2020年, 第39卷, 第6期　刊出日期：2020-12-20

  

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连铸工艺
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  坯壳导电性对电磁制动结晶器多物理场的影响

  吴颖东, 刘中秋, 李宝宽

  连铸. 2020, 39(6): 1-8.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200063

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  采用雷诺时均方法,标准k-ε模型研究电磁制动下凝固坯壳导电性对板坯连铸结晶器内流场和电磁场的影响。计算了3种不同工况,1—忽略凝固坯壳导电性,2—凝固坯壳电导率取定值,该值等于钢液电导率,3—凝固坯壳电导率随温度变化,并对比了3种工况下感应电流、洛伦兹力、焦耳热及速度分布。结果表明,相较于凝固坯壳绝缘的情况,坯壳导电时,上环流减弱,下环流增强,环流涡心区域扩大;洛伦兹力、感应电流密度、焦耳热最大值出现在水口和射流区域,在制动区域内数值较高,随着远离制动区域而迅速衰减;坯壳导电时,数值和分布范围较坯壳绝缘时均有明显提高;电磁制动下坯壳导电性影响显著,因此模拟计算时凝固坏壳的导电性不应被忽略;由于凝固坯壳电导率接近钢液,因此工况2、3差异微小,由凝固坯壳导电引起的流场、感应电流密度分布和焦耳热分布的变化在工况2下变化幅度略大于工况3。
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  电磁制动下薄板坯结晶器内钢液流动优化

  李康康, 张彩军, 肖鹏程, 张燕超, 侯明山, 赵建平

  连铸. 2020, 39(6): 9-14.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200073

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  电磁制动对结晶器内钢液流动具有显著影响,为明确电磁力对高拉速薄板坯结晶器内流场分布的影响规律,建立了薄板坯电磁连铸结晶器内钢液流动的三维数学模型,利用数值计算方法研究磁场与流场耦合对钢液的流动影响。模拟结果表明,五段式电磁制动技术产生的恒稳磁场可以显著抑制钢液湍流流动,降低弯月面波动,且具有稳定钢渣界面的作用;通过研究高拉速与制动力的产生关系,揭示了由线圈产生的磁感应强度与不同拉速的匹配程度。
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  大方坯轴承钢GCr15凝固传热数值模拟

  叶玉奎, 姚骋, 刘宇, 王敏, 王向红, 包燕平

  连铸. 2020, 39(6): 15-20.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200066

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  以某钢厂断面尺寸为280 mm×320 mm大方坯轴承钢GCr15为研究对象,借助ProCAST软件,建立了二维大方坯凝固传热模型,研究了拉速、比水量、过热度等工艺参数对铸坯凝固过程的影响,同时通过对铸坯中心固相率的研究,确定了与末端电磁搅拌位置、轻压下区间相匹配的最优拉速。结果表明,拉速的变化对铸坯中心固相率、凝固终点位置的影响最大,比水量的影响较大,过热度的影响最小;拉速每增加0.1 m/min,凝固终点平均增加1.97 m,二冷比水量每增加0.1 L/Kg,凝固终点平均减小0.82 m,过热度每增加10 ℃,凝固终点平均增加0.27 m。最佳拉速为0.85 m/min,此拉速下末端电磁搅拌位置和轻压下区间与铸坯合理的中心固相率相匹配。
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  薄带铸轧产品特性及应用进展

  周东生, 冯庆晓, 李化龙

  连铸. 2020, 39(6): 21-26.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200075

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  薄带铸轧工艺是将快速凝固与轧制变形融为一体的短流程、近终型生产工艺,具有流程短、工序少、能耗低、排放少的优势。通过对薄带铸轧产品进行组织分析及力学性能研究,结果表明,在薄带铸轧的快速凝固、快速冷却、小压下量轧制条件下,产品组织与传统热连轧工艺产品在晶粒形态、晶粒尺寸上具有显著区别。薄带铸轧产品性能波动小、各向同性好、利于焊接、尺寸公差精确、表面质量好,易于生产高强度薄规格产品,在轻量化及“以热代冷”趋势下具有广阔的应用空间。
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  提高冶炼低硅含钛铁水转炉废钢比工艺攻关

