过热度对60Si2MnA弹簧钢连铸坯凝固组织的影响

通过铸坯凝固组织生长单元的物理模拟方法,研究不同过热度对60Si2MnA弹簧钢铸坯凝固组织及宏观偏析规律的影响。结果表明:试验模拟的铸坯组织的等轴晶比例和晶粒尺寸与数值模拟和实际生产铸坯的组织相近,表明试验模拟可以很好地反映实际铸坯组织。随着浇注温度升高,柱状晶区长度增加,相应的等轴晶区长度降低。同时,凝固过程中有比较严重的碳宏观偏析,初始凝固区表现为负偏析,凝固末端表现为正偏析。过热度越高,凝固末端的正偏析越严重。     

末端电磁搅拌参数优化对重轨钢铸坯质量的影响

通过对1#铸机设备改造前后所生产的重轨钢坯内外部质量对比,分析了1#铸机采用不同的凝固末端搅拌参数对重轨钢铸坯的中心碳偏析指数、疏松、及铸坯凝固组织的影响,得出1#铸机280 mm×380 mm断面重轨钢在拉速为0.6 m/min、过热度为25℃的连铸工艺参数条件下,凝固末端电磁搅拌参数为350 A/8 Hz,不仅使铸坯等轴晶率为25%~30%,也可使铸坯中心碳偏析指数均控制在1.10以下。     

7#铸机大方坯断面生产重轨钢铸坯质量评价

文章通过对7#铸机设备改造后生产的大方坯断面重轨钢坯内外部质量对比,分析了结晶器电磁搅拌、动态二冷配水、动态轻压下对铸坯的中心碳偏析指数、疏松及铸坯凝固组织的影响,得出7#铸机两个大方坯断面重轨钢在合理拉速、过热度匹配下,采用结晶器电磁搅拌+轻压下工艺后,铸坯内部质量良好,不仅使铸坯等轴晶比率为52.3%~58.3%,也可使铸坯中心碳偏析指数控制在1.07以下。     

轻压下帘线钢大方坯成分偏析特征及形成机制

在工业试验的基础上,对高碳钢大方坯实施轻压下后铸坯中心区域产生严重的负偏析与微弱的正偏析的形成机制进行了探讨与分析,研究发现:铸坯实施轻压下后,优先生长的上下两层的树枝晶会在外力的作用下发生碰撞、折断破碎,折断破碎的细小晶粒在钢液的强迫流动作用下随机漂流到铸坯中心区域成为新的晶核,从而使其周围钢液先凝固,形成负偏析;此后富集元素钢液凝固形成微弱的正偏析。     

Hi-B钢连铸坯凝固组织及偏析的研究

通过工业试验,借助低倍检验、化学分析和原位分析等手段,对不同过热度和二冷比水量条件下Hi-B钢铸坯的宏观凝固组织和元素偏析进行分析检测,探究钢水过热度和二冷强度对铸坯凝固组织和元素分布的影响规律。结果表明,提高二冷强度,可使柱状晶率增加,降低过热度,可保留一定数量的等轴晶区。但过热度和二冷强度对铸坯中心等轴晶晶粒尺寸影响较小,铸坯中心等轴晶尺寸为3.0～3.4 mm。随着柱状晶率增加,碳的偏析逐渐改善,硫偏析先加剧后减轻。在过热度20℃、比水量1.38 L/kg的铸坯中,内弧侧粗大晶粒可达9.8 mm,高溶质浓度的钢液在枝晶间隙流动,造成严重的碳、硫偏析。     

