6.5%Si高硅钢铸锭凝固组织的CAFE法模拟研究

应用CAFE法对6.5%Si高硅钢铸锭凝固组织进行了模拟研究,确定出了适合高硅钢组织模拟的模型。进一步用该模型研究了过热度及冷却条件对凝固组织的影响,结果表明,随着过热度的降低,凝固组织中柱状晶比例和晶粒平均面积均减小。水冷条件下,高硅钢铸锭凝固组织几乎全是柱状晶,而且晶粒粗大。空冷条件下,等轴晶区扩大,但柱状晶仍占主要部分。缓冷条件下,等轴晶区占主要部分,晶粒平均面积和空冷条件下相当。     

宽厚板中碳合金钢铸坯中间裂纹的控制策略研究

通过酸浸低倍等手段,获取中间裂纹产生的位置和规律。采取提高铸机辊缝精度、优化二冷水强度、调整动态轻压下区间等手段,降低了中间裂纹的发生率,改善了中心偏析和中心疏松,提高了铸坯的质量。     

基于实验与3D-CAFé法的高硅钢铸锭凝固行为

通过空冷和水冷实验研究了高硅钢的铸态组织,发现高硅钢铸态组织主要由粗大的柱状晶构成,水冷铸锭中柱状晶比例高达90%以上.依据铸锭的化学成分和晶粒统计结果,确定了3D-CAFE法模拟所需的枝晶生长动力学系数及高斯分布等参数.采用CAFE法对不同冷却条件下高硅钢的凝固过程进行模拟研究,发现空冷铸锭较水冷铸锭的温度场更均匀,糊状区更宽阔;空冷铸锭呈“过渡式”凝固,水冷铸锭呈“分层式”凝固;空冷流场较水冷流场更稳定,凝固末期冒口处出现明显的抽吸现象,而水冷模拟结果中未观察到该现象.组织模拟结果发现,模拟得到的高硅钢凝固组织无论是形貌还是晶粒尺寸都与实验结果相一致;最后通过改变浇注温度模拟研究了过热度对高硅钢凝固组织的影响,结果表明,随着过热度的降低,铸锭中心等轴晶率提高,晶粒数量增加,晶粒尺寸变得细小.      

板坯连铸结晶器内部流场的数值模拟

连铸结晶器作为控制钢水清洁度的最后环节,结晶器液面波动不仅影响连铸生产的稳定性,还会引起卷渣、拉漏、钢水裸露氧化等。本文采用数值模拟方法,利用Fluent软件的k-ε湍流模型对板坯结晶器内钢水流动状态和液面波动规律现象进行模拟研究,分析了拉速和吹氩量对结晶器内流场的影响。结果表明:随着拉速的不断提升,钢液对铸坯窄面冲击深度不断增大,结晶器内自由液面表面流速增加,液面波动加剧;氩气量增加,钢液对铸坯窄面的冲击位置上移,液面波动剧烈程度增加,容易导致结晶器卷渣和钢水裸露氧化。     

模铸42CrMoA曲轴钢夹杂物分析

为提高模铸42CrMoA曲轴钢洁净度的水平,减小其与国外同规格产品的差距,分析了曲轴钢铸锭中不同部位的夹杂物类型、成分、尺寸、数量以及分布状况,以及精炼、浇铸过程钢中夹杂物的演变规律,确定了曲轴钢铸锭中夹杂物的数量分布规律。结果表明:精炼过程夹杂物主要成分为CaO、Al_2O_3,含一定量的MgO,铸锭中夹杂物成分主要为CaS、CaO、Al_2O_3、MgO,多为脆性夹杂,形貌多为球状和块状,夹杂物数量分布规律外少内多,自头部到尾部逐渐减少。     

高强钢板坯二冷三维动态配水的在线控制

为解决某钢厂高强钢板坯二冷动态配水模型的不足,开发了新的三维二冷动态配水系统,并通过钢厂现场实验,数据采集和分析,校验和完善二冷区铸坯凝固传热计算数学模型,并结合测典型点的铸坯表面（铸坯中心、铸坯角部）温度测定,修正新开发的模型。在线应用该系统,进而优化工艺参数,制定合理的配水制度,降低高强钢封锁率和裂纹发生率,提高铸坯的表面质量和内部质量。     

含钒低合金钢铸坯高温延塑性研究

采用Gleeble-1500热模拟试验机测试了含钒低合金钢铸坯的高温延塑性,利用扫描电镜、金相显微镜对断口形貌及金相组织进行分析。低合金钢的第Ⅰ脆性温度区在Ts~1 370℃之间,第Ⅲ脆性温度区在915~710℃之间。第Ⅲ脆性区间由奥氏体低温域晶界滑移楔形裂纹造成的沿晶脆性断裂和奥氏体晶界先共析铁素体薄膜造成的沿晶韧性断裂两部分组成。钢中的V对钢的第Ⅲ脆性凹槽的影响比较大,脆化向低温区域延伸。     

连铸坯表面气孔缺陷研究

通过对连铸坯和热轧板表面气孔缺陷影响因素的分析,确定了由上水口、氩封和浸入式水口3个位置吹入的氩气不能有效上浮而被凝固坯壳捕捉形成了连铸坯表面气孔缺陷。气孔基本分布在宽面靠近窄边位置,而连铸坯宽面中心和连铸坯宽面1/4位置气孔数量很少。采用不吹氩气的生产工艺可以消除连铸坯和热轧板表面的气孔缺陷。     

中碳微合金化钢高温延塑性的研究

借助Gleeble1500热模拟试验机测试了含Nb和含Nb、Ti两种中碳微合金化钢的高温力学行为,分析了析出物、相变、动态再结晶对微合金化钢高温延塑性的影响。结果表明:试验钢种无第Ⅱ脆性区出现;含Nb钢第Ⅲ脆性区的温度范围为950~700℃,含Nb、Ti钢第Ⅲ脆性区的温度范围为900~725℃;微合金化元素Ti的加入可以细化奥氏体晶粒使含Nb微合金化钢高温塑性槽变窄、变浅;析出物沿晶界多而细小的析出和γ→α相变是第Ⅲ脆性区微合金化钢高温延塑性变差的主要原因。实际生产中通过优化二冷区水量,采用弱冷,可以有效降低微合金化钢表面微裂纹的发生率。