宽厚连铸板坯角部裂纹控制技术开发

 针对直弧型大型连铸机钢液中夹杂物更容易上浮到结晶器液面,有利于降低板坯中的夹杂物质量分数,生产宽厚板坯时角部容易出现横裂纹也容易出现纵裂纹的特点,重钢3号连铸机通过大倒角结晶器技术开发、直弧型连铸机对弧技术优化、板坯宽窄面鼓肚预防等工作降低坯壳所受到的应力;通过大倒角结晶器开发、二冷喷嘴布置优化、二冷动态配水等工作,使板坯温度避开钢的第三脆性区。这两方面综合作用的结果是,2014年2月至12月板坯角部裂纹率为零,解决了板坯角部横裂纹和纵裂纹问题。     

利用倒角结晶器消除连铸板坯的角横裂纹缺陷

 提出一种用以解决连铸板坯角横裂纹缺陷的倒角结晶器技术。倒角结晶器的数值仿真和工业化试验表明：倒角铸坯在连铸矫直区角部温度可以提高70℃以上,能够避开钢的高温低塑性区;同时,倒角的特殊的结构形式可以降低铸坯角部的Z向应力,有助于控制角横裂纹缺陷。     

板坯角横裂成因及控制措施

针对微合金化钢角部横裂纹缺陷,从连铸工艺角度分析了板坯角横裂的形成原因,提出了微合金化钢角部横裂纹缺陷的控制措施。通过优化二次冷却强度、稳定结晶器液面、提高铸机精度、调整二冷喷嘴宽度、采用倒角结晶器及控制钢液增氮等措施,提高了铸坯表面质量,板坯角部横裂纹得到了有效改善,缺陷发生率由24%降低至2%。     

板坯连铸倒角结晶器的开发与应用

 为减少连铸板坯角部横裂纹,在分析连铸坯角部横裂纹形成机制的基础上,提出了通过倒角结晶器减少角部横裂纹,以改变连铸板坯角部的二维传热,提高矫直时连铸坯的角部温度。数值模拟计算的结果表明,相对于直角连铸坯,倒角连铸坯在矫直区连铸坯角部温度明显提高,消除了角部Z向应力和应变集中。工业生产数据表明,采用倒角结晶器后,矫直区连铸坯角部温度从810~855℃提高到901~932℃,有效避开了钢的高温脆性区,连铸坯角部横裂纹发生率从10.6%稳定控制到1.6%以下,显著减少了连铸坯角部横裂纹。目前倒角结晶器稳定应用于首秦,所生产钢种涵盖了普碳钢、低合金钢、低碳钢和中碳含铌钢等。     

倒角连铸坯角部纵向裂纹形成机制及控制

 倒角结晶器是控制板坯角部横向裂纹的有效方法之一,但角部纵向裂纹是倒角连铸坯易发的缺陷,这成为了倒角结晶器大规模应用的最大障碍。通过研究倒角结晶器生产工艺参数、设备精度以及喷嘴堵塞等因素对倒角连铸坯角部纵向裂纹的影响,确定了角部纵向裂纹发生的机制。研究表明,倒角结晶器窄面锥度不合理、0段和1段连接偏差以及喷嘴堵塞等是角部纵向裂纹产生的主要原因。通过采取有效措施,可以将倒角连铸坯角部纵向裂纹发生率降低到0.6%以下,使得倒角结晶器实现大规模的工业应用。     

倒角结晶器板坯角纵裂纹纹的原因分析

倒角结晶器是控制板坯角横裂纹的有效办法,但在使用倒角结晶器过程中板坯经常出现角纵裂纹。通过研究倒角结晶器工艺参数、使用工况及设备精度等因素对板坯角纵裂纹的影响,针对性分析了角纵裂纹产生原因,采取有效措施,使倒角结晶器角纵裂纹发生率由12.5%降低到0.7%以下。     

