IF钢非稳态浇铸铸坯洁净度分析

 为研究非稳态浇铸对IF钢铸坯洁净的的影响,用钢中气体分析、成分分析、大型夹杂物分析方法对转炉—RH—连铸工艺生产的非稳态浇铸条件下的IF钢铸坯进行取样分析,主要分析头坯、尾坯和换水口坯。结果表明：头坯TO、N、C含量沿拉坯方向呈现上升趋势,Al、Ti正好相反;头坯TO质量分数平均比其他铸坯高0.0015%以上,氮质量分数高达0.0005%以上,碳含量超过判定标准;尾坯、换水口坯TO水平最高分别为正常坯水平的1.6倍和2.2倍,氮含量波动范围分别是正常坯水平的1.0~1.3倍和1.5~1.7倍,碳含量波动范围分别从正常坯水平的1.2~2.4倍和1.2~2.1倍,其他成分波动不大;大型夹杂物含量最高的是头坯34.37mg/(10kg),其次是尾坯2967mg/(10kg),然后是换水口坯、大包停浇坯,而正常坯的大型夹杂物含量基本都在1.24mg/(10kg)以下。     

IF钢铸坯表层大型夹杂物分布及来源研究

针对IF钢铸坯表层大型夹杂物问题,通过大样电解法研究了电磁制动、拉速对IF钢铸坯表层大型夹杂物数量及分布的影响,结合扫描电镜、数值模拟等方法讨论了大颗粒夹杂物的类型和来源。结果表明:未开电磁制动时,夹杂物在铸坯边部有聚集现象。拉速提高铸坯边部夹杂物聚集减弱,1.5m/min拉速较1.2 m/min低拉速减弱17%,夹杂物总量也降低了5.3%;1.2 m/min拉速开电磁制动,夹杂物平均数量减少52.0%,铸坯宽度方向夹杂物分布趋于均匀。Si O2系复合夹杂物因表面张力小是IF钢中主要的大型夹杂物类型,其次有Mg O系、Al2O3系、Ti O2系复合夹杂物;耐火材料的冲刷侵蚀、二次氧化、水口结瘤物是铸坯中大型夹杂物的来源。     

连铸末期尾坯拉速的优化

为解决某厂在特厚板坯连铸生产时,因尾坯表面质量不合格而进行扒皮处理导致的铸坯判废率较高的问题,在现有终浇封顶降拉速操作的基础上,开发了新的尾坯降拉速工艺。应用流体动力学计算软件Fluent进行了降速新工艺对中间包流场影响的模拟计算。计算结果表明:该优化方案是在尾坯浇铸开始后,从拉速0.9m/min开始降拉速操作,每次降幅0.05m/min,在各拉速下的持续时为:2-5-10-5-10-5-10-5-10-5-10-5-10-10s。拉速降为0.2m/min时开始封顶,封顶时间350s,钢水铸余量不小于10t。采用新方案后,可节省降拉速操作时间243s,减小尾坯拉坯长度1.1m(坯量4.62t)。因钢水铸余量增加2t,共减少尾坯量2.62t。生产应用结果表明:该厂特厚板坯连铸机的尾坯废品发生率从30%降低到18.9%。     

武钢炼钢总厂实现连铸尾坯封顶“一键”自动提速

近日,武钢集团炼钢总厂四分厂连铸机尾坯封项“一键”自动提速技术一次性试验成功并正式投入使用。 据了解,连铸机浇钢过程中尾坯封顶的原设计工艺为在拉速0．3m／min时,由操作工人手动将拉速以2．5m／min2的加速度逐步提高至目标拉速封顶。     