  王劼, 华福波, 谢祥, 杨龙飞, 文安义

  连铸. 2020, 39(6): 27-33.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200085

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  废钢比是转炉生产的重要经济技术指标,其值大小直接影响转炉冶炼钢铁料消耗及热平衡,提高入炉废钢比是实现节铁增钢、降本增效的重要技术手段。然因冶炼低硅含钛铁水成渣难、脱磷难等问题,对应入炉废钢比持低不高,直接影响转炉生产成本。为此,基于低硅含钛铁水冶炼特点及难点分析,结合水钢生产实践,通过氧枪喷头优化、枪位优化、添加提温剂等工艺优化和技术开发,使入炉废钢比由优化前7.41%提高至13.48%,优化效果较为明显,为实现节铁增钢、降本增效奠定了一定基础。
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  小方坯9SiCr铸坯渣沟成因分析及改进措施

  陈守杰, 李继, 王建伟, 朱先狮, 李巨东, 高金星

  连铸. 2020, 39(6): 34-37.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200074

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  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。
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  连铸中间包充氩置换影响因素分析及生产实践

  杨克枝

  连铸. 2020, 39(6): 38-41.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200061

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  针对马钢第四钢轧总厂开浇前中间包充氩置换效果不良问题,采用便携式烟气分析仪通过冷态下测量试验研究了中间包充氩置换效果的影响因素并提出了优化措施。结果表明,增加充氩压力及做好中间包烘烤孔、中间包包盖之间以及中间包包盖与中间包之间的密封可以有效地提高充氩置换效果。优化后正常生产状态下,当中间包充氩管径为ø30 mm、充氩压力为1.4~1.6 MPa时,中间包充氩后氧气体积分数可有效地降低至1%以下;当中间包充氩管径为ø15 mm、充氩压力为0.8~1.0 MPa时,中间包充氩后氧气体积分数可有效地降低至2%以下。
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  热流密度对结晶器铜板热疲劳裂纹的影响

  张宏杰, 沈明钢, 温茂远, 蔡昌友

  连铸. 2020, 39(6): 42-47.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200059

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  随着国内高拉速连铸机日渐增多,结晶器铜板的失效已经变为以热疲劳裂纹形式为主。采用ANSYS数值模拟软件对结晶器铜板温度和热流密度分布规律进行了研究。计算结果表明,结晶器铜板的温度分布和生产中热疲劳裂纹的形式不相同;铜板弯月面区发生热裂失效的主要原因是在一定温度下,上下运动的热流密度的集中区即“能量流”撕裂了铜板,因此减小结晶器铜板弯月面处的热流密度,有可能减少铜板热裂纹的产生。设计均匀传热、减少铜板和连铸坯裂纹生成的结晶器是未来技术发展的方向。计算结果表明,沟槽结晶器铜板表面刻划沟槽后可以减弱弯月面区域热流密度,改善结晶器铜板的不均匀传热状况。
铸坯质量
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  热轧带钢边部翘皮缺陷成因分析

  韦军尤, 赵文博, 陈利, 胡鹏, 刘崇林, 万秀娟

  连铸. 2020, 39(6): 48-56.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200079

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  为了探明低碳钢在带钢轧制过程中出现边部翘皮缺陷的形成原因,取样分析了翘皮缺陷形貌及夹杂物成分,并采用ø750 mm×550 mm高刚度二辊热轧机组进行实验室模拟轧制分析翘皮缺陷演化过程。通过建立不同轧制方案,探明了热轧带钢翘皮缺陷形成于精轧道次,缺陷的产生与坯表面质量和边部原始凝固组织无关,轧材在轧制过程中由于边部不均匀变形形成侧面凹陷,凹陷在后续轧制中被轧制压缩闭合,并翻转到表面成为翘皮缺陷。最后,工业生产试验表明,倒角铸坯可提高轧材边部在轧制过程中的温度和均匀性,抑制轧材边部不均匀变形,有效降低翘皮缺陷的发生率。
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  车轴钢EA1N的缺陷分析

  李成斌, 刘君, 蒋鹏

  连铸. 2020, 39(6): 57-61.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200084

