首秦特厚板坯连铸生产工艺实践

简要介绍了首秦公司3号特厚板坯连铸机的主要工艺及自动控制特点,通过对生产过程中发生的铸坯内外部质量缺陷及其防治措施的总结,成功解决了特厚板坯的内外部质量问题。     

特厚板坯连铸质量缺陷及控制

简要介绍了首秦公司3号连铸机主要工艺及自动控制特点,分析了特厚连铸板坯发生内外部质量缺陷的原因,并提出了具体预防措施。     

连铸新技术在首钢400mm特厚板坯生产中的应用

首钢首秦公司3#连铸机是世界上首台能够生产400mm特厚板坯的直弧形连铸机,该铸机配备了结晶器专家系统、结晶器液压振动装置、二冷配水3D自动调节、3D喷淋、动态轻压下等多项先进技术,生产实践表明,3D喷淋、动态轻压下可以有效减轻400mm特厚板坯的角横裂纹、中心偏析,该铸机具备生产高品质特厚板坯的能力。     

板坯连铸二冷动态配水模型的开发与应用

建立了板坯连铸一维凝固传热数学模型且采取坯龄模型实现了动态配水;对二冷水计算模型计算的动态配水和静态配水进行比较得出拉速变化时动态水量变化较缓和,从而保证铸坯表面温度不发生大的波动;进行了连续测温,结果表明：测量温度和计算温度误差保持在2％左右。     

首秦公司特厚板坯表面横裂纹的形成机制

 分析了板坯厚度、钢液碳含量、铌含量、拉速、动态配水模型和3D喷淋技术对400mm特厚板坯表面横裂纹的影响。研究表明,由于动态二次冷却模型存在缺陷,使得特厚板坯在低拉速浇铸时,受二冷区最小水量的限制,在矫直力和热应力的综合作用下,坯壳承受的总应变超过了其临界应变值,在距离铸坯角部150~500mm的振痕波谷处,最终形成沿晶界开裂的表面横裂纹。     

400 mm特厚板坯尾坯浇铸工艺的研究

板坯尾坯浇注为非稳态浇注过程，400 mm特厚板坯尾坯常伴随着表面横裂纹和中心缩孔质量缺陷。研究了不同的尾坯浇注拉速工艺和尾坯封顶工艺对特厚板坯尾坯质量的影响。结果表明：控制尾坯浇铸拉速v＜0.5 m/min的时间t＜5 min，使得矫直区尾坯表面温度在910 ℃以上，能够有效降低铸坯的表面横裂纹；尾坯采用无水封顶工艺，能够有效降低铸坯的中心缩孔。通过采取有效措施，特厚板坯尾坯废品量由改善前的月平均242 t降低到月平均30 t，降低了87.9%；尾坯中心缩孔长度由（3.0～3.5） m缩短到（1～2） m，效果明显。     

中碳合金钢连铸板坯中间裂纹形成机理研究

针对中碳合金钢连铸板坯出现的中间裂纹,利用低倍酸洗、光学显微镜、扫描电镜和能谱仪对中间裂纹宏观和微观特征进行检验分析,发现在裂纹处元素锰、磷、硫有明显的富集,钢中锰、硫、磷等杂质元素的晶间偏析是铸坯产生中间裂纹的内因。确定了铸坯凝固过程中中间裂纹的产生位置,计算出凝固时铸坯在此位置的总应变,发现铸坯承受的载荷是裂纹产生和扩展的外因。     

动态轻压下位置对400mm特厚板坯中心偏析的影响

介绍了秦皇岛首秦金属材料有限公司400 mm特厚板坯生产现状,分析了动态轻压下位置对特厚板坯中心偏析的影响,结果发现:延长两相区及固相区的轻压下区间,有利于改善特厚板坯的中心偏析。根据C、S化学分析结果,发现400 mm特厚板坯与250 mm中厚板坯中心偏析类型相一致,宽度方向钢液成分分布不均匀,液相穴呈"W"形。     

倒角连铸坯角部纵向裂纹形成机制及控制

 倒角结晶器是控制板坯角部横向裂纹的有效方法之一,但角部纵向裂纹是倒角连铸坯易发的缺陷,这成为了倒角结晶器大规模应用的最大障碍。通过研究倒角结晶器生产工艺参数、设备精度以及喷嘴堵塞等因素对倒角连铸坯角部纵向裂纹的影响,确定了角部纵向裂纹发生的机制。研究表明,倒角结晶器窄面锥度不合理、0段和1段连接偏差以及喷嘴堵塞等是角部纵向裂纹产生的主要原因。通过采取有效措施,可以将倒角连铸坯角部纵向裂纹发生率降低到0.6%以下,使得倒角结晶器实现大规模的工业应用。     

控制冷却下强冷及返温阶段板坯表面热塑性及组织形貌变化规律

 制作直径10mm试样模拟铸坯表面,使用Gleeble-2000D热模拟试验机研究表面控制冷却下强冷和返温阶段板坯表面热塑性及组织形貌的变化规律,为表面组织控制冷却在立弯式板坯连铸机上的应用提供理论依据。研究结果表明：强冷阶段,魏氏组织和膜状先共析铁素体的形成造成试样塑性恶化。返温阶段,返温处理有效地消除了这种恶化,将试样断面收缩率最小值提高至40%以上。因此表面控制冷却在立弯式连铸机上应用时,强冷阶段应在铸坯进入弯曲段之前完成,铸坯可以在返温阶段进入弯曲段。