连铸方坯拉坯方向凝固行为与偏析控制研究进展

连铸方坯是棒线类钢铁产品的主要母材,其宏观/半宏观偏析等缺陷,一定程度反映了铸坯成分分布和组织性能的不均匀,是影响高端钢材质量提升的重要因素。从二维横断面入手对铸坯内部低倍组织进行表征、分析与优化是目前铸坯内部偏析缺陷调控的主要手段;然而,铸坯内部凝固枝晶和中心偏析均具有三维空间形貌和分布特征,导致仅通过二维横断面进行研究可能会存在一定误差;同时,连铸拉坯方向（垂直于横断面）上凝固枝晶与偏析的波动特征能够更直观地反映连铸坯内部组织性能和质量沿长度方向的波动,这也是影响高品质钢连铸坯及后续产品质量稳定性的关键之一。从凝固行为特点、组织波动变化规律、中心偏析控制等3个方面总结讨论近年来连铸方坯拉坯方向的凝固行为与偏析控制研究进展。CET转变是铸坯凝固组织调控的重点,其判定依据及其与偏析相关性的研究表明,拉坯方向上CET位置存在波动性且与中心偏析形貌特征相关。液相穴内非对称流场及温度变化会造成拉坯方向凝固枝晶的波动特征以及凝固终点的周期性波动;同时,实际铸坯以及相关定性定量模型也表明了拉坯方向偏析元素的分布具有波动特征,并可以利用时间序列技术等方法展开解析。中心偏析控制技术的发展明显提升了连...     

帘线钢连铸坯中心偏析的控制技术

分析帘线钢连铸过程中中心偏析的形成原理及对铸坯质量的影响。研究帘线钢连铸坯中心偏析的控制措施,包括连铸拉速与钢水温度优化控制、结晶器电磁搅拌、凝固末端轻压下、二冷动态控制等核心工艺技术。通过应用这些技术,帘线钢WLX72A和WLX82A连铸坯平均中心碳偏析指数分别控制在1.042和1.027,综合合格率达到99.97%。     

单辊轻压下对高碳钢SWRH72B 180mm×180mm铸坯内部质量的影响

试验研究了单辊轻压下量(6~20 mm)和压下位置(1~#~6~#辊)对高碳钢SWRH72B(/%:0.71C,0.22Si,0.64Mn,0.010P,0.006S)180 mm×180 mm铸坯中心碳偏析和低倍组织的影响。结果表明,在固相率fs为0.45~0.63时,施加单辊轻压下有利于降低连铸坯的中心碳偏析,当固相率fs大于0.82时,无法消除缩孔和降低中心碳偏析;在压下量6~20mm,随着压下量的增加中心碳偏析度从1.15降低至1.04,在压下量大于15mm后铸坏容易出现裂纹;超弱冷(比水量0.40L/kg)较弱冷(比水量0.65L/kg)更有利于控制中心碳偏析;综合分析得出,SWRH72B钢180mm×180mm铸坯在拉速1.3m/min,结晶器搅拌300 A、5Hz,比水量0.40 L/kg时,5~#辊单辊轻压下的压下量15mm铸坯中心碳偏析和低倍组织最佳。     

小方坯齿轮钢连铸过程中的宏观偏析模拟

基于国内某厂齿轮钢小方坯连铸生产过程,利用ProCAST软件建立移动切片模型,能够高效模拟连铸过程中的宏观偏析,模型分别模拟研究了不同过热度、二冷水量和拉坯速度等对宏观偏析的影响。模拟结果与碳偏析检测结果吻合良好,验证了移动切片模型模拟连铸坯宏观偏析的准确性。由于溶质浮力的影响,内弧侧的宏观偏析强于外弧侧。随着过热度的增加,铸坯中心碳偏析度从1.06增加至1.15。过热度控制在25 ℃范围内,可以保证铸坯的宏观碳偏析度控制在1.10范围内。随着连铸二冷水量的增加,铸坯中心偏析改善程度较小,铸坯中心碳偏析度从1.16降低至1.13。随着拉坯速度的增加,铸坯中心偏析呈现加重的趋势,铸坯中心碳偏析度由1.14增加至1.21,拉坯速度控制在1.4 m·min–1范围内,可保证铸坯中心碳偏析度低于1.15。      

高碳硬线钢65Mn凝固末端电磁搅拌位置及连铸工艺优化

近期生产的高碳硬线钢65Mn在拉拔过程中存在断丝现象,严重影响了生产节奏和产品质量.通过对近期生产的65Mn进行跟踪取样并对其铸坯(160 mm×160 mm)中心C偏析进行分析,发现铸坯中心的C偏析较为严重,分析认为末端电磁搅拌并未有效发挥减轻铸坯中心C偏析的作用,是导致65Mn钢凝固中心C偏析严重的主要原因.文中通...     

