结晶器电磁搅拌对475 mm特厚板坯表层大颗粒夹杂物控制研究

特厚板坯已成为基础建设所依赖的重要钢铁材料,广泛应用于军用和民用领域。铸坯表层大颗粒夹杂物是影响铸坯质量的关键因素之一。在475 mm特厚板坯连铸生产过程中,为探究结晶器电磁搅拌(M-EMS)对铸坯表层夹杂物的影响,进行有M-EMS和无M-EMS的对比试验。采用无水电解法提取试样中的大颗粒夹杂物,计算其数量密度和质量密度。结果表明,与无M-EMS时相比,有M-EMS时铸坯表层各尺寸夹杂物质量密度和数量密度均明显减小,其中,尺寸大于150μm的大颗粒夹杂物减少幅度最大,质量密度由3.817 mg/kg减小至1.511 mg/kg,表明M-EMS能有效控制特厚板坯表层大颗粒夹杂物。对夹杂物进行成分分析,结果表明,夹杂物的来源可能是生产过程中产生的脱氧产物(Al₂O₃-Si O₂或单一的Al₂O₃)、浇注过程中卷入的保护渣(含有Na₂O)以及由于钢水冲刷落入钢液中的耐火材料。     

提高亚包晶钢板坯拉速对结晶器传热的影响

通过对提高亚包晶钢AQ钢种230 mm×1200 mm板坯拉速试验过程中结晶器冷却水参数、铜板测温等数据进行适时记录,并与数学模型及ANSYS商业软件相结合,研究了提高拉速对结晶器平均热流、局部热流、铜板温度场以及坯壳厚度的影响。结果表明,拉速由1.3m/min提高到1.5m/min时,平均热流增加0.1 MW/m²左右,宽边弯月面区域局部热流增加0.13 MW/m²,但均在合理范围内,这与采用高碱度高结晶温度的试验保护渣有关;结晶器窄/宽面平均热流比超过0.9,应适当减少结晶器锥度;宽面坯壳厚度平均减薄4 mm左右,应严格控制结晶器传热强度,以保证连铸工艺稳定和铸坯质量。     

中碳钢板坯保护渣性能优化及提高拉速工业试验研究

 通过提高保护渣碱度以及渣中CaF2和Li2O含量,对中碳钢板坯用保护渣进行了优化,并采用优化的保护渣进行了提高拉速工业试验。结果表明：优化的保护渣具有较高结晶温度、较低的粘度和熔点;试验过程中,采用优化的保护渣液渣层厚度平均增加约2 mm,单耗增加0.03 kg/m2;采用优化的保护渣在1.5 m/min拉速下和采用原渣在1.3 m/min拉速下浇铸时,结晶器传热强度、传热的稳定性以及浇铸出的铸坯质量等项目水平相当。     

ASP连铸结晶器铜板热流和温度的研究

根据在线实测的铜板温度以及ASP(Angang Strip Production)板坯连铸机冷却参数,建立了ASP板坯结晶器(高1 000 mm,铸坯断口面170 mm×2 000 mm)铜板传热模型以计算结晶器热流密度的分布函数和得出结晶器热流密度与结晶器高度的关系式。结果表明,铜板温度和热流密度的分布具有相似的规律性,结晶器内、外弧铜板宽度方向上中心和角部的热流波动分别约为400 kW/m²和200 kW/m²,其温度差分别约为30℃和20℃。     

取样器对连铸中间罐钢水总氧含量的影响

本试验采用两种取样器对连铸生产纯净钢时中间罐钢水取样,测试其总氧含量(T[O])。结果表明取样器对中间罐钢水T[O]有很大影响。当内壁有FeO薄膜存在时,中间罐钢水的T[O]高达(98～140)×10~(-6),导致所取试样不能反映中间罐钢水实际的T[O]。用改进的取样器取样的T[O]为(38～53)×10~(-6),基本能代表中间罐钢水实际的T[O]。     

150t钢包双孔底吹的水模型研究

为研究钢包的双孔底吹气量对钢包混匀时间、波高及卷渣和渣眼形成的影响,优化底吹工艺,以国内某厂 150 t 钢包为原型建立了钢包物理模型,模拟现场底吹工艺,综合混匀时间、波高及卷渣和渣眼的变化规律分析得到较优底吹气量。 结果表明,底吹气量越大,混匀时间越短,当底吹气量从 0.6 m³/h 增加至 1.2 m³/h 时,混匀时间大幅度缩短,瞬时波高及波动较小,之后随底吹气量的增大,混匀时间减少,速率变缓慢,而波高大幅度增长;临界渣眼的底吹气量和临界卷渣底吹气量不同,随着底吹气量增大,渣眼面积和卷渣深度均变大。 综合分析表明,实际底吹气量选择1.2 m³/h 较为合适,在波高、渣眼面积、卷渣增加不明显的情况下,大幅度缩短了混匀时间。     

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。     

EMS对板坯表层气泡分布的影响研究

采用金相分析法对有无电磁搅拌工艺IF钢板坯表层大于50μm的气泡分布规律进行了统计研究。结果显示,在2种工艺下,气泡以聚集带的形式集中于距离铸坯表面一定的位置,但是在有电磁搅拌工艺时,气泡分布不存在明显的关于宽面中线的对称性。通过对结晶器内流场的模拟分析,揭示出2种工艺的差别主要在于结晶器电磁搅拌改善了水口冲击区流场的分布,有电磁搅拌时,水口冲击区具有较平稳的横向流,有利于气泡的去除,而无结晶器电磁搅拌时,结晶器宽面1/4位置存在较大的纵向旋流区,使得气泡在这一区域聚集且易被捕捉。通过试验与模拟相结合的研究手段,研究了电磁搅拌对铸坯表层气泡的影响规律,对于汽车板用坯料洁净度的控制具有重要的意义。     

钢中夹杂物的分形维数

应用分形理论的盒维数法对钢中非金属夹杂物颗粒外缘的分形维数进行了分析计算,得出了各类夹杂物颗粒外缘分形维数的具体范围,并对维数与夹杂物特性的关系进行了分析.     

连铸板坯轻压下过程中间裂纹产生机理

针对板坯连铸过程中间裂纹严重的问题,对中间裂纹的形貌、元素偏析等情况进行分析.通过建立有限元模型,对不同压下位置和不同压下量凝固前沿的受力情况进行计算并与临界应力值进行对比.结果表明:C、P、S等元素在晶界处富集只是促使中间裂纹开裂的内因,真正造成铸坯开裂的原因是凝固前沿所承受的拉应力.铸坯通过矫直段时,多处位置的凝固前沿所承受的拉应力超过钢的临界值,导致凝固前沿容易开裂延伸,形成中间裂纹;而弧形段和水平段处凝固前沿所承受的拉应力不超过钢的临界值,无裂纹产生.统计现场大量轻压下的实验结果显示:轻压下避开矫直区进行时,中间裂纹的发生率降低约41.3%.