保护渣渣圈形成长大机理及影响因素研究现状

结晶器保护渣是一种重要的功能材料,对保证连铸过程顺行及提高铸坯质量起着重要作用,但在连铸过程中,保护渣容易在结晶器内壁上黏结,形成渣圈。过大的渣圈会削弱保护渣的控制传热和润滑作用,容易使铸坯表面缺陷增多,甚至造成漏钢事故。从宏观和微观两方面综述了国内外对渣圈形成长大机理的研究成果,并对渣圈在结晶器壁上的黏结情况进行了分析,总结了影响渣圈形成长大的因素,同时指出了现有研究中的不足,为以后的工作提供了参考。     

H11锻制模块低倍碳化物剥落形成原因分析

针对?1,100mm电渣锭生产的H11钢锻制模块的低倍碳化物剥落形成原因分析,结果表明电渣重熔过程熔速过快,结晶器冷却强度不足,造成重熔过程中Cr、Mo、V元素的成分偏析,合金碳化物大量聚集,导致低倍热酸侵蚀后出现碳化物剥落缺陷。通过降低电渣重熔过程熔速至13kg/min、结晶器冷却水水温降至35℃以下,可以避免H11模块出现低倍碳化物剥落缺陷。     

石油套管缺陷形成原因分析

采用金相显微镜、扫描电镜和能谱仪对石油套管制造过程中形成的缺陷进行了分析,并对缺陷的形成原因进行了探讨。结果表明:钢管分层、内表面鼓包缺陷以及螺纹表面麻坑缺陷是管坯中大型夹杂物导致的,其中分层和内表面鼓包缺陷中的夹杂物来源于钢水,夹杂物在浸入式水口中聚集长大后被钢流冲刷到钢液中;螺纹表面麻坑缺陷的夹杂物来源于钢液中的结晶器保护渣。钢管外折缺陷是由于管坯表面存在皮下裂纹,在轧制过程中遗传到钢管中形成的。提高钢水的洁净度、减少结晶器保护渣的卷入、控制铸坯表面的皮下裂纹是控制石油套管缺陷的关键。     

薄板坯连铸结晶器捞渣操作对漏钢的有效控制

根据邯钢CSP薄板坯流程及结晶器的特点,分析了结晶器渣条的存在对黏结漏钢、夹渣漏钢、纵裂漏钢等形式漏钢的影响机理。结合结晶器液面、热流、保护渣种类、结晶器上口火焰翻腾情况、钢包烧眼、漏钢预报报警情况等众多工艺生产因素对渣条形成情况进行判断分析,达到了对结晶器捞渣操作的精细控制,优化了结晶器内坯壳的润滑和传热条件,对降低漏钢率起到了显著的效果,使得CSP年漏钢率由0.07%降低到了0.03%。     

大圆坯环形锻件探伤缺陷类型及机理论述

为了揭示大圆坯锻件环形探伤不合格的原因,结合研究情况论述了多种不同类型缺陷形态及构成,并分析了各类型缺陷的宏观及微观特征、提出产生缺陷的原因以及解决措施。大圆坯锻件探伤不合格的主要原因有夹渣、内部裂纹以及应力裂纹3种形式,防止产生探伤不合格的主要工艺措施有防止产生二次氧化渣、结晶器卷渣以及水口堵塞、保证连铸在冷却过程的均匀冷却,降低钢中氧含量,并且避免产生应力集中的加工方式等。     

490CL车轮钢表面起皮缺陷分析

针对490CL车轮钢表面起皮缺陷问题,研究了其表面的宏观条痕缺陷和缺陷处微观的显微组织,并辅助以EDS检测。结果表明,490CL车轮钢起皮缺陷主要是由连铸坯原生的铸坯表面缺陷,以及吹氩过程中吹氩速度过高导致结晶器卷渣使保护渣料进入钢液中引起的。通过对炼钢工艺以及连铸速度的合理改善,使490CL车轮钢的加工合格率由原来的83%左右提高到99.6%,满足用户的生产要求。     

CSP生产IF钢冷轧板表面线状缺陷研究

采用光学显微镜、扫描电子显微镜和能谱分析仪研究CSP生产IF钢冷轧板表面线状缺陷,分析其形成原因。结果表明,线状缺陷呈黑色细线状,长度均在100 mm上下,宽度为0.5~1.0 mm,缺陷处存在大量夹杂物,主要为Ca、Si的氧化物,同时含有较高的Na、K、Mg和Al等元素。线状缺陷形成的主要原因为结晶器卷渣。     

连铸坯皮下夹渣的控制技术

皮下夹杂是生产高级冷轧薄板最常见的板坯缺陷。钢水中携带的非金属夹杂物、钢水浇注过程中结晶器保护渣的卷入是造成板坯皮下夹渣缺陷的主要原因。提高钢水的纯净度,做好稳态浇铸控制结晶器保护渣的卷入及采用高表面张力、高黏度结晶器保护渣是控制板坯皮下夹渣缺陷的最有效措施。     

