2020年, 第39卷, 第1期　刊出日期：2020-02-20

  

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连铸工艺
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  不同冷却结构倒角结晶器与直角结晶器铜板温度场的研究

  乔焕山, 路殿华, 任飞飞, 王明林, 张慧

  连铸. 2020, 39(1): 1-5.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20190063

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  角部温度对铸坯质量有较大的影响,建立了直角结晶器、2孔1槽倒角结晶器、3孔倒角结晶器和3孔1槽倒角结晶器铜板温度场的三维稳态数学模型,在相同的边界条件下,模拟分析了这4种结晶器的冷却行为及传热特性。对于不同类型铜板的温度分布数值模拟结果表明,相比于直角结晶器,倒角结晶器铜板角部温度有明显的提高,并且窄面的横向温度分布也与直角不同,呈现“W”形分布。2孔1槽型倒角结晶器窄面铜板比其他类型窄面铜板传热性能好,温度分布均匀,为倒角结晶器窄面铜板的设计提供了理论基础。
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  100 t钢包浇铸末期起旋高度及控制物理模拟研究

  孔凡杰, 蒋有洪, 唐萍, 秦鹏鹏

  连铸. 2020, 39(1): 6-11.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20190071

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  针对某钢厂100 t钢包浇铸末期起旋高度（残钢量）控制问题,依据相似原理,建立了1∶3的钢包物理模型,通过水力学模拟的方法研究了钢包起旋高度与生产工艺条件的关系,并与钢厂实际生产下渣预报的残钢量判断进行了比对。研究结果表明：随着通钢量的增大,旋涡开始起旋高度及贯通高度先降低后升高;模拟实验得出的贯通高度对应残钢量与钢厂实际生产下渣预报判断值相当;浇铸过程,在一定吹Ar流量范围内,随着吹Ar流量的升高,旋涡高度下降,而临界吹穿高度升高,存在合适吹Ar流量,单孔吹Ar合适流量为18.0 L/min,对应的起旋高度为42.6 mm、残钢量4.9 t,双孔吹Ar合适单孔流量为17.4 L/min,对应的起旋高度为40.3 mm、残钢量4.6t ;单孔吹Ar效果略差于双孔吹Ar效果。
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  小方坯定尺铸坯在切割后温降模拟

  谭杜, 钱亮, 郭春光, 李富帅, 谢长川, 韩占光, 周干水

  连铸. 2020, 39(1): 12-17.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20190081

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  铸坯后期温度的精细模拟和控制对工艺制定和铸坯质量有重要作用。基于传热模型,在边界处理上引进附加换热系数和相对辐射系统,兼顾辐射、对流、导热3种基础传热方式,涵盖描述连铸二冷后影响铸坯温度变化的所有传热细节,满足热送、直送直轧和翻转冷床铸坯温降的预测要求。通过实测和模拟计算表明：铸坯在翻转冷床上的温降速率同温度区间及工况有关,范围在7~14 ℃/min,相对辐射系数取0.5~0.95,附加换热系数和厂区的通风情况关系较大,取值在5~25范围内;在翻转冷床区域加雾炮可以增大铸坯温降,效果相当于附加换热系数增加20~25。
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  倒角结晶器在线热态调宽技术的应用研究

  陈明昕, 汪洪峰, 杨晓江

  连铸. 2020, 39(1): 18-22.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20190088

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  倒角结晶器由于边角部坯壳温度及厚度与正常直角结晶器区别较大,在线热态调宽过程中,相比于直角结晶器存在更大的风险。通过倒角结晶器角部夹钢的控制、加强板坯窄面的冷却和支撑及调宽模式优化等方面来解决。
铸坯质量
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  数字化交付在连铸工程建设及生产中的应用

  金晓晖, 乔建基, 牛井超

  连铸. 2020, 39(1): 23-28.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20190101

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  为实现某钢厂连铸的智能制造转型升级,解决原先蓝图交付中信息割裂、查询和使用困难,信息无法向全生命周期延伸等问题,采用了全新的数字化交付模式。分析了数字化交付的特点,整理了数据中心的数据类型,明确了交付需要建立的标准,规范了数字化交付需要建立的流程,确定了数字化交付的功能范围。通过数字化交付可为工程公司提升协同工作能力,并加速其向全生命周期服务提供商的角色转变;为生产企业建立数字资产,促进工厂数字化运营系统及实现智能制造的快速发展。
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  薄板坯高拉速浸入式水口研究与优化