板坯连铸异钢种连浇混浇坯长度及成分变化模型的开发及应用

基于建立的连铸中间包及结晶器内钢液混合过程的物理模型,开发了板坯连铸异钢种连浇过程混浇坯长度及成分变化模型。以某钢厂单流板坯连铸机220 mm×1560 mm断面Q235与Q335Ti钢的混浇过程为研究对象,采用水模型试验结合数值模拟确定模型的关键参数,并通过开展现场试验对混浇坯取样验证模型的准确性。结果证明:混浇坯成分取样与模型预测的成分偏差小于5%,且模型预测的混浇坯长度与人工确定的一致。故采用该模型可跟踪不同混浇工况下中间包内及铸流上钢液的混合行为,准确预测混浇坯的长度以及成分变化规律。采用该模型研究了拉速及中间包内剩余钢液质量对混交坯长度及不同浇注长度铸坯C元素质量分数变化的影响规律。发现当拉速保持不变时,中间包内剩余钢液越多,混浇坯越长;当中间包内剩余钢液质量保持不变时,拉速越大混浇坯越短。相比而言,中间包内剩余钢液质量比拉速对混浇坯长度的影响更大。另外当拉速不变时,随着中间包内剩余钢液质量的增加,C元素质量分数由0.16%变化到0.18%的速率减慢;当中间包内剩余钢液质量不变时,随着拉速的增加,C元素质量分数由0.16%变化到0.18%的速率增加。因此异钢种连浇过程,适当提高拉速以及减少中间包内剩余钢液质量,可有效减少混浇坯长度,成分变化速率降低。      

1 500 mm x230 mm板坯结晶器液面波动与卷渣行为水力学模型试验和应用

基于相似理论,以钢厂1 500 mmx230 mm板坯结晶器为原型建立1 ：2的结晶器水力学模型。结果 表明,吹气量一定时,水口中心处到窄边的液面波动先增大后减小,吹气量大于0. 8 lymin时,开始发生卷渣现象, 并且结晶器内的气泡数量变多。浸人深度的增加使液面波动减弱,浸入深度在65 - 95 mm时对卷渣影响的效果不 显著;拉速增加使流股的冲击深度增大,拉速大于LI m/min时有大渣滴被卷入;当结晶器的拉速为1.0 ~ 1.1 m/min, 吹气量为0.6~0.8 I/min,浸入深度为75 - 85 mm时较合理。C45E钢生产实践表明,当拉速由0.9-1.2 m/min调整 至1.0 ~ 1.1 m/min,浸入深度由130 ~ 190 mm改进为150 ~ 170 mm时,铸坯缺陷率由6%降至1.9%。     

400 mm特厚板坯尾坯表面横裂纹的控制

板坯尾坯浇铸属于非稳态浇铸,随着板坯厚度的增加,尾坯表面横裂纹成为影响铸坯质量的主要因素。通过研究钢种的化学成分、二次冷却制度和尾坯浇铸时拉速的变化等因素对尾坯表面横裂纹的影响,确定了特厚板尾坯表面横裂纹的产生机理,提出了相应的改进措施。低碳微合金钢二次冷却制度采用弱冷,控制尾坯浇铸拉速小于0.5m/min的时间要小于5min,尾坯浇铸阶段二冷水的比水量从0.35 L/min减少到0.25 L/min,控制尾坯矫直温度在933℃以上,能够有效地减少尾坯表面横裂纹,使特厚板尾坯废品率降低到5%以下。     

钢中非金属夹杂物存在状况的跟踪研究--酒泉钢铁公司L290管线钢

为了提高管线钢生产水平和质量，采用连续跟踪、系统取样方法，对3炉L290管线钢进行了纯净度的调查研究，获得了各阶段钢水和铸坯的质量信息，以及非金属夹杂物的存在状况和规律．3炉钢的∑ω[S、P、O、N、H]波动在0．0245%—0．0404%之间，沿浇次正常坯头、中、尾三部分坯的平均夹杂物总量波动在1．73～4．10mg／kg之间，均与国内富有管线钢生产经验企业存在一定差距．对影响钢质量和纯净度的工艺因素进行了探讨并指出了改进方向．     

预防中间包尾坯浇注过程中钢液卷渣的数学模拟和工艺优化效果

为降低中间包尾坯判废率,预防中间包尾坯降拉速过程钢液卷渣,应用流体力学软件FLUENT,对尾坯降拉速过程进行优化,研究尾坯拉坯过程的拉速变化对钢厂3^#板坯连铸机80 t中间包钢液紊流卷渣的影响。通过每次降拉速后的停留时间历程的湍动能时间跟踪曲线分析,确定了中间包尾坯降拉速优化方案。该方案在原方案基础上,将8 t铸余增加到10 t,缩短了各拉速下的持续拉坯时间,并将封顶操作从0.1 m/min提高到0.2 m/min,可减小尾坯卷渣的可能性和降低了生产成本,节约中间包尾坯降拉速总时间266.8 s和节约钢水量5.08 t。300mm×2000 mm 3^#板坯连铸机采用优化操作后,每月尾坯废品总量从576.4 t降低到139.1t。     