冷轧板SPHCZ钢表面缺陷原因分析与对策

结合现场实际生产过程,采用扫描电镜、金相组织、能谱分析等手段探讨了冷轧板SPHCZ钢表面缺陷的原因,并提出了相应对策。研究结果表明:主要表面缺陷为长条状表面缺陷和带状表面翘皮缺陷,长条状表面缺陷部位主要成分为Fe和O,无其他夹杂元素存在,该类长条状表面缺陷产生原因是轧钢生产过程中氧化铁皮压入钢板。带状表面翘皮缺陷部位主要成分为Al、Ca、K、Na、O、Fe和部分S等夹杂元素,带状表面翘皮缺陷产生原因是连铸过程中结晶器保护渣卷入钢中。通过增加粗轧清除氧化铁皮频次、细化精轧机架内检查制度、优化中间包吹氩制度,提高保护渣黏度等措施,SPHCZ钢表面缺陷率取得了显著的效果,由改进前的0.37%降低至0.12%。     

汽车齿轮用20CrMnTiH钢顶锻裂纹产生原因及改进措施

汽车齿轮用20GrMnTiH钢热顶锻时产生表面裂纹,对存在缺陷的钢材进行高低倍检验及对生产过程工艺参数进行分析,连铸过程产生的皮下气孔和皮下裂纹是造成热顶锻裂纹的主要原因,通过改进保护渣的理化指标,避免连铸结晶器保护渣结壳,可以消除热顶锻裂纹的发生。     

不锈钢原料内在缺陷致冷轧断带的分析与改进

针对不锈钢原料内在缺陷导致的冷轧断带,采用扫描电子显微镜对断口形貌和成分进行分类,并对异物轧入、夹杂物和脆断的影响因素进行了探讨.结果表明,需根据断口不同的微观形貌和成分特征去制定改进措施.通过精炼工序适当延长软吹镇静时间可以减少辅料及炉衬耐材夹渣;通过连铸工序稳定拉速、改善冷却、优化结晶器流场及加强结晶器液面监控可以...     

42CrMoA钢主轴内部夹杂缺陷分析与控制

42CrMoA钢主轴在锻造后无损检测时发现内部有缺陷。采用宏观分析、扫描电镜观察、能谱分析、金相分析、化学成分分析、力学性能分析等方法对主轴缺陷的性质、成因和对主轴的影响进行了分析。结果表明：主轴内部缺陷为外来夹杂物,主要包含Al、Si、Ti、Ca、Mg、Na、K等元素的氧化物,主要为钢液或渣液冲刷熔蚀脱落的耐火材料形成的复合夹杂物,以及少量保护渣、炉渣,这些外来夹杂物集中分布在主轴的心部,其他位置的化学成分、内生夹杂物、金相组织、力学性能检测结果正常。通过优化浇铸工艺、挡渣设计等措施可以减少外来夹杂物。     

8407钢压铸模工作面麻点失效分析

8407钢压铸模具在使用过程中工作面出现麻点,对其进行抛光处理,而经抛光加工后再次使用,模具工作面仍出现麻点。采用金相显微镜及扫描电镜等仪器设备,对压铸模具失效件的化学成分、表面缺陷形貌特征及显微组织进行检测和分析。结果表明,模具工作面表面麻点处存在凹坑,凹坑周围及底部均存在不同程度的开裂,并在凹坑边缘形成斜坡状的压痕。模具工作面凹坑未发现氧化、腐蚀等化学反应,表明该凹坑由于挤压变形造成。压铸模工作面麻点产生的原因是抛光过程中加工强度过大,模具工作面表层已经形成高温快冷的白亮色淬火组织,淬火组织应力造成工作面的横向开裂,并形成局部纵向裂纹。在表面抛光热影响作用下,工作面次表层产生退火软化,因而形成变形的纤维状组织。模具在使用过程中,工作面表层纵向裂纹处被压塌形成凹坑,造成模具工作面宏观可见的表面麻点,导致锌合金压铸件产品表面凸起的外观缺陷。     

弹体表层缺陷原因分析

炮弹弹体生产中，磁粉检测发现表层缺陷。经理化检验确认，表层及基体内缺陷处含有夹杂物，通过扫描电镜观察及能谱分析，确认夹杂物中含有冶炼过程中保护渣的成分。表层缺陷是冶炼过程中保护渣卷入钢坯，钢材轧制、弹体冲拔加工时夹杂物随金属变形，切削加工时暴露到表层形成的，通过磁粉检测可以发现剔除。在基体内未暴露的缺陷无有效的检测方法检验剔除。建议完善钢材质量评估和检验方法，冶炼时及时剔除质量有波动的钢锭，弹体加工中采用有效的检测技术，选择适宜的时机进行基体缺陷的检验，以保证批量生产产品质量。     

A coupled model on fluid flow,heat transfer and solidification in continuous casting mold

Fluid flow, heat transfer and solidification of steel in the mold are so complex but crucial, determining the surface quality of the continuous casting slab. In the current study, a 2D numerical model was established by Fluent software to simulate the fluid flow, heat transfer and solidification of the steel in the mold. The VOF model and k-ε model were applied to simulate the flow field of the three phases(steel, slag and air), and solidification model was used to simulate the solidification process. The phenomena at the meniscus were also explored through interfacial tension between the liquid steel and slag as well as the mold oscillation. The model included a 20 mm thick mold to clarify the heat transfer and the temperature distribution of the mold. The simulation results show that the liquid steel flows as upper backflow and lower backflow in the mold, and that a small circulation forms at the meniscus. The liquid slag flows away from the corner at the meniscus or infiltrates into the gap between the mold and the shell with the mold oscillating at the negative strip stage or at the positive strip stage. The simulated pitch and the depth of oscillation marks approximate to the theoretical pitch and measured depth on the slab.     

