方坯连铸45号钢动态轻压下工艺参数设计与应用

介绍了攀钢2号大方坯铸机45号钢动态轻压下模型参数设计基本思路。通过使用射钉、传热模型等研究方法,确定了45号钢的压下区间、压下总量等关键参数。45号钢生产实践表明:轻压下实施后,铸坯中心疏松评级小于等于0.5级的比例由之前的88.48%提高到100%,铸坯中心无缩孔比例由79.72%提高到98.74%,铸坯横断面碳偏析指数由0.88~1.11改善为0.92~1.06,45号钢内部质量显著改善。     

特殊钢连铸大方坯内部质量问题研究现状

综述了几种典型特殊钢(轴承钢、弹簧钢等)大方坯的连铸技术,举例说明了低过热度浇注、电磁搅拌和轻压下技术的应用,对铸坯的内部质量的改善,以及铸坯内部微观偏析、宏观偏析与碳化物不均匀性的成因及改善措施,说明电磁搅拌和轻压下技术对于改善铸坯内部的偏析情况的重要意义。     

改善350 mm×470 mm矩形坯宏观偏析研究与实践

宏观偏析水平是衡量矩形坯铸坯质量的重要指标,宏观偏析分为中心偏析和中间偏析。从本钢矩形坯的生产实践出发,针对轻压下、电磁搅拌、二次冷却等工艺进行了大量对比试验。对试验铸坯进行了取样分析,通过检验计算不同工艺的碳偏析指数,总结出了轻压下、电磁搅拌等因素对于铸坯宏观偏析的影响规律：对于中心偏析来说,轻压下对于改善铸坯的中心偏析具有明显的作用,但与总压下量的大小没有显著线性对应关系;铸坯二次冷却越强,中心偏析越大;一定范围内,结晶器电搅电流的增加有助于改善铸坯中心偏析。对于中间偏析来说,轻压下对铸坯的中间偏析改善效果不明显;降低结晶器电磁搅拌电流,可以缩小铸坯中间碳偏析指数范围,改善铸坯的中间偏析。经工艺调整后,本钢矩形坯的中心偏析及中间偏析得到很大改善,轴承钢等高碳钢的中心碳偏析指数能够达到1.10以下,中低碳钢的中间碳偏析指数范围缩窄到0.95～1.05。     

特厚板坯连铸机驱动辊辊缝控制技术研究

为了减小400 mm特厚板坯中心偏析,通过扇形段拉杆补偿校验、驱动辊机械限位机构螺栓优化、驱动梁结构优化改进等措施,驱动辊辊缝度得到了很好控制,铸坯内部质量得到了提高,中心偏析控制在C类2.0以下。结果表明：铸坯的中心偏析与铸坯凝固末端轻压下压下位置附近的驱动辊辊缝有着密切的联系,对轻压下位置附近的驱动辊辊缝进行严格控制,能有效减少铸坯中心偏析。     

大方坯连铸轻压下工艺技术开发与应用

连铸轻压下技术为改善铸坯内部质量,减少中心疏松、中心缩孔和中心偏析的重要手段。简述了连铸轻压下冶金技术的基本原理与主要控制参数。介绍了韶关钢铁(SGIS)大方坯连铸轻压下工艺技术开发方法,以及在研究过程中存在的问题和应用的效果。通过大方坯轻压技术的开发, 掌握了轻压下工艺控制方法与要点,以及轻压下工艺参数与铸坯中心疏松、中心偏析的关系。结果表明,大方坯连铸采用轻压下工艺,轴承钢内部质量得到明显的改善,其中轴承钢总压下量达到了12 mm。采用轻压下工艺后,低于1.5级的中心疏松比例提升了18.8%,中心偏析指数由0.877~1.247优化为0.944~1.038。研究结果为韶关钢铁开发高质量、高性能、高附加值的特钢产品提供了重要的技术支撑。     

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。     

静态轻压下技术在轴承钢生产中的应用研究

介绍了静态轻压下技术在轴承钢大方坯连铸机上的应用情况,分别对未使用轻压下和使用轻压下的铸坯的中心疏松和中心碳偏析情况进行了对比分析。结果表明:采用轻压下技术后,铸坯的中心疏松级别由原来的2.0～2.5级降低为1.0～1.5级,V型偏析和中心缩孔有所改善,铸坯的中心平均碳偏析指数由1.17～1.26降低为1.07～1.13。     

连铸轻压下技术的机理比较

轻压下技术对改善连铸坯中心偏析有显著的效果，在生产中得到了广泛的应用。为此分析了两种机械压下技术改善中心偏析的机理，比较两者改善中心偏析的效果，并进一步讨论了轻压下技术在工业应用中要注意的问题。     

