连铸特厚板坯内部质量控制的关键技术

 采用连铸工艺流程生产特厚钢板具有低能耗、低排放和高效率的显著优势。然而，连铸坯中心偏析与疏松、内部大尺寸夹杂物未能得到较好的控制，是导致厚度不小于100 mm特厚板探伤不合格的主要原因。鉴于此，研发了特厚板连铸坯内部夹杂物去除技术与中心偏析、疏松控制技术，给出了利于夹杂物充分上浮去除的铸机最佳垂直段高度，以及改善铸坯中心偏析与疏松缺陷的凝固末端压下率参数。应用结果表明，上述技术措施取得了明显效果，生产的特厚板坯质量良好，采用连铸特厚板坯轧制出了优质特厚板。     

连铸板坯凝固末端大压下改善铸坯内部质量

探讨了单对辊凝固末端大压下对连铸板坯内部质量的影响。研究中,分析检测了不同拉速条件下Q345D连铸坯低倍组织特征,并对铸坯中心疏松进行了定量测量。结果表明,采用大压下能够有效改善连铸坯的内部质量。拉速为0.70 m/min时,大压下15 mm相比轻压下时铸坯在宽度1/2位置、1/4位置处的中心疏松体积均明显降低。轻压下时铸坯宽度1/2、1/4位置处的中心疏松体积分别为1.73×10-7、2.68×10-7 cm3/g;大压下15 mm时铸坯宽度1/2、1/4位置处的中心疏松体积分别为5.33×10-8、-1.84×10-8cm3/g。轻压下、大压下15 mm时连铸坯中心碳偏析均较轻,但后者相对稍重,最大值分别为1.176、1.282;轻压下与大压下条件下,铸坯宽度1/4位置中心碳偏析均高于宽度1/2位置。特别地,大压下15 mm时,铸坯宽度1/2位置、1/4位置处,连铸坯中心靠外弧侧出现负偏析,最大负偏析值为0.916。     

轻压下调整对模具钢宽厚板坯中心质量的优化

 为解决塑料模具钢1.231 1（450 mm×2 180 mm）宽厚板连铸坯出现的中心偏析和疏松等质量问题,首先通过射钉试验对板坯坯壳厚度进行准确测量,结合ProCAST数值模拟软件直观呈现连铸坯凝固传热过程。根据软件导出的数值模拟结果获得与弯月面不同距离处铸坯的中心固相率,为该钢种宽厚板坯轻压下位置的确定提供可靠信息。参照连铸坯的中心固相率分别就连铸机压下区间、压下量以及压下率对铸坯中心质量的影响进行了一系列研究。最终试验结果表明,压下位置由铸坯中心固相率[fs＝0.30～0.70]后移至[fs＝0.50～0.85]所对应区间、压下率由0.8升高至1.4 mm/m,铸坯中心疏松问题消失,中心偏析宽度明显减小。     

Q345B厚板坯连铸轻压下工艺的优化

针对生产中出现的厚规格Q345B板材厚度中心分层缺陷进行了调查分析,结果表明：板材中心分层是由于连铸坯中较为严重的中心疏松在后期轧制过程中未能轧合所致。进一步对Q345B连铸坯轻压下工艺调查发现,实际凝固终点位置比模型计算值靠后,且凝固末端扇形段压下率低,不足以补偿其凝固收缩,从而形成较为严重的中心疏松缺陷。在调查分析基础上,通过将该规格连铸坯轻压下区间后延并加大轻压下量,增加了凝固末端压下率,降低了连铸坯中心疏松和中心偏析程度,从而彻底解决了板材中心分层问题。     

160mm×160mm轴承钢连铸小方坯轻压下工艺优化

摘要：针对轴承钢GCr15连铸小方坯断面的中心缩孔、中心偏析等常见内部质量缺陷，确定了轻压下区间并进行压下试验。通过对压下试验结果的分析，得到了轻压下工艺参数与铸坯中心疏松、中心偏析的关系。试验结果表明，采用凝固末端轻压下技术后轴承钢内部质量得到明显的改善，可将铸坯中心缩孔级别控制在1.0级以下，而不合理的压下量分配会导致铸坯出现压下裂纹。1号、2号拉矫辊分配较小的压下量可有效减少铸坯的压下裂纹并改善中心疏松以及中心偏析。     

