750MPa级高强汽车大梁钢冲压开裂原因及机制

 700MPa以上级高强汽车大梁钢的冲压开裂现象一直是困扰该类钢种使用的主要问题。控制夹杂物、中心偏析及剪切面修磨等手段可以降低冲压开裂的概率。侧重从热轧工艺角度寻找导致带钢冲压开裂的原因及机制。通过分析对比正常带钢及冲压开裂带钢的组织、力学性能、加热及粗轧温度制度、精轧卷取温度制度、轧制速度的不同,同时考虑热装制度的影响,详细分析了热轧工艺各参数在750MPa级高强大梁钢冲压开裂缺陷中可能起到的作用,为该类钢种的生产提供了有益的经验。结果表明,保证精轧区轧制速度是降低冲压开裂发生率的重要热轧生产手段。     

基于有限元法优化低碳钢板坯连铸机结晶器锥度的设计

钢厂1^#连铸机以0.95 m/min拉速生产SS400,D36和X70钢150~180 mm连铸板坯时,易产生角部纵裂纹,发生率最高可达5%。利用商业有限元软件ANSYS,建立了板坯连铸结晶器二维切片式凝固传热数学模型,并采用传热和应力/应变直接耦合的方法对连铸过程结晶器内凝固传热进行计算,分析了各钢种在0.95~1.05m/min拉速下铸坯温度分布以及温度分布不均引起的热应力。工业试验结果表明,根据优化计算结果,将板坯结晶器窄面的锥度系数由原来的1.00%改进为1.10%后,有效地消除了1^#连铸机板坯的角部纵裂纹。     

100 t顶吹转炉三维可压缩流场的数值模拟

通过利用Fluent流体软件及标准κ-ε方程模型,研究氧气压力(11.46×10⁵Pa和6.88×10⁵ Pa)及氧枪位置(1.2~1.5 m)对钢厂100 t顶吹转炉氧枪射流特性及钢液表面冲击的影响。结果表明,随氧气压力的增大,氧气在转炉内高速区范围变大,射流核心段长度变长,且气流的压能增加;氧气压力为11.46×10⁵Pa时,当枪位由1.2 m提到1.5 m时,钢液表面氧气流最大冲击速度由240 m/s降低至194 m/s,高速区面积减少,钢液凹坑深度由0.37~0.43 m降至0.30~0.36 m,同时凹坑最大直径由0.70~0.80 m增至0.80~0.95 m。     

首钢高炉渣与配制四组元渣的黏度研究

对首钢高炉渣样及相应配制的四组元渣的固相析出温度和黏度进行了对比研究,通过电子探针和旋转法分别检测渣样的固相析出温度和黏度。结果表明,现场高炉渣固相析出温度为1400～1440℃,相应配制的四组元渣的固相析出温度要比现场高炉渣高40～50℃。其中微量组元如S（CaS形式）,FeO,MnO和TiO2等的存在有利于降低渣固相析出温度。黏度测试表明,现场高炉渣在1500℃时的黏度范围为0.3～0.4Pa·s,相应配制的四组元渣在1500℃时的黏度比现场渣要高30%左右。通过以上对比,不仅了解了高炉渣中微量组元对高炉渣的整体影响,而且有助于将实验室研究结果应用于现场操作。     

交换钢包过程对IF钢连铸板坯表层洁净度的影响

采用ASPEX扫描电镜中的自动特征分析功能研究了交换钢包过程（取样浇次第4、5炉）对IF钢连铸板坯表层的洁净度的影响,且对比研究了交换钢包过程浇铸铸坯（交接坯）与正常浇铸铸坯（正常坯）的表层洁净度.结果表明:正常坯与交接坯中尺寸大于20μm的表层夹杂物可分为三类:（1）簇群状Al₂O₃（包括气泡+簇群状Al₂O₃）;（2）簇群状TiO_x-Al₂O₃夹杂物;（3）保护渣夹杂物.正常坯表层的大型夹杂物主要为簇群状Al₂O₃,没有检测到保护渣夹杂物.换包开浇后铸坯总氧质量分数从14×10-6增至17×10-6,交接坯表层检测到较多的第2夹杂物,说明钢包开浇后钢水被轻微氧化.此外,钢包开浇后剧烈的液面波动也导致了保护渣的卷入.在当前工艺下,换包对IF钢铸坯表层洁净度的影响长度约为11m.      

首钢合金结构钢40CrA力学性能预报控制模型的开发与应用

 采用人工神经网络方法开发了首钢合金结构钢40CrA的力学性能预报模型,并采用Matlab和VC++两种软件平台建立了对应的力学性能预报系统。该预报系统投入现场在线应用后,通过预测值与实际抽样检验值的分析比较,表明该系统预报精度较高,屈服强度、伸长率等各项性能预报精度达到97%以上,能够满足生产检验要求。     

链箅机布料系统的均匀布料

 根据链箅机-回转窑球团采用成品生球带式输送机+摆动皮带+宽皮带+辊式布料器+溜料板组成的布料系统,介绍其布料原理。实际生产中,链箅机布料存在布料不均、影响箅板使用寿命等问题,分析摆动皮带、宽皮带、辊式布料器、溜料板引起布料不均的原因。对均匀布料进行研究,实现布料设备紧凑组合、降低工程投资。阐述摆动皮带的工作原理,得出摆动皮带的摆动结构自身不对称是造成链箅机箅床左右料层不均的根本原因。针对摆动皮带自身结构引起的布料不对称问题展开算法研究,设计合理的摆动皮带运行轨迹。正确选择溜料板的合理角度和分离点,实现均匀布料。     

薄腹板近终形异形坯连铸温度场数值模拟

 薄腹板异形坯更体现了近终形的特点。采用有限元数值模拟计算了薄腹板异形坯连铸温度场,分析了不同拉速、比水量对连铸过程温度、坯壳厚度和液芯长度的影响。结果表明：异形坯不同位置的温度和坯壳厚度不均匀,当异形坯腹板较薄时,腹板处凝固传热较慢,腹板处和R角处坯壳最薄弱,比翼缘边部薄约4mm;拉速每提高0.1m/s,异形坯出结晶器时的表面温度会提高约80～100℃,坯壳厚度会减薄0.8～1.2mm,液芯长度增加1.2～1.6m;比水量每提高0.05L/kg,异形坯出二冷段时的表面温度会降低约8～16℃,液芯长度缩小0.13m。     

合金元素对钢亚包晶转变与连铸纵裂倾向的影响

 亚包晶钢连铸过程中常出现表面纵裂质量问题,与其在结晶器内较大高温相变收缩引起的初生坯壳不均匀生长密切相关,其纵裂纹敏感性可由包晶特征点计算出的包晶转变率判定。利用Factsage热力学计算软件研究钢种常见合金元素对Fe-C二元平衡相图中包晶特征点的影响,回归得到包晶特征点的预测公式。基于预测公式,可准确判断一定成分钢种的亚包晶范围,从而指导实际连铸生产中保护渣的选择。研究表明,通过合理的成分微调可有效降低包晶转变率,降低亚包晶钢高温相变收缩程度,甚至改变凝固模式变为过包晶模式,从而大大降低连铸坯纵裂纹敏感性。