Ⅹ80管线钢238mm×1650mm连铸坯温度场及凝固末端位置的数学模拟

用二维切片跟踪铸坯凝固传热的方法建立了X80管线钢(/%:0.04C,1.85Mn,0.25Si,0.006P,0.003S,0.30Ni,0.21Mo,0.06Nb,0.02V)238 mm×1650 mm板坯连铸过程中垂直拉坯方向传热的数学模型,通过ANSYS对X80管线钢连铸过程中温度场及坯壳厚度的渐变进行计算,得出拉速1.2mm/min时,出结晶器坯壳厚为18.14 mm,铸坯液芯长22.58 m。凝固壳厚度计算值射钉测试结果的相对误差≤2.5%,凝固末端位置的相对误差为0.68%。分析了过热度(25~55℃),拉速(1.2~1.3m/min)和二冷水量(79.2~96.8 m~3/h)对切片各点温度和凝固末端位置的影响。结果表明,增大拉速、减小二冷配水量,连铸坯表面温降变慢,凝固末端位置距离结晶器液面越远,凝固时间变长;该X80管线钢板坯连铸最佳工艺参数为钢水过热度35℃,拉速1.2 m/min和二冷配水量88m~3/h。     

浸入式水口结构对连铸大圆坯质量的影响

为研究不同结构的浸入式水口对大规格连铸圆坯质量的影响,以某钢厂生产断面直径为500 mm的 42CrMo连铸圆坯为背景,对使用侧孔浸入式水口和传统直通浸入式水口的使用效果开展研究。结果表明,采用侧孔浸入式水口浇铸时,结晶器进出水温差由传统直通水口的3.30 ℃提高至3.54 ℃;连铸圆坯中心疏松由1.5级改善至1.0级,中心偏析指数由0.93~1.21降低到0.98~1.02,近表层至近中心碳极差由0.050%~0.075%降至0.035%~0.053%,使用侧孔浸入式水口的连铸圆坯碳偏析得到改善;铸坯内弧侧表层至3/4R处氧化物夹杂物总量减少0.5个/mm2;铸坯从1/4R处向内长度不小于13 μm的硫化物数量减少0.35个/mm2;轧材全氧质量分数平均降低0.000 12%,夹杂物中B类氧化物夹杂均在1.5级以内,钢中大尺寸夹杂物明显减少,钢的洁净度得到改善。     

IF钢连铸开浇工艺对头坯洁净度影响的研究

IF钢连铸开浇过程头坯洁净度水平较低,目前各企业一般将开浇坯作判废或降级处理,这导致了产品质量不稳定,成材率低等问题.为研究IF钢非稳态开浇阶段连铸坯的洁净度水平及优化措施,采用现场取样、检测分析及数值模拟计算相结合的方法,分析了IF钢开浇阶段不同拉速变化曲线条件下连铸坯沿拉坯方向的洁净度变化规律.通过实验检测发现沿拉坯方向头坯T[O]、[N]及显微夹杂物含量呈现明显下降趋势,距离头坯头部6 m处T[O]含量为13×10^-6,接近正常坯水平,距离头坯头部7 m处[N]含量约为19×10^-6,接近正常坯水平,开浇工艺对于连铸坯T[O]、[N]及显微夹杂物含量影响不大.匀速、前快后慢和前慢后快三种拉速工艺条件下,大型夹杂物在距离头坯头部2 m处的质量分数约为0.2 mg·kg^-1,但之后均存在不同程度的大型夹杂物数量波动现象,而前快后慢工艺影响范围最小,在5.5 m后均达到正常水平.通过数值计算同样发现,前快后慢的提拉速工艺条件下产生的头坯洁净度更快地接近正常坯洁净度水平(约开浇430 s后,对应拉坯5 m).基于本文研究,...     