韶钢宽板坯连铸机动态软压下技术研究

韶钢宽板坯连铸机生产的铸坯内部存在中心偏析、中心疏松的质量问题,为了提高铸坯内部质量,通过射钉实验找到板坯凝固末端的位置,再对板坯凝固末端的压下参数进行优化.实施后,优于中心偏析B1.0、中心疏松1.0、中间裂纹0.5的等级比例由45%达到80%以上;同时探伤合格率也明显提高,从实施前的80%左右提高到98%以上,铸坯内部质量得到明显改善.     

高强钢板坯凝固过程模拟与工艺优化

以凝固参数测定和铸坯表面温度测量结果为验证边界条件，应用ProCAST软件对960QT钢板坯连铸过程中的传热和凝固过程进行了模拟，分析了拉速、过热度对铸坯温度场、液芯长度的影响，得出在拉速为0.9 m/min，过热度为23℃工况下，960QT板坯的凝固终点位置距离弯月面18.43 m；在浇注温度为1 535℃时，拉速每增加0.1 m/min，凝固末端位置向后移动2.7 m左右；在拉速为0.9 m/min时，过热度每增加10℃，凝固末端位置向后移动0.4 m左右。此外，对轻压下系统的压下位置和压下量进行了优化，由3个扇形段压下改为2个扇形段压下，6、7段压下量改为2.0、2.5 mm。工艺优化后，铸坯中心偏析和中心疏松得到明显改善，中心碳偏析指数由1.85降至1.09。     

420 mm特厚板坯大压下技术的应用

对新钢3#特厚板连铸机大压下工艺进行了细致的研究.在常规0.55 m/min的拉速条件下,确定了420 mm厚中碳钢时连铸坯大压下段为第9段和10段;通过不同压下量试验条件下连铸坯中心偏析程度对比确定了在第9段和10段分别采用压下量为7 mm和1.5 mm的大压下工艺,连铸坯中心偏析得到显著改善,满足了新钢高品质特厚钢板对连铸坯内部质量的严格要求.     

轻压下改善42CrMo钢300mm×400mm大方坯内部质量的工艺实践

以中碳钢42CrMo为试验钢,通过建立300mm×400 mm连铸大方坯凝固传热模型,确定合理压下区间4#～7#辊压下量分别为"1 mm-2 mm-3 mm-1mm",并进行工业试验.试验结果表明,轻压下工艺对铸坯凝固各组织占比影响不大,但可明显改善中心致密性和偏析.铸坯芯部最大疏松点尺寸由1106 μm×608 μm...     

连铸坯压下技术发展与应用

连铸坯压下技术已成为控制铸坯质量的重要手段之一。通过介绍轻压下技术、重压下技术、大压下技术三种连铸坯压下技术的发展现状、作用机理以及应用效果,分析了重压下和大压下技术在改善厚规格、大断面铸坯内部质量方面的优势。动态轻压下技术与铸坯凝固末端重压下或大压下技术相结合,将会成为未来连铸行业的发展趋势。     

连铸坯轧制厚钢板极限规格缺陷分析与改进

针对连铸坯轧制特厚板超声波探伤不合格的问题,对连铸坯及钢板取样进行热酸浸低倍组织检验,并对钢板样进行金相分析。结果表明,连铸坯本身有较严重的中心疏松和中心偏析,钢板有疏松残留,偏析严重处伴生微裂纹。通过提高钢液纯净度,投用连铸电磁搅拌(S-EMS),优化轻压下工艺,增加单道次压下量等措施,保证了特厚板质量,探伤合格率达到98.97%。     

天钢连铸板坯中心裂纹的成因分析

针对天钢炼钢厂在连铸生产中出现的中心裂纹,结合VAI动态辊缝模拟软件、铸坯凝固过程应变理论及天钢炼钢厂的生产实践,分析了产生铸坯中心裂纹的影响因素.在设备方面,辊缝超差,特别是凝固末端辊缝超差是造成中心线裂纹的主要原因.在工艺方面,铸坯在冷却过程中,由钢水成分、浇注温度以及拉速变化引起的相变降低了钢的高温塑性.在外力作用下,坯壳承受的应力之和超过了钢的允许强度和应力时,铸坯就会产生裂纹.     