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  围绕车轴钢EA1N质量问题,对典型缺陷进行了剖切和磨制,采用SEM-EDS对其进行了能谱分析。研究发现缺陷的类型是以O、Al等元素为主,同时含有少量的Ca、Ti,偶尔出现含有Mg元素的夹杂类缺陷,由能谱分析可知,夹杂物是引起车轴钢EA1N出现缺陷的重要原因。在冶炼过程中,铝氧反应在钢液中形成大量的Al₂O₃夹杂物,在精炼渣、含镁耐火材料等因素的作用下,钢液中[Mg]、[Ca]等元素含量升高,Al₂O₃会转变为含有多种物相的复合夹杂物,未能上浮去除而滞留在钢中的夹杂物很容易在随后的轧制和热处理过程中产生危害,引发裂纹等缺陷,直接导致性能下降。本研究为进一步探究夹杂物与车轴钢缺陷的相关性提供了依据。
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  镀锡板夹杂缺陷分析及控制

  袁纲, 杨枝超, 唐树平, 孔勇江, 杨运超, 刘贵福

  连铸. 2020, 39(6): 62-67.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200062

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  针对镀锡板冷轧工序表面缺陷,在冷轧镀锡板取样并结合电镜进行分析,得出铸坯卷渣(Al-Ca-Mg-Na-O复合夹杂)及铸坯中Al₂O₃夹杂物是镀锡板冷轧板点/线状缺陷产生的主要原因。通过研究某厂镀锡板转炉-精炼-连铸全流程生产中夹杂缺陷产生原因,采取了控制转炉出钢氧、保证RH循环时间及降低吹氧量、优化连铸工艺如浸入式水口插入深度、氩气流量、结晶器保护渣等技术措施,有效控制了镀锡板夹杂类缺陷,对应冷轧工序改判率由之前2%~3%下降至控制后0.5%以下。
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  16MnDR特厚钢板典型缺陷的形成原因分析

  袁静, 时朋召, 帅勇, 廖桑桑, 徐李军, 仇圣桃

  连铸. 2020, 39(6): 68-73.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200118

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  为了研究与探讨钢板典型缺陷的形成机理,并为钢板质量的稳定控制提供理论参考,采用金相显微镜与扫描电镜等仪器研究了特厚钢板表面裂纹、中心探伤不合格以及冲击性能不合格等典型缺陷的形成原因。结果表明,钢板表面裂纹的产生原因有两个,一是钢中有害元素偏高引起的热脆,二是夹杂物多造成的连铸坯裂纹并在轧制过程中扩展;钢板探伤不合格的原因是钢板芯部析出的粗大Nb、Ti、V类碳氮化物,并伴有MgO和Al₂O₃类大型夹杂物;钢板冲击性能不合的主要原因是芯部的带状组织和带状组织中含碳上贝氏体/马奥组织以及晶粒粗大和混晶。
连铸设备
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  小方坯结晶器正弦振动参数的优化

  杨志雄, 朱国军, 张年华, 杨鹏辉, 贾敬伟, 孙丰硕

  连铸. 2020, 39(6): 74-78.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200071

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  根据四连杆振动机构及正弦振动的特点,主要从振动频率、振幅、负滑脱时间等参数进行研究。介绍了某钢厂小方坯连铸机的工艺状况及铸坯表面质量状况,对铸坯表面质量的影响因素进行了分析,对结晶器振动参数进行理论分析并对参数进行了优化。参数优化后,铸坯表面质量及溢漏率等问题均得到了有效地改善。
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  中间包烘烤器常见故障及改造措施

  张佩立, 王计超, 岳志坤, 王建军

  连铸. 2020, 39(6): 79-82.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200069

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  某钢厂连铸车间中间包烘烤器机械系统常见故障表现为烧嘴封火装置、挡火盖损坏;介质系统常见故障表现为内置调节阀损坏;电气系统常见故障表现为电气元件故障和鼓风机电机故障等。为了降低设备故障对连续生产的影响,对烘烤器常见故障原因进行分析,结合实际工况对烘烤器进行适应性改造,提高了烧嘴封火装置、挡火盖的使用寿命,缩短了介质管路阀门的更换时间,降低了电气元件故障率,解决了鼓风机电机故障问题。通过此次改造减少了设备日常维护费用,提高了设备稳定性。