X65MS管线钢中心偏析改善的实践

为了研究改善X65MS管线钢中心线偏析的措施,分析板坯中心偏析的原因、形态以及危害,重点讨论X65MS抗酸管线钢在实际生产中化学成分、浇铸过热度、动态轻压下对中心偏析的影响。结果表明,动态轻压下对中心偏析的改善最为有效,而降低钢中磷质量分数、降低钢水过热度、保证铸机精度,则可使中心偏析得到进一步改善。     

邯钢中碳微合金钢板坯轻压下位置优化

板坯连铸轻压下实施过程中,合理的压下参数是影响铸坯内部质量的决定性因素。根据邯钢中碳微合金钢板坯连铸生产条件,建立凝固传热模型,结合板坯射钉试验研究,预测其凝固进程和压下位置。在此基础上,开展轻压下工业试验,分析了压下位置对铸坯中心偏析的影响。结果表明,在拉速为0.85 m/min、过热度为20～30 ℃、二冷比水量为0.59 L/kg的条件下,邯钢中碳微合金钢板坯连铸压下区间中心固相率为0.2～0.7,对应位置为16.42～21.62 m,位于7～9号扇形段内。与采用6～8号扇形段压下相比,优化方案明显改善了板坯中心偏析和疏松,东西两侧不均匀偏析和横截面V型偏析显著减弱。     

高品质弹簧钢精炼过程氧化物夹杂的控制

研究了采用LF-VD-CC精益窄窗口控制工艺路线时,合适的脱氧、造渣、合金及夹杂物控制等技术对钢水洁净度的影响。结果表明,采用本工艺能够生产出全氧质量分数低于0.000 8%、Ti质量分数低于0.001 8%、Al_s质量分数低于0.002 2%的高品质弹簧钢;将精炼顶渣中Al₂O₃质量分数控制在不超过5%时,能够有效实现氧化物夹杂的低熔点化和塑性化;精炼过程中,熔点进入1 600 ℃等温线以内的氧化物夹杂在不断长大,并且通过上浮去除,而残留于钢中的夹杂物不仅熔点低、变形性能好,而且尺寸细小,对疲劳性能的影响较小。     

42CrMo钢大尺寸夹杂物的来源与控制

针对42CrMo合结钢轧材超声波探伤合格率低的问题,利用扫描电镜等设备对探伤不合样品进行分析,发现探伤不合样品中有直径为100 μm左右的球形夹杂物或者尺寸为1 000 μm左右的长条形夹杂物.通过钢液内生夹杂和生产过程接触的原辅料的分析比对,认为大尺寸夹杂物主要由于外来夹杂进入钢液中,最终造成轧材探伤合格率低.通过增...     

厚板坯连铸二次冷却传热数学模拟

在考虑二冷边界换热的条件下,建立了与厚板坯连铸机相适应的传热数学模型。用远红外测温仪测试X65管线钢230 mm×1650 mm铸坯表面温度,实验结果同模拟结果吻合较好。应用数学模型,对不同拉速下管线钢的连铸凝固过程进行了仿真计算,分析了拉速对出结晶器坯壳厚度、铸坯表面温度和液芯长度的影响,得出在给定的二冷条件下,为得到合理的铸坯表面温度,管线钢的拉速应为0.9～1.2m/min。     

IF钢连铸头坯洁净度研究

应用氧氮成分分析、大样电解分析、扫描电镜分析、能谱分析等分析手段,研究了转炉—RH—连铸生产IF钢头坯洁净度的变化规律,并与正常坯洁净度水平进行对比分析。结果表明:沿拉坯方向头坯T[O]和[N]含量呈明显下降趋势。头坯大型夹杂物含量都明显高于正常坯,并沿拉坯方向总体呈减少趋势,4.4 m后大型夹杂物含量接近正常坯水平。铸坯中的大型夹杂物在厚度方向分布不均匀,内弧含量要明显高于外弧含量。头坯中大型夹杂物主要是尺寸为140~300μm和大于300μm两类,分别占总夹杂物质量分数的22.6%和56.8%,此类夹杂物主要来源于结晶器卷渣、中间包卷渣、二次氧化产物以及钢包引流砂。