基于遗传算法的铝铅系轴瓦连铸工艺优化研究

研究在Al-Pb钢背轴瓦连铸工艺系统中,通过遗传算法进行工艺优化的方法.确定了一组优化的工艺参数:连铸速度24.0 mm/s、冷却水流量350.0 mL/s、轧制铝厚0.24 mm、合金层厚度4.7 mm.实验表明,在此工艺条件下获得的Al-10%Pb合金组织中,球状的铅相颗粒分布均匀、平均直径<13μm;Al-10%Pb-钢背轴瓦材料有较好的过渡层,并具有较好的力学性能.抗拉强度为60 MPa、伸长率为17.2%,与轧制复合Al-20%Sn-1%Cu合金相近,Al-10%Pb合金层与钢背的剪切强度104.8 MPa,为轧制复合轴瓦Al-20%Sn合金层与钢背剪切强度的两倍.     

铅包锡双金属气压充芯连铸复合界面研究

选用低熔点的铅和锡为材料,采用"气压充芯连铸"工艺,制备出外层铅直径为12 mm,内层锡直径为8 mm的铅包锡双金属复合棒坯.设计了铅液浇注温度、连铸速度和充气压力的三因素、三水平的正交试验,对影响双金属连铸坯复合界面的因素进行了原理性研究,得出了最佳的工艺参数组合.结果表明:当铅液浇注温度为375℃,连铸速度为10 mm/min,充气压力为0.03 MPa时,连铸坯复合界面过渡层明显,表面质量良好,包覆层厚度均匀,实现了冶金结合.     

Al-Pb-钢背轴瓦材料连铸复合结晶器的设计

介绍了连铸复合工艺对连铸复合结晶器的要求,选用了石墨结晶器外加水冷铜套的复合系统生产,给出了石墨结晶器的主要尺寸。实验结果表明:采用该连铸复合结晶器所获得的冷却速度为-50~-95℃/s、轴瓦材料的Pb相颗粒尺寸<10μm,粘结强度≥0.95×102MPa,完全可以满足实际生产的要求。     

Cu-Al复合材料连铸直接成形数值模拟研究

建立了Cu-Al复合材料连铸成形的数值模拟模型,确定了模型的边界条件,提出了复合过程处理和结果评价方法。通过与部分实验结果对比表明,模拟结果与实验结果一致。以铜包铝棒坯立式连铸和Cu-Al复合板坯水平连铸过程为例,采用Pro CAST软件对其稳态温度场进行了数值模拟分析,得到了各工艺参数对连铸过程的影响规律,给出了合理的工艺参数范围,并结合模拟的参数进行相应的实验研究。结果表明,本工作建立的连铸复合模型、确定的边界条件、提出的复合过程处理和结果评价方法合理,可有效用于连铸复合成形模拟分析。计算结果表明,制备横断面为100 mm×100 mm、Cu包覆层厚度(4~10 mm)的铜包铝棒坯可行的连铸工艺参数为:Cu液温度1250℃,Al液温度750℃,结晶器长度200 mm,芯棒管长度290 mm,一冷水流量1600~2000L/h,二冷水流量900~1300 L/h,二冷水距结晶器出口距离30 mm,拉坯速率60~80 mm/min;制备厚度20 mm、宽度75 mm、Cu包覆层厚度(4~7 mm)的Cu-Al复合板坯可行的工艺参数为:Cu液温度1250℃,Al液温度760~800℃,拉坯速率40~80 mm/min,Al液导流管长度20 mm。     

水平连铸复合Al-10%Pb-钢背轴瓦材料的组织研究

采用水平连铸复合的方法,在冷却速度达到80℃/s的条件下,将Al 10%Pb合金熔体直接铸造复合到钢背上获得Al 10%Pb 钢背轴瓦材料。研究结果表明,在Al 10%Pb合金组织中,球状的铅相颗粒分布均匀、平均直径<13μm;Al 10%Pb 钢背轴瓦材料过渡层为舌状组织结构,这种舌状过渡层组织由FeAl、Fe2Al5和FeAl3相组成。     