保护渣对430不锈钢铸坯表面质量的影响

针对太钢(TISCO)430不锈钢连铸坯表面存在结疤、凹陷等质量问题,采用半球点熔点仪、黏度仪、扫描电镜等方法,系统研究了保护渣理化性能、连铸结晶器振动参数以及冷却强度对表面缺陷的影响。结果表明,保护渣黏度低、结晶性能弱是造成铸坯表面缺陷的主要原因。为此,通过优化保护渣的化学成分,将保护渣的黏度由0.20提高至0.33 Pa·s,改善了渣膜的均匀性;碱度由1.00提高至1.16,提高了保护渣控制传热的能力。从而消除了铸坯结疤、凹陷等缺陷,实现了铸坯无修磨。同时,受保护渣中氟含量和黏度的影响,浸入式水口的寿命明显提升,连浇炉数由10炉提高到12炉。     

不锈钢截止阀波纹管组件腐蚀开裂失效分析

目的针对某炼油厂波纹管截止阀中双层不锈钢304波纹管组件发生开裂,造成截止阀失效的现况,通过失效分析,寻找腐蚀开裂的原因。方法对失效开裂的不锈钢截止阀双层波纹管组件进行外观检查,采用金相显微镜和直读光谱仪分别对失效组件的金相组织和化学成分进行分析,用电子显微镜观察组件断口形貌与特征。结果波纹管组件外层管壁断口上可以观察到解理面和解理台阶,并且能看到腐蚀产物的存在,这是奥氏体不锈钢发生应力腐蚀断裂的典型特征;内层管壁断口上有韧窝存在,属于机械断裂。金相组织和化学成分分析表明,波纹管组件使用的不锈钢材质合乎设计与使用要求。导热油介质检测结果显示,导热油中含氯55 mg/kg,总硫含量350 mg/kg,有害离子含量较高。结论双层波纹管组件的内层管壁和外层管壁的失效机制不同:外层管壁是由Cl~-导致的应力腐蚀开裂;内层管壁是由于外层管壁失效引起波纹管组件失稳,造成抗压强度和寿命急剧降低,在应力的作用下出现韧性断裂。建议降低导热油中有害离子含量,使用耐蚀性更好的材质。     

小方坯9SiCr铸坯渣沟成因分析及改进措施

宣钢在生产高碳合金工具钢9SiCr过程中铸坯表面出现严重的渣沟缺陷,严重的还会导致渣沟漏钢问题。针对这些问题通过现场调研和数据分析,研究了钢种特性、钢水成分和连铸保护渣性能,得知钢中氢的质量分数高、连铸保护渣性能不匹配、连铸工艺匹配性存在问题是导致渣沟及渣沟漏钢产生的主要原因。通过将钢中氢的质量分数控制为0.000 17%~0.000 23%,将保护渣的碱度从0.83降低到0.71,并添加质量分数为0.8%的Li₂O,调整连铸工艺参数将浇铸温度控制为1 480~1 495 ℃、水口插入深度为100~120 mm和结晶器锥度为1.2%~1.5%/m,最终解决了9SiCr铸坯出现渣沟及渣沟漏钢的问题。     

热浸镀铝硅钢板表面点状缺陷分析及改进

为提高铝硅镀层钢板表面质量,利用光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)及能谱(EDS)对镀铝硅钢板表面出现的点状缺陷的显微形貌及成分进行分析。结果表明,铝硅镀层钢板表面产生的点缺陷主要分为4类,第I类点缺陷成分主要为Al-Si氧化物和氧化锌,由铝渣及锌灰粘附在镀层表面所致;第II类点缺陷产生原因为镀层表面压入铝渣或异物;第III类点缺陷由Al-Fe-Si氧化物、Al-Si氧化物及W-C、Co-C化合物组成,为沉没辊涂层磨损后与铝渣共同粘附在镀层表面造成;第IV类点缺陷处呈中间凹陷、边缘微凸起的微观形貌,产生原因为镀层表面受异物划伤。针对以上缺陷的产生原因提出严格控制铝锅温度、增加捞渣频次、降低炉鼻内氧含量等措施。     

低碳软钢SPHC带钢表面翘皮缺陷分析

利用金相检验、电镜观察和能谱分析等检测手段对低碳软钢SPHC冲压起皮的缺陷试样进行分析,结果表明,在翘皮的皮下基体表面及横截面都发现保护渣的成分元素。连铸时结晶器内保护渣卷入铸坯表层．轧制变形后被拉长存在于带钢皮下表层是引起SPHC带钢翘皮缺陷的主要原因。