动态轻压下技术在连铸中的应用

简述了凝固末端轻压下技术的原理,对其主要工艺参数轻压下的位置、压下率、总压下量、压下速率和拉速等的确定进行了讨论和分析。对比了使用末端轻压下技术的效果。末端轻压下技术对减少中心偏析很有效,对提高产品质量、生产高附加值产品有重要意义。     

高锰钢轻压下工艺的试验研究

通过分析中心偏析的形成机理和轻压下原理,对高锰钢轻压下进行试验研究。通过低倍试验和化学分析,研究不同压下区域、压下率分布和拉速对铸坯中心偏析的影响,从而为进一步提高锰钢铸坯的内部质量提供了参考。     

55钢小方坯连铸轻压下试验研究

针对55钢150 mm×150 mm连铸小方坯中心疏松、缩孔和中心偏析等常见质量缺陷,进行轻压下试验。通过比较不同压下总量以及拉速下铸坯的低倍组织和中心偏析,提出了合适的连铸工艺方案。试验结果和理论分析表明,在现有设备与工艺条件下轻压下工艺可有效改善55钢小方坯内部质量。其中,中心缩孔和疏松可以降至0.5级和1级以下,凝固中心偏析指数可降至1.1,并仍具有优化提升空间。     

轻压下对高碳钢小方坯内部质量的影响

为了考察轻压下工艺对高碳钢小方坯内部质量的影响,以高碳钢SWRH72B小方坯为研究对象进行了轻压下工业试验研究。结果表明,当固相率fs大于0.82时,无法消除缩孔和中心碳偏析;多辊压下较单辊轻压下更有利于铸坯内部质量的提升;采用4号辊压下量5 mm,5号辊压下量10 mm,6号辊压下量5 mm的多辊压下可防止压下裂纹出现,同时也能够将铸坯中心的碳偏析平均值稳定控制在1.04;超弱冷(比水量0.40 L/kg)较弱冷(比水量0.65 L/kg)更有利于控制中心碳偏析。     

连铸轻压下技术的机理比较

轻压下技术对改善连铸坯中心偏析有显著的效果，在生产中得到了广泛的应用。为此分析了两种机械压下技术改善中心偏析的机理，比较两者改善中心偏析的效果，并进一步讨论了轻压下技术在工业应用中要注意的问题。     

开发用于板、带连铸机的轻压下技术

日本君津制铁所4号连铸机是板、带兼用连铸机,现正采用凝固末期轻压下技术,生产中心偏析小的高碳钢铸坯。但在轻压下带的后半部由于压下力不足不能确保大的压下量,未能起到完全抑制引起铸坯低倍偏析的钢液流动现象。因此在该连铸机轻压下带的后半部配置车轮状轧辊(disc roll,即呈凸出形的异形辊),有效地利用设备现有的压下能力提高压下量,进一步改善了中心偏析。     

大方坯连铸轻压下工艺技术开发与应用

连铸轻压下技术为改善铸坯内部质量,减少中心疏松、中心缩孔和中心偏析的重要手段。简述了连铸轻压下冶金技术的基本原理与主要控制参数。介绍了韶关钢铁(SGIS)大方坯连铸轻压下工艺技术开发方法,以及在研究过程中存在的问题和应用的效果。通过大方坯轻压技术的开发, 掌握了轻压下工艺控制方法与要点,以及轻压下工艺参数与铸坯中心疏松、中心偏析的关系。结果表明,大方坯连铸采用轻压下工艺,轴承钢内部质量得到明显的改善,其中轴承钢总压下量达到了12 mm。采用轻压下工艺后,低于1.5级的中心疏松比例提升了18.8%,中心偏析指数由0.877~1.247优化为0.944~1.038。研究结果为韶关钢铁开发高质量、高性能、高附加值的特钢产品提供了重要的技术支撑。     