55钢小方坯连铸轻压下试验研究

针对55钢150 mm×150 mm连铸小方坯中心疏松、缩孔和中心偏析等常见质量缺陷,进行轻压下试验。通过比较不同压下总量以及拉速下铸坯的低倍组织和中心偏析,提出了合适的连铸工艺方案。试验结果和理论分析表明,在现有设备与工艺条件下轻压下工艺可有效改善55钢小方坯内部质量。其中,中心缩孔和疏松可以降至0.5级和1级以下,凝固中心偏析指数可降至1.1,并仍具有优化提升空间。     

高锰钢轻压下工艺的试验研究

通过分析中心偏析的形成机理和轻压下原理,对高锰钢轻压下进行试验研究。通过低倍试验和化学分析,研究不同压下区域、压下率分布和拉速对铸坯中心偏析的影响,从而为进一步提高锰钢铸坯的内部质量提供了参考。     

开发用于板、带连铸机的轻压下技术

日本君津制铁所4号连铸机是板、带兼用连铸机,现正采用凝固末期轻压下技术,生产中心偏析小的高碳钢铸坯。但在轻压下带的后半部由于压下力不足不能确保大的压下量,未能起到完全抑制引起铸坯低倍偏析的钢液流动现象。因此在该连铸机轻压下带的后半部配置车轮状轧辊(disc roll,即呈凸出形的异形辊),有效地利用设备现有的压下能力提高压下量,进一步改善了中心偏析。     

高碳钢凸辊轻压下工艺模型研究与应用

基于国内某钢铁公司一台凸辊轻压下连铸机,采用连铸凝固传热原理和射钉试验验证相结合的方法,建立了一套与实际条件较接近的凝固传热数学模型,并将此数学模型预测的压下区间应用到预应力钢绞线YL82B钢种上,取得了较好的应用效果。结果表明,经过射钉试验结果修正后,数学模型计算结果与实际检测的凝固坯壳厚度和宽面表面温度基本一致;经工业试验验证,YL82B钢种凸辊轻压下较佳的压下区间固相率f为0.38~0.90,此时铸坯的中心偏析、压下裂纹、中心疏松均达到了较理想的效果。     

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。     

特厚板坯连铸机在线开口度精度控制浅析

为了减少首秦400mm连铸机铸坯中心偏析,提高产品质量,通过ASTC辊缝标定技术、手测辊子开口度、调整驱动辊开口度及对拉拔锁紧螺母力矩严格控制,中心偏析得到了很好的控制,一般控制在C类2.0以下。结果表明:中心偏析与铸坯凝固末端轻压下位置附近的辊缝开口度有着密切的联系,对轻压下位置附近的辊子开口度进行严格控制,可以减少铸坯中心偏析。     

重轨钢大方坯轻压下过程热力耦合数值模拟研究

结合某厂U71Mn大方坯连铸生产条件,采用有限元软件MSC.Marc进行铸坯轻压下过程热力耦合有限元分析,研究了压下量和固相率对铸坯两相区和产生裂纹可能性的影响。结果表明,大方坯受表面压下作用的变形主要为宽展变形和延展变形,压下变形则较小;随着压下量的增大和固相率的增大,两相区面积缩小率逐渐增大,压下效果更佳;各种压下条件下铸坯宽展方向应变都在0.2%以内,不会产生裂纹,但高固相率更有利于减小裂纹倾向;最佳轻压下参数为固相率0.5~0.9,压下量为5 mm。     

轻压下技术压下量对钢偏析的影响

介绍了轻压下技术的作用机理及工艺过程,分析了压下量对铸坯中心偏析及铸坯凝固组织的影响,发现轻压下是先解决两边的偏析问题,最后才是中心区域;在没有超过最大压下量以前,随压下量增大中心偏析程度减小.     

轻压下技术在轴承钢连铸中的应用实践

为确定铸坯凝固末端位置进行了铸坯射钉试验,实施轻压下后对铸坯横向和纵向中心碳偏析进行了对比并分析了铸坯质量与等轴晶率的关系.     

南钢超低头板坯连铸机动态轻压下技术的应用

介绍了在南钢超低头板坯连铸机上成功进行机械和液压系统的改造,安装轻压下系统,应用轻压下技术的过程。经过多次调试成功实现了动态轻压下功能,在改善板坯内部裂纹、中心疏松及中心偏析等方面取得了一定的效果,达到了提高铸坯内部质量的目的。     

板坯凝固末端轻压下流动与溶质分布的研究

在有限元分析坯壳变形的基础上,采用连续模型研究了轻压下过程中板坯凝固末端两相区的流动与溶质分布.在铸坯凝固末端轻压下直接作用区域,两相区受到压缩,枝晶间富含溶质的液相被挤出,相对于铸坯向液芯方向流动.轻压下之后,铸坯中心区域由糊状区内被压缩的固相及残留的液相构成,中心区域偏析指数下降.凝固末端被挤出的液相重新参与溶质分配过程,铸坯部分区域的溶质浓度有所升高.