20CrMnTiH冶炼全流程夹杂物演变分析

为明确冶炼过程中齿轮钢中的非金属夹杂物的演变行为, 实现对钢中夹杂物特性的有效控制和提高产品质量, 以20CrMnTiH齿轮钢为研究对象, 通过对"BOF-CAS-LF-VD-CC-轧制"的冶炼工艺对齿轮钢生产过程取样分析, 采用扫描电镜对不同阶段的夹杂物成分、尺寸、形貌和数量等特性进行系统分析研究。结果表明, 在转炉冶炼结束后, 在CAS精炼结束之前, 钢中只有Al₂O₃夹杂, 且呈团簇状存在; 在LF造白渣5 min时, 加入钙线进行钙处理, 促进夹杂物的形态改变, 形成了Al₂O₃、Al₂O₃-CaO以及Al₂O₃-MgO夹杂; 在LF出站时, 已经结合成为球状的Al₂O₃-MgO-CaO、CaS-MnS类的复合夹杂和TiN夹杂; 在中包位置时, 除了球状的Al₂O₃-MgO-CaO复合夹杂和CaS夹杂, 还出现了小尺寸氧化物夹杂。      

含钛微合金钢凝固过程中TiN的析出行为分析

分别从热力学和动力学方面研究了低碳含钛微合金钢凝固过程选分结晶对TiN夹杂物析出的影响。热力学分析表明,液相线温度以上不会有TiN析出;由于凝固过程凝固前沿Ti、N元素富集,凝固分数达到0.377时,凝固前沿固相中开始析出TiN;凝固末期,Ti和N的富集程度进一步增大,固液相中均有TiN析出。动力学分析表明,随着冷却速度的降低,凝固过程TiN夹杂物的尺寸显著增加,当冷速高于50 K/s时,TiN的理论半径为5.5 μm,当冷速低于5 K/s时,TiN的理论半径在17.5 μm以上;固相中析出的TiN为纳米级别。铸坯中TiN析出物主要尺寸为1~5 μm,且大尺寸夹杂主要在铸坯厚度方向的1/4处和中心处析出,这表明铸坯中的大尺寸夹杂物是在凝固过程中析出的。     

连铸黏结漏钢发生机理及预报模型

连铸是炼钢过程非常重要的工序之一。连铸过程多发漏钢事故，其影响因素多且机理复杂，其中以黏结漏钢最为常见，约占总漏钢事故的70%。连铸漏钢事故造成钢液泄漏，容易发生灼烫、火灾甚至爆炸等安全事故，造成人员伤亡和巨大的财产损失。为解决上述问题，剖析了黏结裂口的扩展方式和黏结漏钢的形成机理；基于热电偶测温法预报黏结漏钢的原理，利用神经网络建立黏结漏钢预报模型，并运用遗传算法完成神经网络的优化，预报模型测试样本的正确报出率达到100%,预报率为97.56%;对空间网络模型进行了验证，A型空间网络模型的输出符合期望，可以实现黏结在空间裂口扩展的预报。模型具有很好的应用价值，可为连铸安全生产提供支撑。     

低碳微合金钢中TiN的析出行为分析

低碳含钛微合金钢作为一种典型的高强度钢,近年来在工业上得到了广泛的应用。细小的TiN析出物可以细化奥氏体晶粒,提高钢的韧性,增强钢的良好成形性和可焊性,并降低工艺的生产成本。但是大量的或者大尺寸的TiN在铸坯中析出则会影响钢的裂纹敏感性。在整个炼钢过程中对样品进行了氧氮分析。结果表明钢包炉(LF)过程中氮含量异常增加。除了空气和钢水之间的反应外,炼钢的原料和辅助材料也可能是导致钢水中氮含量增加的原因,重点研究了铁钛合金的洁净度对TiN析出行为的影响。根据热力学计算结果,当氮质量分数从0.005%降低到0.002%时,TiN的沉淀温度可以降低到1 400 ℃,而TiN的析出量将大为降低。     

基于改进Canny边缘检测的堆叠货箱分割定位方法

为了提高集装箱卸货的自动化水平,针对集装箱内堆叠货箱难分割定位的问题,提出了一种基于改进Canny边缘检测的堆叠货箱分割定位方法。通过阈值分割和形态学处理进行图像预处理,去除背景干扰,提取堆叠货箱区域图像,基于改进Canny算法对堆叠货箱进行边缘检测,根据堆叠货箱边缘特征进行筛选并基于最小二乘法进行直线拟合,解决边缘线条不连续和虚假边缘问题,对边缘进行区域化处理,以此将堆叠货箱分割成独立的货箱区域,提取每个独立货箱的最小外接矩形,得到货箱中心点的位置信息。实验结果表明,该方法对堆叠货箱有很好的分割效果,定位精度小于5 mm,满足定位精度要求。     

电磁搅拌对特大方坯结晶器内流场及温度场影响

以某厂断面为410 mm × 530 mm的特大方坯结晶器为原型，利用ANSYS有限元软件建立三维数值模型，研究电磁搅拌对结晶器流场及温度场的影响。施加电磁搅拌后，钢液受到径向电磁力，液面呈现旋转流动趋势。结晶器内钢液最大切向速度随着电流的增加而增大，随着频率的增加而减小。电磁搅拌的电流大小由0 增加到500 A时，液面波动由1.21 mm增加到4.35 mm。电磁搅拌能够使钢水的高温区局限于连铸结晶器上部，钢水温度更加均匀。同时钢液的水平旋流能够抑制初生坯壳的生长，降低坯壳的生长速度，使结晶器出口处坯壳厚度变薄。综合分析，该厂在实际生产时合理的电磁搅拌的电流大小应为400 A，频率为1.5 Hz，此时钢渣液面波动约为2.73 mm，温度场较为均匀。