特厚板坯连铸机驱动辊辊缝控制技术研究

为了减小400 mm特厚板坯中心偏析,通过扇形段拉杆补偿校验、驱动辊机械限位机构螺栓优化、驱动梁结构优化改进等措施,驱动辊辊缝度得到了很好控制,铸坯内部质量得到了提高,中心偏析控制在C类2.0以下。结果表明：铸坯的中心偏析与铸坯凝固末端轻压下压下位置附近的驱动辊辊缝有着密切的联系,对轻压下位置附近的驱动辊辊缝进行严格控制,能有效减少铸坯中心偏析。     

动态轻压下技术在板坯连铸机上的应用实践

轻压下可显著改善铸坯中心偏析与缩孔、疏松缺陷。以某公司新改建投产的板坯连铸机为对象，针对其二冷传热、理论压下量与压下效率开展了理论计算研究，并在此基础上开展了现场试验。结果表明：拉速对铸坯表面温度、压下区间和理论压下量无显著影响，但拉速增加0.1 m/min,两相区增长0.75 m,结晶器出口坯壳厚度减薄约0.5 mm;铸坯中心固相率f_s由0.3增加至0.9时，Q345压下效率由35%近似线性降低至6.7%。现场试验表明，对200 mm厚度的Q345钢采用6.0 mm压下量时，可更显著的改善其中心偏析与缩孔疏松缺陷，且未引发压下裂纹。     

中碳钢连铸板坯动态轻压下的数值模拟

良好的凝固末端轻压下工艺可以有效地改善连铸坯的中心偏析和中心疏松,压下位置的确定是其关键技术之一。为了得到最佳的压下位置和压下量,首先建立了42MH钢凝固传热模型,计算得出铸坯溶质元素C、Si、Mn元素偏析量和钢水粘度与固相率fs的关系,分析得出最佳压下区间为fs=0.60～0.95;其次计算出不同的工艺参数对压下位置的影响,并拟合出相应的线性关系式;最后根据压下位置的选择原则和对铸坯凝固收缩率的计算,在铸机9#扇形段和10#扇形段分别压下2.9、2.8 mm后铸坯并未出现额外裂纹。     

82B铸坯碳硫偏析和低倍缺陷控制的试验研究

通过现场试验和实验室分析相结合的方法,对不同连铸工艺条件下生产的82B铸坯的碳硫偏析和低倍缺陷进行了系统研究。结果表明:过热度、拉速和末搅拌3个影响铸坯偏析的因素随铸坯内部位置的变化和偏析元素种类的不同所起的作用大小不同。适当增加二冷强度可以有效地减轻铸坯的碳硫偏析特别是中心部位的碳硫偏析。二冷强度过高,二冷区存在喷水冷却不均匀的现象,导致铸坯内部产生中间裂纹。铸坯凝固末端使用电磁搅拌能够明显改善中心疏松和中心缩孔。     

包钢350km/h高速轨用钢连铸动态轻压下技术应用研究

铁路的高速、重载化要求钢轨连铸坯具有良好的内部质量,动态轻压下技术是减轻铸坯的中心偏析与疏松缺陷、提升铸坯内部质量的有效途径。针对重轨钢U71Mn、U75V等代表性钢种,在包钢5号连铸机上进行了动态轻压下试验研究,结果表明:合理的动态轻压下工艺可以显著提高重轨钢铸坯的质量,改善重轨钢铸坯的碳元素平均偏差指数,减小钢轨的内伤挑出率,并使包钢普通钢轨的成分偏差达到了高速轨的要求,钢轨性能测试表明,重轨综合力学性能优异,达到了时速350 km高速轨的技术要求。     

重轨钢连铸工艺优化

针对重轨钢铸坯的角部缺陷、探伤不合、中心疏松和偏析问题,分析出其影响原因并采取了以下措施:改变保护渣的成分和性能,使用四孔浸入式水口,将典型拉速下的二冷比水量由大于0.3L/kg降至0.2L/kg左右,同时延长了轻压下位置。最终使得铸坯质量大幅提升,中心疏松I级合格率达99.5%,探伤合格率稳定在99.5%以上,角部缺陷消除。     