  吴振刚, 陈永范, 王爱东, 杨杰, 张涛

  连铸. 2020, 39(1): 29-35.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20190050

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  为了满足薄板坯连铸工艺高拉速对结晶器流场和温度场的要求,对浸入式水口的结构进行了研究。通过数值模拟研究,对薄板坯连铸浸入式水口进行了优化,优化后的新型浸入式水口可以获得高拉速状况下稳定的结晶器流场和温度场。同时对新型浸入式水口进行了水模分析,验证了数值模拟结果的有效性。现场试验新型浸入式水口,发现结晶器液面平稳、热相图稳定,板卷质量良好,铸机拉速较原水口提高22%。
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  含ZrO₂类Ds夹杂物的来源及控制分析

  黄国俊

  连铸. 2020, 39(1): 36-39.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20190059

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  对某厂产品中发现的含ZrO₂类Ds夹杂物Ds类夹杂物来源进行了系统性的分析和研究,研究结果表明含ZrO₂类Ds夹杂物产生的直接原因在于含Zr浸入式水口发生脱碳,脱碳通道内CaO-Al₂O₃-SiO₂（-MgO）相中的SiO₂将被钢液中的Al还原,最终成为CaO-Al₂O₃（-MgO）相,ZrO₂仅起到了类似示踪剂的作用。
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  高强度螺纹钢铸坯表面裂纹原因分析及控制

  黄雁, 王东兴, 陈永峰, 杨伟勇, 张强, 王吾磊

  连铸. 2020, 39(1): 40-45.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20190060

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  对采用转炉-精炼-连铸（全水型连铸机）工艺路线生产出的高强度螺纹HRB600（E）钢铸坯角部横裂纹进行了研究。结果表明：HRB600（E）铸坯角部横裂纹形成于结晶器。研究认为采用弱冷方式、控制浇铸速度、选用合理保护渣、合理二冷分配比等方式可有效解决铸坯角部横裂纹。工艺优化后铸坯角部横裂纹基本消除,且轧材无翘皮、结疤等质量缺陷。
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  二冷辊式电磁搅拌对高强钢低倍组织与性能的影响

  谢世正, 肖爱达, 聂嫦平, 周剑丰, 隋亚飞, 刘彭

  连铸. 2020, 39(1): 46-50.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20190065

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  通过工业化试验数据,系统地研究了二冷辊式电磁搅拌对高强钢内部质量及轧材性能的影响。结果表明：二冷辊式电磁搅拌能有效地改善连铸坯的低倍组织,低倍评级从1.5~3.0级提高至1.0~1.5级,中间裂纹都提高至0.5级以下,中心偏析从连续、半连续的A、B类偏析改善成点状的C类偏析;在目前工况下,当电流为400 A、频率为7 Hz时,铸坯的低倍质量最佳。使用辊式电磁搅拌后,元素C、P的成分偏析增加,尤其在铸坯1/4厚度处,C、P呈明显的负偏析,即白亮带区域。电磁搅拌对轧材的基本性能无明显影响,且能明显减轻轧材的中心偏析或中心区带状组织。
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  高拉速薄板坯连铸中碳钢保护渣开发与应用

  朱立光, 袁志鹏, 肖鹏程, 单庆林, 张军国

  连铸. 2020, 39(1): 51-55.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20190091

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  针对在高拉速情况下薄板坯连铸过程中频繁出现“冷齿”、粘结以及铸坯表面纵裂纹较多等问题,依据中碳钢凝固收缩特性并结合现场实际生产情况,开发了一种适合在高拉速情况下薄板坯中碳钢连铸用保护渣。生产实践表明,在拉速提高后,使用新型保护渣基本避免了铸坯表面纵裂纹的产生,也无“冷齿”、粘结等报警现象出现,铸坯质量显著提高,完全满足生产要求。
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  30MnVS非调质汽车用钢高温塑性研究

  钦祥斗, 刘铮, 李建宾, 田力

  连铸. 2020, 39(1): 56-60.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20190064

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  通过Gleeble3800热模拟试验机对30MnVS钢的高温塑性进行测定,试样断裂后迅速喷水冷却;利用JMS-6490扫描电镜观察断口,使用0rigin8.0绘图软件绘制断面收缩率曲线、抗拉强度曲线和应力应变曲线,使用Axio Imager M2m蔡司金相显微镜对喷水冷却试样断口附近的组织进行观察。结果表明： 30MnVS钢第Ⅲ脆性区的温度范围为650~900 ℃,奥氏体晶界处析出硫化锰、碳化钒等促进了铁素体膜的形成,沿奥氏体晶界析出的网状铁素体膜是存在脆性区的主要原因。在实际生产中,矫直要在900 ℃以上进行,才能有效的避免因矫直作用力产生的裂纹。
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  Q195热轧带钢凝固冷却过程非金属夹杂物生成热力学及工业实践