倒角结晶器在涟钢板坯连铸生产中的应用

 为了消除微合金化钢连铸板坯的角部裂纹缺陷,使得板坯在不进行离线切角的条件下满足轧制要求,采用倒角结晶器技术进行了大量的工业试验,分析并解决了倒角型板坯存在的角纵裂及结疤问题,实现了该技术的规模化连续生产。工业应用结果表明,倒角结晶器技术不仅能够控制板坯的角横裂缺陷,而且能够大幅度降低超低碳钢热轧板卷边直裂的发生率,因此可为钢铁企业带来巨大的经济效益。     

板坯角部横裂纹综述

分析总结了板坯角部横裂纹的特点及其对轧制产品的影响,对板坯角部横裂纹的产生机理、影响因素进行了系统综述,归类总结了预防板坯角部横裂纹产生的措施。通过对比,发现采用倒角结晶器解决板坯角部横裂纹的措施效果较好。     

倒角结晶器保护渣在含硼钢的开发与应用

针对国内某钢厂生产含硼钢SS400B时,板坯存在严重角部横裂纹缺陷,为防止热轧钢卷形成翘皮缺陷,把直角结晶器改为倒角结晶器,但是引起结晶器内钢水流场、凝固坯壳受到摩擦力及倒角面温度的改变,角部横裂纹虽然得到控制但是倒角面容易产生纵裂缺陷。通过开发倒角结晶器保护渣,从保护渣结晶性能、润滑性能和配碳模式3个方面的设计开发了适应该类含硼钢种浇铸的倒角结晶器保护渣理化性能指标。工业试验表明,含硼钢SS400B板坯角裂得到有效控制,板坯角部缺陷率由8.2%降低到0.3%,能够满足用户的使用要求。     

倒角结构对连铸坯角部温度的影响及角横裂控制工业试验

以控制铌、钛微合金化钢板坯角部横裂纹为目标,在马鞍山钢铁股份有限公司板坯连铸机上开发并应用倒角结晶器技术。建立三维稳态传热模型,采用数值模拟的方法研究了倒角结构对连铸坯角部温度的影响,通过工业试验对比分析了不同角部形状板坯角部横裂纹的控制效果。数值模拟结果表明:铸坯角部由直角变为钝角后,角部温度明显提高;距弯月面900mm处,角部温度由788℃提高到1 091℃以上,铸坯宽面角部的角度分别为120°,125°,127°时,其角部温度依次为1 091,1 128,1 110℃,相应地铸坯窄面角部的温度依次为1 254,1 240,1 209℃。工业试验结果表明:采用倒角结晶器和二冷弱冷工艺后,角部横裂纹得到了有效控制,铸坯宽面角部的角度为125°时,角部横裂纹发生比例最低,铸坯质量满足热送直轧要求。     

连铸结晶器异形足辊

提出了一种不同于连铸结晶器常规圆柱形足辊的异形足辊。这种足辊的特点是中心部位凸出，能有效地压缩出结晶器下口的坯壳，从而减轻铸坯鼓肚量，防止铸坯角部纵裂纹及由此引发的漏钢事故，经马钢三钢厂板坯和方坯连铸机实际应有和效果良好，使板坯角部纵裂漏由投产初期的０．７３％下降为零。     

攀钢低合金钢板坯角横裂缺陷的控制技术

分析了结晶器液面波动、结晶器锥度、结晶器冷却制度、连铸保护渣、二冷制度等连铸工艺对低合金钢板坯角部横裂纹缺陷的影响,在此基础上,提出了改善板坯角部横裂纹的有效措施,即稳定结晶器液面、优化结晶器锥度、弱化结晶器冷却和连铸二次冷却,改进连铸保护渣等.研究结果经实施应用,明显减轻了板坯角部横裂纹缺陷,消除了因低合金高强度钢连铸坯角部横裂纹缺陷引起的热轧板卷边裂缺陷.     