基于改善连铸板坯中心偏析的传热仿真软件

针对连铸坯中心偏析的形成机制,本文设计开发了基于改善连铸板坯中心偏析的凝固传热仿真优化软件。软件模型细化了连铸过程中的边界条件,充分考虑了各个方向上(尤其是铸坯宽度方向)和不同铸坯表面位置的冷却边界条件差异,可准确地预测连铸过程中铸坯的凝固行为和液芯三维形状,以及分析预测铸坯的偏析区域。针对模拟分析结果,软件可以对实际铸机的冷却系统进行优化,改善连铸坯的中心偏析问题。针对AH36的实际生产工艺参数,软件对连铸板坯的液芯形状和中心偏析产生区域进行了预测。预测结果与实际生产中的铸坯中心偏析位置完全吻合。     

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。     

宝钢二冷轻压下控制模型与工艺的优化

介绍了宝钢开发的动态二冷模型及动态轻压下模型控制技术,从原理和控制系统架构角度对模型控制技术进行了分析,并对控制模型的功能及特点进行了总结。为了便于工艺优化,宝钢还开发了连铸工艺参数辅助优化工具,实现了连铸工艺参数的计算机设计。自主研发的动态二冷及动态轻压下模型控制技术已经应用于宝钢内外多台连铸机,控制效果良好,具有很高的稳定性及可靠性。     

特殊钢连铸方坯中心区域宏观偏析定量化模型研究

在前人研究成果与实际连铸坯的基础上提出了新的连铸方坯中心区域宏观偏析定量化模型。该模型认为连铸方坯中心区域宏观偏析的形成过程概括为"凝固组织的确定"与"中心区域宏观偏析的形成"两个区域,并且将第二区域分为枝晶间液相的流动与重熔的发生、负偏析区的出现、中心线偏析的最终形成三个阶段。同时,对某工厂实际连铸坯进行了相应的定量化模型研究。研究结果表明要改善此连铸方坯中心区域宏观偏析的程度,最好在中心线位置处的固相率为0.76之前采取相应的措施;要想改变连铸坯的凝固组织,最好在中心线位置处的固相率为0.38之前采取相应的措施。     

X80管线钢探伤不合原因分析及解决措施

通过取样分析,研究了冶炼、轧制以及轧后控冷工艺对X80管线钢板微观组织及探伤结果不合格的影响。结果表明:中心偏析、裂纹、MnS等夹杂物以及氢均对钢板的探伤结果造成不利影响。     

连铸坯内裂纹预报模型开发

针对国内某特钢厂大方坯连铸机产品质量现状,确定以其常见的角部内裂、中间裂纹、中心裂纹等内裂纹作为研究对象,选取16个与之相关的工艺参数,利用BP神经网络建立了这3种典型缺陷的预报模型。该模型网络拓扑结构为16-12-3,并以现场采集的生产过程数据和动态热跟踪模型计算结果作为预报模型的训练样本和测试样本。大量测试结果表明,所构建的预测模型精度较高,能够满足生产应用的要求。基于训练成熟的神经网络,进一步开发出铸坯质量在线预报模型,实现了连铸坯内部质量的在线实时判定。     

不锈钢板坯宽度对结晶器内钢水流动和温度状态影响

利用数值模拟方法对比分析了不同不锈钢板坯宽度下结晶器内钢水流动和温度分布情况。结果表明,在同一浸入式水口结构和工艺参数条件下,随着结晶器宽度的增加,侧孔注流在窄面的冲击位置下降,冲击强度减弱,钢液面处钢水卷渣和液面裸露的几率减小,但液面处钢水温度降低。其中,当铸坯断面大于1360mm时,结晶器内钢水对窄面中心的冲击速度和钢液面处钢水表面流速变化不大。综合表明,该水口浇注不锈钢板坯的适宜宽度范围为1360～1600mm.