薄板坯连铸连轧的液芯压下技术

介绍了国内外薄板坯连铸连轧流程中液芯压下技术的发展与应用情况,分析了液芯压下过程中铸坯的凝固机理以及变形的应变特点,并根据铸坯的凝固机理和坯壳凝固前沿的应变条件,提出了确定单辊压下量、压下量分配和总压下量的基本方法。     

连铸板坯三维二冷动态配水与精准压下研究与应用

在现有工艺条件下,校验和完善二冷区铸坯凝固传热计算数学模型,开发三维二冷配水模型,解决目前设备状况下冷却水分布不均匀对铸坯温度的影响,从而控制铸坯表面质量,特别是铸坯的角部裂纹,同时对板坯连铸二冷配水制度进行改进和优化,使之满足高效连铸生产条件和改善铸坯质量的需要。提出压下参数计算公式,结合所开发三维二冷配水模型,优化现有压下工艺,提出并应用精准可控单段压下、非稳态压下控制,集中解决连铸板坯中心偏析、中心疏松和缩孔等内部质量问题。同时优化模型数据库,使之数据更加完备,模型计算更加准确,同时模型具备异钢种混浇过程二冷及压下控制功能,能够进行凝固终点W形预测与控制,可进一步提高模型适用性和准确性。模型开发并成功在多家钢厂现场应用,有效改善了铸坯裂纹和偏析等铸坯表面和内部的质量问题。      

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。     

电磁搅拌技术在连铸上的应用

在连铸坯凝固过程中,由于冷却速度很快,造成铸坯凝固时柱状晶的发展,往往产生＂搭桥＂现象,导致铸坯内缩孔、偏析、疏松、夹杂物聚集等缺陷产生。为解决以上问题,电磁搅拌技术应运而生,采用电磁搅拌装置,有利于改善连铸坯的凝固组织,从而改善铸坯表面及内部质量。本文介绍了电磁搅拌的主要类型、设备组成及其应用效果。     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座(待续)──第二讲 连铸坯质量与凝固过程中的传输现象

高效连铸的主要目的是获得高的铸坯无缺陷率，连铸技术工作者一直把连铸坯质量作为连传发展的一个方向。连铸坯存在的缺陷主要表现为裂纹、偏析、非金属夹杂及鼓肚变形等，这些缺陷的形成与连铸坯凝固过程中的传输现象密切相关。     

Micro‐Segregation Behavior of Solute Elements in the Mushy Zone of Continuous Casting Wide‐Thick Slab

Based on the assumption that the transverse cross‐section of dendrites is a regular hexagon, a coupled macro‐heat transfer and solute diffusion model was developed to describe micro‐segregation behavior of solute elements in the mushy zone during wide‐thick slab continuous casting. The heat transfer model and the micro‐segregation model were validated by the industrial tests and the experiment measurements in literatures, respectively. The results show that the cooling rate decreases from 51.1°C s^?1 at the surface to 0.13°C s^?1 at the center of the wide‐thick slab of peritectic steel continuous casting. The effective cooling rate equaling to 1.78°C s^?1 mainly depends on mold cooling and varies little with casting speed. The micro‐segregation behavior of solute elements in the mushy zone depends on back diffusion ability and local equilibrium at interfaces. Compared with other elements in the steel, phosphorus, and sulfur elements exhibit a much higher segregation ratio at the end of the solidification and are more significantly affected by the initial carbon content.