板坯连铸倒角结晶器的开发与试验应用置

针对某钢厂板坯连铸铸坯常出现角部横裂纹缺陷,建立了全面考虑保护渣和气隙对传热影响的结晶器与铸坯二维瞬态热力耦合有限元模型,研究了窄面铜板在不同倒角结构下铸坯的凝固收缩行为,分析了铸坯在结晶器内的温度和应力分布情况。数值模拟结果表明结晶器窄面铜板倒角过大或过小,都不利于铸坯温度的均匀分布;对断面厚度为220mm的铸坯,窄面铜板采用20mm~25mm×30°~45°倒角时,铸坯表面温度分布最均匀,各应力指数分布较合理。根据模拟结果开发了25mm×30°和25mm×45°两套倒角结晶器并上线试验,试验结果表明倒角结晶器能较好的控制铸坯角部横裂纹,特别是对于含硼等微合金元素裂纹敏感钢种,通过抛光、低倍和酸洗样观察,未发现角部横裂纹。     

鞍钢170 mm厚铸机大倒角结晶器优化生产实践

针对鞍钢170 mm厚铸机应用大倒角结晶器出现的结晶器寿命短、角部纵向压痕重以及角部横裂纹问题,采取了优化结晶器窄侧铜板与足辊接弧方式和接弧标准、调整窄侧铜板锥度和窄侧二冷水水量等措施后,大倒角结晶器通钢量从2.5万t增加到4.5万t以上,包晶钢铸坯轧后边部裂纹指数由47降至5.     

板坯连铸结晶器倒角结构和锥度研究

针对板坯连铸铸坯常出现角部横裂纹缺陷,建立了板坯连铸结晶器与铸坯二维瞬态热力耦合有限元模型,研究了板坯结晶器窄面铜板在不同倒角结构和不同锥度情况下铸坯的凝固收缩行为,计算了铸坯在结晶器内的温度和应力分布情况。模型较全面地考虑了保护渣和气隙对传热的影响。数值模拟结果表明：结晶器窄面铜板倒角过大或过小,都不利于铸坯温度的均匀分布;对断面厚度为230mm的铸坯,窄面铜板采用20mm～25mm ×45°;倒角及抛物线锥度时,铸坯表面温度分布最均匀,最大平面主应力分布较合理,角部出现横裂纹的可能性会大大降低。     

EH36钢连铸坯角部横裂热模拟试验研究

针对某钢厂EH36钢300 mm厚连铸板坯的角部横裂问题,应用Gleeble—3800热模拟试验机研究了EH36钢的缺口试样在结晶器与二冷矫直区分别产生裂纹的差异.研究表明,结晶器产生的裂纹特征与二冷矫直区产生的裂纹特征在氧化程度上有着显著差异,据此可以判定EH36钢300 mm厚连铸板坯的角部横裂产生位置,为调整工艺参数提供参考.     

倒角结晶器技术在太钢的成功开发与应用

为解决包晶钢连铸板坯角横裂缺陷,提高板坯角部质量,避免轧后卷板产生边部重皮问题,通过开发倒角结晶器工艺,本质化改善连铸坯在铸机内凝固过程温度场和应力场作用,彻底解决了板坯角横裂问题。     

连铸坯角部纵裂纹原因分析及对策

对攀钢2^#板坯连铸坯角部纵裂纹产生的原因进行了分析，认为结晶器宽、窄面冷却水量配比不合理以及结晶器等设备状况不良是造成连铸坯角部纵裂纹的主要原因。通过调整结晶器宽、窄面冷却水量，连铸坯角部纵裂纹得到了较好的控制。     

低碳铝镇静钢裂纹漏钢原因分析及预防措施

对梅钢2号连铸机低碳铝镇静钢裂纹漏钢的原因进行了分析，认为结晶器水流量的配比不合适、水口插入深度不合理，Mn／S不当是裂纹漏钢的主要原因，换水口换渣操作不规范、浇注温度不合理、拉速过低是造成裂纹漏钢的次要原因，通过采取相关措施使板坯裂纹漏钢得到了有效控制。     

板坯角部裂纹分析与控制

对天钢板坯角部裂纹进行研究分析,结果表明:铸坯凝固过程中晶界出现了B(CN)和Al N等二相粒子聚集,同时,由于在铸坯初凝期奥氏体晶界生成铁素体膜,导致板坯角部区域的延展性显著降低。受二者的共同作用,当板坯通过矫直区时,受到矫直应力作用而产生裂纹。通过控制钢中氮含量、降低结晶器水量及二冷水量,提高铸坯角部的矫直温度,改善高温力学性能,使板坯角部裂纹得到有效控制。