双金属气压充芯连铸固液界面位置的研究

利用气压充芯连铸法制备出外径为Φ12mm,内径为Φ8mm的铅包锡双金属层状复合棒坯,复合棒坯连续稳定,表面质量良好,包覆层厚度均匀,界面实现了冶金结合.采用正交试验法对连铸成形过程中各工艺参数对固液界面的影响进行了研究,确定了影响固液界面因素的主次顺序,得出了最佳的工艺参数组合,为以后的气压充芯连铸双金属层状复合材料工艺奠定了基础.     

高性能单晶铝线材连铸工艺的试验研究

在单晶铝连铸技术原理的基础上,分析了单晶连铸过程的主要影响因素,并根据流体力学模型以及传热模型计算了液体金属压力和牵引速度。结果表明:根据模型确定的参数是合适的,并在铸型温度为690～780℃、冷却距离为50mm、牵引速度为1.1mm/s的工艺条件下获得了!8mm高性能的单晶铝线材。     

水平连铸直接复合成形铜包铝复合材料的组织与性能

研究了水平连铸直接复合成形铜包铝棒材的制备工艺和组织性能及退火处理对界面层塑性的影响。结果表明,采用水平连铸直接复合成形法在芯管长度L=210mm、铜铸造温度tCu=1230℃、铝铸造温度tAl=770～850℃、一次冷却水流量Q1=600L/h、二次冷却水流量Q2=600～800L/h、平均拉坯速度v=60～87mm/min的可行工艺窗口下能够制备出直径为30mm、铜包覆层厚度为3mm、质量良好的铜包铝复合棒材。在退火温度为530℃、保温时间为50min的工艺条件下,退火处理后可明显改善界面层的塑性。铜包铝复合棒材的抗拉强度和伸长率分别为80～94MPa和18%～31%。     

焊接线能量对5182-O/HC260YD+Z异种材料CMT搭接接头组织与性能的影响

以AlSi5焊丝作为填充材料,采用冷金属过渡(CMT)焊接技术对5182-O/HC260YD+Z异种材料进行搭接熔钎焊,借助OM、XRD、SEM、EDS分析了不同工艺参数下搭接接头的宏观形貌及微观组织特征,并对接头显微硬度及剪切强度进行了测试。结果表明,焊接线能量通过影响钎焊界面IMCs层厚度进而影响接头性能及断裂类型;当送丝速率为5 m/min、焊接速率为9 mm/s时,IMCs层厚度约为6μm,接头剪切强度可达160 MPa;接头断口形式分为"熔焊界面型"及"钎焊界面型",近起弧处均为"熔焊界面型"断口,随着焊接线能量增加,钎焊界面IMCs层厚度增加,近收弧处断口类型逐渐由"熔焊界面型"向"钎焊界面型"演变;当焊缝单位长度上焊机输出功为150～210 J/mm时,IMCs层厚度小于9μm,接头剪切强度较好,且较易获得"熔焊界面型"断口。     

基于BP网络的Al-Pb-钢背轴瓦材料连铸工艺系统模拟

对一套连铸工艺系统,输入一组工艺参数可得出相应性能的轴瓦材料,但如何在不同工艺参数中确定一组值,使得材料性能实现最优化,则需建立输入(工艺参数)与输出(材料性能)的对应关系,而通过人工神经网络则能反映输入转化成输出的数学表达式.通过对连铸工艺系统的人工神经网络模拟,建立了可供工艺优化计算的数学模型.     

