Cu、As和Sn对低合金钢连铸坯第Ⅲ脆性区的影响

为了研究残余元素Cu、As和Sn对钢高温延塑性的影响,采用Gleeble-1500热模拟试验机测试了含有一定量Cu、As和Sn低合金钢连铸坯的高温延塑性,得到了低合金钢第Ⅲ脆性温度区在920~730℃之间.结果表明:第Ⅲ脆性温度区脆化的主要原因是奥氏体单相区低温域钢中Cu、As和Sn等残余元素在奥氏体晶界的偏聚削弱晶界结合能,导致试样沿晶脆性断裂;奥氏体和铁素体两相区在原奥氏体晶界析出的网状铁素体导致试样沿晶开裂.钢中的Cu、As和Sn元素增加第Ⅲ脆性温度区的宽度和脆性凹槽的深度,同时提高第Ⅲ脆性温度区的上限临界温度.     

宽板坯连铸结晶器内液面波动的数值模拟

以安钢宽板坯连铸为研究对象,采用大型商业软件ANSYSCFX10.0,应用VOF法重点研究浸入式水口倾角、拉速、铸坯断面宽度等工艺参数对结晶器内自由表面液面波动的影响.结果表明:随着结晶器宽度从1800mm增大到3250mm,结晶器内液面平均波高明显降低.当宽度为1800mm时,结晶器保护渣-钢液界面平均波高为5.33mm;当宽度增至3250mm时,平均波高为7.08mm.     

冶金过程中帘线钢夹杂物成分控制

通过热力学计算分析了生产帘线钢生产工艺中生产条件对钢中夹杂物成分的影响.从控制夹杂物成分的角度,提出了采用不含铝的Si-Mn合金进行脱氧,控制酸溶铝的含量在1×10^~6-5×10^-6(质量分数)范围内,不采用铝质包衬的钢包,提高VD真空度在300Pa以上,取消喂Si-Ca丝等建议.     

板坯连铸结晶器内坯壳厚度及枝晶间距

通过向结晶器内添加FeS测定了正常工况下结晶器内坯壳的厚度分布.由测得的坯壳厚度分布,分析了结晶器内弯月面参数、凝固系数以及坯壳的凝固速度、温度梯度和冷却速度.结果表明,用结晶器内钢水添加硫方法确定的坯壳厚度分布较为合理.     

反向凝固过程中铸带厚度及晶粒度的预测

基于人工神经网络建立了反向凝固过程中的性能预测模型,实现了对铸带厚度和新相层晶粒度的全面预测;探讨了凝固过程中的主要工艺参数对上述性能的综合影响,为反向凝固性能的综合预测提供了简便的新手段.研究表明,新生相晶粒度随钢水过热度、母带厚度、浸入时间变化对其影响不显著,而钢水过热度、母带厚度、浸入时间变化对铸带厚度的影响较大.该模型的预测结果与实测的结果较为接近.     

Q235B板坯夹杂物研究

为提高某厂Q235B连铸板坯质量,采用金相法、无水溶液电解法及夹杂物自动扫描分析系统得出试样中夹杂物尺寸大多小于20μm,大于20μm数量少,其形貌多为不规则块状,小于20μm夹杂物为脱氧过程中产生的脱氧产物,成分为Al_2O_3-SiO_2或纯的Al_2O_3;大于20μm夹杂物是浇注过程中卷入的保护渣和钢水冲刷落入钢液的耐火材料,成分为CaO-Na_2O-Al_2O_3-SiO_2等硅酸盐及钙的铝酸盐。     

小方坯连铸结晶器内热力行为研究

通过THERCAST软件建立了考虑结晶器保护渣和气隙热阻的三维有限元模型,分析了150 mm×150 mm小方坯在连铸结晶器中的热力学状况,发现拉速对热流密度的影响很大,热流密度会随着拉速的增加而增加,不过拉速越大,热流密度增加越缓慢,然而,过热度对于热流密度的影响却很小。由于钢水静压力的作用,气隙沿横向分布非常不均匀,表面中心气隙很小,仅为0.2 mm,角部气隙却很大,最大值达到了1.15 mm。根据模拟结果和参考前人设计结晶器的经验,建议设计同时带有横向和纵向锥度的结晶器。     

板坯连铸中间包内夹杂物去除的数值模拟

以某厂50tT型2流中间包为研究对象,利用大型商业软件ANSYS CFX10.0建立了三维有限体积模型,采用多相流模型对中间包内钢液的流动特性、温度分布与夹杂物去除规律进行了数值模拟,重点研究了不同堰-坝组合方式、湍流抑制器形状、拉速、夹杂物粒径等工艺参数对中间包内钢水平均停留时间、夹杂物上浮率的影响。结果表明:湍流抑制器对夹杂物的上浮去除影响不大;随着夹杂物粒径的增大,夹杂物的上浮率迅速增大;20μm以下的夹杂物则很难在中间包内上浮去除;随着拉速的增大,夹杂物的上浮率是不断减小的;采用堰A=300cm、坝B=400cm、方形瓦楞湍流抑制器、过滤器组合式控流装置时夹杂物的上浮去除效果最好。     

冷却模式对铸坯表面组织的影响

 制作直径10mm的试样以模拟铸坯表面组织,将试样分别在传统冷却模式下和控制冷却模式下进行冷却,通过对试样截面的微观组织形貌进行金相分析,从而研究冷却模式对铸坯表层组织结构的影响。试验得到如下结果：传统冷却条件下,试样边部为块状铁素体和珠光体,晶粒尺寸在10~200μm之间,中心位置为条状、针状铁素体和珠光体,晶粒粗大,组织不均。控制冷却条件下,试样均由块状铁素体和珠光体组成,晶粒尺寸在9.36~12.25μm之间,晶粒细小,组织均匀。控制冷却可以通过细化晶粒来提高铸坯表面的高温塑性从而对避免表面横裂纹的发生产生有利影响。     

拉速对小方坯结晶器液面波动影响的数值模拟

利用流体力学软件Fluent建立180 mm×180 mm铸坯结晶器内"钢-渣"两相流模型,对结晶器液面波动行为进行数值模拟,研究浸入式水口自结晶器中心位置偏离量(0~30 mm)和拉速(2.0~3.0 m/min)对结晶器液面波动行为的影响。发现在相同浸入式水口偏离量下增加拉速,钢液面波动的整体趋势增加,且偏移量与拉速越大,液面波动增幅越大;低拉速时,波谷出现在水口边缘,水口周围剧烈波动;高拉速时,波谷出现在结晶器右壁面,使得钢液液面波动加剧,容易产生卷渣。