电磁搅拌对重轨钢凝固组织及均质性的影响

为提升重轨钢均质性和致密性,通过试验对比分析连铸电磁搅拌对大方坯重轨钢凝固组织及均质性的影响。结果表明:无电磁搅拌工艺条件下,铸坯凝固组织无明显分区,枝晶组织致密且铸坯窄面至距离窄面80 mm区域的均质性较好,但铸坯中心偏析严重;通过取消结晶器电磁搅拌(M-EMS)并采用凝固末端电磁搅拌(F-EMS)有利于重轨钢均质性和致密性协同提升,试验铸坯中心偏析可以得到补充控制,铸坯轧制钢轨的中心偏析控制良好,轨头Mn元素偏析度极差达到0.098,致密度达到0.976 4。     

合金元素对20CrMnTi钢凝固组织影响的模拟

 为了改善20CrMnTi小方坯的凝固组织,采用移动边界法先对20CrMnTi钢的温度场进行模拟,在此基础上,采用元胞自动机有限元法（CAFE法）对其凝固组织进行了数值模拟。当模拟结果与实际结果基本吻合时,进一步探讨了硅、铬、锰、钛等合金元素对20CrMnTi钢凝固组织的影响规律。模拟结果表明,在该钢号的合金元素规定范围内,适当减少硅元素的质量分数,能够提高铸坯中心等轴晶比例,使晶粒数目增加,晶粒平均半径减小。适当添加铬元素能够扩大铸坯中心等轴晶区,从而减小晶粒平均半径,增加晶粒数量。增加锰元素质量分数可以提高铸坯的中心等轴晶率。最后根据所得模拟结果对该钢种的合金元素进行调整,达到了扩大铸坯中心等轴晶区和细化晶粒的目的。     

M-EMS 对中碳钢连铸方坯碳偏析的影响

180 mm×180 nm 方坯结晶器电磁搅拌电流强度对中碳钢铸坯碳偏析及显微凝固组织的研究结果表明:结晶器电磁搅拌电流强度增大,铸坯等轴晶比例增加,二次枝晶间距减小,连铸坯中心碳偏析减小,但铸坯中间碳偏析增大,因此中碳钢方坯的电磁搅拌电流强度不宜过大.中碳钢方坯中间碳偏析与坯壳处出现白亮带有关.     

45钢大方坯凝固传热数值分析

以某钢厂45钢大方坯为研究对象,建立了45钢凝固传热的数学模型。用双混合模型计算了45钢的热物性参数,并通过射钉试验及坯壳测温测定窄面坯壳厚度和表面温度对模型进行了验证,结果表明该数学模型能够较好的模拟45钢凝固传热过程。模拟结果表明:在现行拉速0.5 m/min,过热度为35℃工艺条件下,合适的轻压下位置在距弯月面21.8~23.1 m处;铸坯出结晶器表面温度回升幅度大,容易导致表面裂纹;稳定拉速是提高铸坯质量的关键。改进后,中心疏松等级从1.5级降到不大于1.0级,中心缩孔不大于0.5级,最大碳偏析比小于1.12,铸坯表面裂纹率由3.25%降低到0.5%;铸坯凝固末端的凝固加速是由于铸坯中心大过冷条件下钢液中等轴晶的快速生长造成的。     

M—IEMS对重轨钢连铸大方坯质量的改善

以 2 8 0mm× 32 5mm重轨钢大方坯的试验数据为依据 ,分析了电磁搅拌参数和连铸工艺参数对铸坯中心碳偏析以及铸坯的裂纹发生率及低倍组织的影响 ,采用M -IMES以及与连铸工艺参数合理匹配 ,能明显改善铸坯的中心碳偏析 ,降低裂纹发生率并改善铸坯的内部组织结构     