  张旭辉, 王举金, 孔祥玉, 孟润泽, 任英

  连铸. 2020, 39(1): 61-65.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20190082

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  为了控制Q195钢中非金属夹杂物在凝固冷却过程的转变,采用ASPEX自动扫描电镜研究了实际生产凝固冷却过程夹杂物的转变,并用FactSage软件理论计算了这一过程夹杂物转变的热力学原理。研究结果表明：Si-Mn-Al复合脱氧Q195热轧带钢中间包内夹杂物主要成分为SiO₂-MnO-Al₂O₃,连铸坯中硫化物夹杂含量急剧升高,氧化物夹杂中SiO₂含量升高,MnO含量下降。钢中夹杂物成分与尺寸有明显对应关系,中间包内夹杂物尺寸越大,Al₂O₃含量越多,SiO₂含量越低;铸坯中夹杂物尺寸越小,MnS含量越高,氧化物夹杂尺寸越小,SiO₂含量越高。FactSage热力学计算表明,在钢凝固冷却过程,钢中会析出SiO₂相、Mn₂Al₄Si₅O₁₈相和MnS相,析出相尺寸一般较小,使小尺寸夹杂物中SiO₂和MnS含量升高,热力学理论计算可以较好地解释夹杂物成分在凝固冷却过程的转变。
连铸设备
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  重压下工艺下大断面方坯内部质量改善研究

  刘成斌, 韦乾永, 曾令宇, 程晓文

  连铸. 2020, 39(1): 66-70.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20190096

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  以宝武集团广东韶关钢铁有限公司大断面方坯（断面尺寸为320 mm×425 mm）生产线为研究对象,对基于凸辊的重压下技术冶金性能进行了深入系统分析。结果表明,实施重压下工艺后,铸坯中心疏松、缩孔及成分均匀性均得到了明显的改善;其中,纵低倍上中心偏析区域宽度由52降至39 mm, 碳元素偏析指数值在铸坯内部最大值由1.174降至1.100,极差值由0.230降至0.174。相应地,直径为90 mm的圆钢轧材产品疏松区域宽度由50降至42 mm,其中心疏松评级比无压下降低了0.5级。
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  大弧形半径圆坯连铸机新增板坯装备及工艺特点

  胡永才, 李圣海, 刘旭, 姜盛鑫

  连铸. 2020, 39(1): 71-73.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20190074

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  介绍东北特殊钢股份有限公司炼钢厂在16.5 m弧形半径圆坯连铸机增加200 mm×（500~850）mm板坯断面的装备情况以及产品质量特点。对于厚度为200 mm的板坯断面而言,铸机半径R是厚度H的82.425倍,远超出常规板坯半径是厚度的40~50倍设计理念,致使连铸坯具有高密度的质量特点。板坯断面生产的Q195系列品种终端产品,远销国内外市场;DL166、718H系列不锈钢代替模铸开坯材,大幅度降低成本。
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  减少唐钢中薄板坯连铸机粘结实践

  赵建平, 王帅, 冯帅, 武学强, 金玉, 吴志杰, 刘鑫

  连铸. 2020, 39(1): 74-78.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20190032

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  分析了唐钢中薄板坯连铸机粘结的原因,结果表明粘结主要由保护渣在坯壳与结晶器铜板间流入不均造成,通过选择合理的水口结构和板间氩气流量,保证结晶器液位稳定,控制中包车对中偏差3 mm以内,结晶器振幅3.0~3.5 mm,应用漏钢预报系统,优化加渣操作和换水口操作等措施,最终使唐钢中薄板坯连铸机月平均粘结次数由10次降至2次。
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  提高唐钢FSTC薄板坯连铸机拉速实践

  单庆林, 赵建平, 王帅, 侯明山, 郑久强

  连铸. 2020, 39(1): 79-82.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20190078

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  为提高唐钢FSTC薄板坯连铸机拉速,采用了精准控制钢水成分和温度,开发高拉速专用保护渣,优化浸入式水口和结晶器结构,应用电磁制动技术等措施,使铸机最高拉速由4.5提高至6.0 m/min,且提拉速后铸坯表面质量良好,内部组织无偏析、缩孔、疏松等缺陷,生产的热轧卷具有良好的组织和性能。