借鉴日本成功经验发展我国轴承钢生产技术

介绍日本发展轴承钢生产技术的有益经验，认为提高我国高碳铬轴承钢质量的根本途径是采用新技术，即发展推广带偏心底出钢的高功率电炉、普及炉外精炼技术、发展连铸技术等，建议发展EF＋LF＋CC的轴承钢生产流程。     

Economics of continuous casting in a converter steel plant

The integration of continuous casting with converter and electric arc furnace steelmaking practice for relatively small tonnages: capital and operating costs are here analyzed. The range of application of continuous casting can now be firmly assessed, and recommendations are based on the practical experience and achievements of the past ten years.     

含Nb钢表面横裂纹成因及控制措施

通过对含Nb钢种Q345E的钢坯、钢板表面横裂纹部位取样进行金相电镜分析,确定该类钢种钢坯表面横裂纹产生于连铸结晶器内,针对性地对连铸结晶器内可能造成表面横裂纹相关因素的排查分析后,采取优化保护渣、减小结晶器冷却水量、提高结晶器振频等措施,使该类钢种表面横裂纹发生率由1.0%降至0.3%以下,成效显著。     

厚板连铸坯清理后断面尺寸修正方法

为完善连铸板坯清理后尺寸修正的经验方法，通过对铸坯清理后的几何解析，结合宝钢5m厚板生产实际情况与断面规格尺寸，建立了一种稳定、准确的连铸坯清理后的尺寸修正方法。     

连铸坯凝固末端电磁搅拌位置及连铸工艺优化

为了预测180 mm×220 mm轴承钢方坯的凝固末端位置,对国内某厂方坯连铸机开展射钉试验,并基于Thercast模拟仿真研究了连铸工艺参数(过热度、冷却强度、拉速)对凝固末端位置的研究。结果表明,在过热度20 ℃、拉速0.85 m/min下,180 mm×220 mm轴承钢方坯的凝固终点距离弯月面11.39 m,而末端电磁搅拌位置在11.40 m,无法充分发挥末端电磁搅拌的作用。根据射钉试验、Thercast仿真结果、设备条件、生产节奏等因素对连铸工艺进行了优化,适当降低结晶器水和足辊水量,保持其他参数不变。连铸坯低倍质量表明,工艺优化前铸坯中心存在疏松缩孔,工艺优化后中心疏松为1级、中心偏析为0级,满足质量要求。此外,通过9点法检验了工艺优化后的铸坯碳极差,其值不高于0.12%,满足质量要求。     

轴承钢小方坯连续铸造工艺初探

针对生产工艺流程：电弧炉熔炼→二次精炼（LF＋VD）→连铸的作业条件,为满足连续铸造轴承钢小方坯连铸性能、力学性能和再加工性能的要求,在包括冶炼方法、脱氧工艺、碳化物控制等生产工艺的主要环节提出工艺设计和生产过程控制的主要内容和要点;据此,初步探讨连铸坯缺陷成因;为克服铸坯缺陷提出工艺设计和生产对策的要点。     

日本开发连铸的经验和当前的新技术

叙述日本在应用连铸技术、致力于提高连铸生产效率、提高拉速、迅速推广铸坯热送直轧技术的经验.提高铸坯质量而采取的主要措施:设置精炼、改进铸型等.重视科研,使研究成果很快转化为生产力.此外还介绍近年来开发的连铸新技术.     

水平连续铸造6063铝合金铸锭的实践

结晶器、连续铸造机的使用性能以及铸造速度,铸造温度、冷却强度等工艺参数决定水平连续铸造成败和铸锭质量的重要因素,介绍了水平连续铸造６０６３铝合金铸锭的实践经验,指出了应注意的几个问题。     

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。     

铝上引连铸工艺影响因素的研究

分析研究了引拔拉坯制式、结晶模材料及结构、结晶模内温度场三因素对铝上引连铸的影响规律，结果表明上引边疆铸造过程中施加适当频率的反推和反推量有利于杆坯连铸的持续，结晶模自身的性能及模内温度场的状态对金属铝杆上引连铸工艺的实现有直接影响。