基于过热度变化的82B钢连铸末端电搅位置研究

以国内某钢厂断面为150mm×150mm的82B钢连铸小方坯为研究对象,建立连铸小方坯凝固传热模型,采用铸坯表面温度测量方法验证模型可靠性。依据铸坯凝固率fs=0.7~0.8为末端电磁搅拌合理安装位置,根据模拟结果得出,在实际生产过程中过热度波动范围为20~40℃时,末端电磁搅拌最佳安装位置为距弯月面6.59~6.79m位置处。结合现场实际情况确定在距弯月面6.73m处安装末端电磁搅拌,并进行工业实验分析了末端电磁搅拌的应用效果。结果表明:施加末端电磁搅拌后,铸坯与盘条质量均有所改善。连铸坯平均碳偏析指数由1.05降至0.99,最大碳偏析指数由1.12降至1.05,中心等轴晶率由36%升高到39%;盘条中心偏析评级由2.5级下降到1.5级,网状渗碳体级别由4级下降到1级。     

CSP 流程低碳铝镇静钢铸坯碳覆夹杂物析出行为

在使用 CSP 工艺生产低碳或超低碳钢时,在铸坯中,特别是铸坯宽面的中心经常观察到相当数量的微米级碳覆夹杂物.通过对 CSP 流程不同的钢种铸坯取样,研究了这类夹杂物的结构特点和析出机制.指出碳覆夹杂物呈双层结构,外面包裹一层富碳层、中心为钙铝酸盐或含 CaO 的复合夹杂物.热力学计算结果显示这层富碳物质并非 CaC2.通过对比球墨铸铁中球状石墨的形成条件,指出 CSP 铸坯中存在冷却速度快、S 元素含量低、加钙处理后促球化元素 Ca、Mg 含量相对较高,有大量夹杂物作为形核核心等促进碳覆夹杂物析出的有利条件.C 为易偏析元素,在低碳或超低碳钢铸坯凝固过程中液芯中 C 含量的升高,能够析出球状的碳覆夹杂物.并指出由于碳覆夹杂物的析出,中心钢基体 C 含量降低,碳覆夹杂物析出能够减轻铸坯凝固过程中 C元素的偏析程度.     

控制高碳钢中心碳偏析的工艺实践

针对方坯连铸过程中产生的连铸坯中心偏析问题,日钢第一炼钢厂采取了一系列控制措施,如减少钢液成分波动、降低中间包内钢液过热度、制定合适的拉速和温度匹配制度并保持恒拉速、优化结晶器电磁搅拌参数、控制合适的二冷强度、使用凝固末端电磁搅拌等,使高碳钢铸坯中心偏析明显改善,w[C]≥0.60%的高碳钢中心碳偏析(≤1.5级)合格率100%。     

铸坯碳偏析对Q345E低温冲击性能的影响

 为了适应风电法兰恶劣的工作环境,提高使用寿命,对风电法兰用钢Q345E低温冲击性能提出了在－50 ℃测试的要求,而且内外部性能要求均匀一致。为了提高Q345E钢的心部力学性能, 采用不同连铸工艺生产了具有不同凝固组织的圆坯, 分析了铸坯碳偏析对力学性能的影响,为改善Q345E钢心部的力学性能提供了依据。结果表明, 提高铸坯等轴晶率和细化凝固组织可降低铸坯心部的碳偏析程度,能显著提高钢材内部力学性能的均匀性。     

扇形段电磁搅拌对U71Mn重轨钢质量的影响

在采用有限元分析软件全面计算了大方坯在连铸过程中的温度场分布、凝固末端的位置的基础上,确定了扇形段电磁搅拌器的安装位置.并在现场进行了结晶器搅拌和结晶器 扇形段电磁搅拌对U71Mn钢组织的影响的研究.组织和成分检验表明,同一炉钢搅拌流比无搅拌流中心疏松更加弥散化;有扇形段搅拌比无扇形段搅拌的铸坯在中心偏析、夹杂物分布有不同程度的改善;搅拌流的中心部位碳峰值明显减小,碳偏析指数降低1.7%～12.5%;铸坯成分偏析的方差值减小9.4%～38.3%.