2021年, 第40卷, 第1期　刊出日期：2021-02-18

  

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连铸工业
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  汽车用双相钢铸坯成分偏析的研究

  杨杰, 姚海明, 吕浩, 马德刚, 李经哲

  连铸. 2021, 40(1): 1-8.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200077

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  为了找到连铸工艺条件对双相钢铸坯内部偏析的影响规律和双相钢带状组织的成因,对双相钢DP780铸坯的内部偏析开展了研究。采用原位分析、钻屑成分检测、光学显微镜和扫描电镜等试验设备和检测方法,分析了中间包过热度、拉速对铸坯宏观偏析的影响,分析了二冷比水量、中间包过热度对一次、二次枝晶间距的影响,并研究了铸坯枝晶偏析对热轧板带状组织的影响,明确了双相钢带状组织产生的机理和控制措施。结果表明,过热度小于30 ℃时,双相钢铸坯中心偏析级别可以控制在C1.0级以下水平,中心等轴晶比例最高可达到12.25%。拉速对铸坯中心等轴晶比例影响不大。降低中间包过热度、提高二冷比水量可以减少双相钢铸坯内部一次枝晶间距和二次枝晶间距。
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  高拉速薄板坯连铸结晶器钢渣界面波动分析

  李康康, 张彩军, 肖鹏程, 袁志鹏, 侯明山, 郑英辉

  连铸. 2021, 40(1): 9-14.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200076

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  为应对提高拉速薄板坯结晶器内钢液不稳定行为,以1 520 mm×90 mm薄板坯结晶器为研究对象,利用液面追踪技术VOF方法建模计算,对薄板坯钢渣界面进行了深入研究,实现了对薄板坯连铸结晶器内流体流动及钢/渣界面行为的模拟计算。并结合实际生产工艺,采用1∶1物理模型和数值模拟相互验证,分析了拉坯速度、浸入深度和保护渣黏度种类对结晶器流场及钢渣界面的影响。结果表明,当结晶器钢液面流速为0.20~0.25 m/s,且界面较平稳时,保护渣黏度高于0.237 Pa·s可以适用;当钢液流速为0.25~0.30 m/s,保护渣黏度为0.382 Pa·s时,现场低碳钢卷渣率小于0.5%,表现出良好的抗卷渣能力。
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  方坯轧制在线感应加热数值模拟与设计优化

  何浩, 王强, 肖红, 彭鹏, 马志民, 廖芸

  连铸. 2021, 40(1): 15-20.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200099

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  针对方坯感应加热轧制过程容易发生边角升温不均匀的问题,建立了轧件移动式感应加热工况的电磁-传热耦合模型,并进行了有限元数值模拟分析。基于感应加热轧制工业运行数据,验证了模型的合理性,并对感应线圈设计进行了结构优化改进。结果表明,改进设计的感应线圈在钢坯边角部位的磁通密度分布得以明显地改善,工件边角部位的温差得以显著地降低,这有利于解决合金钢方坯轧制过程中常见的边角开裂问题。
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  80 t转炉提高废钢比的生产实践与炉况维护

  金磊, 司宇, 栗克建

  连铸. 2021, 40(1): 21-25.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200092

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  转炉炼钢的主要原材料为废钢和铁水,由于国内外铁矿资源和优质焦煤资源的不断消耗以及节能减排的要求愈发严格,导致高炉铁水的生产成本提高,而废钢价格逐渐降低,故通过提高废钢比,降低铁水消耗量,以实现降低转炉炼钢消耗成本的目的。废钢提量后采用新的氧枪枪位控制、灵活加入轻烧白云石和石灰两种辅料、采用无烟煤作为热源提高转炉前期温度等方式后,钢厂最高吃废钢250 kg/t,平均出钢量为83.5 t,炉龄控制在14 000~17 000炉。
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  热送热装工艺的数值模拟

  张开发, 王明林, 张慧, 杨宝, 王学兵, 刘斌

  连铸. 2021, 40(1): 26-35.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200140

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  为了研究热送热装工艺过程中铸坯的温度变化和热量得失,优化现场生产制度,以某钢厂的热送热装工艺为依据,利用有限元法建立了倒角坯冷却凝固、辊道运输和在炉加热的二维传热模型,并结合现场测温验证了模型的正确性。结果表明,铸坯在热送过程中会形成角部温度最低、窄面次之、芯部温度最高的类椭圆形温度分布;在炉加热过程中低温区域会由角部逐渐向芯部移动,会逐渐形成角部温度最高、芯部温度最低的类椭圆形分布。在炉加热时,铸坯在加热一段吸热量最大,约占总吸热量的52.01%,对加热影响最大;其次为加热二段,所占比例为35.26%,预热段和均热段吸热量较小。通过对热送热装工艺的数值模拟研究,发现现有工艺存在铸坯在炉加热时间过长的问题,现有工艺下铸坯进入均热段368 s即可出炉,可以通过调节生产节奏或降低炉温的方式,提高产量或降低加热炉能耗。
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  高碳钢凸辊轻压下工艺模型研究与应用

  郭洛方, 惠荣, 王广顺, 高永彬, 陈殿清, 李永康

  连铸. 2021, 40(1): 36-40.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200087

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  基于国内某钢铁公司一台凸辊轻压下连铸机,采用连铸凝固传热原理和射钉试验验证相结合的方法,建立了一套与实际条件较接近的凝固传热数学模型,并将此数学模型预测的压下区间应用到预应力钢绞线YL82B钢种上,取得了较好的应用效果。结果表明,经过射钉试验结果修正后,数学模型计算结果与实际检测的凝固坯壳厚度和宽面表面温度基本一致;经工业试验验证,YL82B钢种凸辊轻压下较佳的压下区间固相率f为0.38~0.90,此时铸坯的中心偏析、压下裂纹、中心疏松均达到了较理想的效果。
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  不同形状板坯结晶器钢液表面流速的物理模拟

  王志国, 王明林, 韦军尤, 张慧, 陈利, 伍旋

  连铸. 2021, 40(1): 41-46.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200082

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  采用1∶1水力学模型研究了不同角部形状结晶器表面钢液流动行为。考察了拉速、水口插入深度、断面宽度对不同角部形状的板坯结晶器角部钢液表面流速的影响。结果表明,与直角结晶器相比,由于倒角结晶器倒角面的存在,其对角部液面流速有显著影响,并且随着倒角面斜长的增加而增大。另外,直角结晶器中角部流场随各因素改变量较小,角部流场属于死区。而倒角的存在改变了角部的流动状态,增大了角部钢液流动速度,有利于改善铸坯表面质量。
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  特厚板坯单辊重压下铸坯温度与应力的分析

  杜一哲, 李丽, 汪勤政, 陈登福

  连铸. 2021, 40(1): 47-54.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200093

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  为获得特厚板坯重压下过程中不同压下量对铸坯温度、应力及应变的影响,从而评估铸坯出现角部以及内部裂纹的倾向,使用板坯连铸二冷软件建立了连铸过程特厚板凝固传热模型,并借助Abaqus有限元软件建立了特厚板单辊重压下应力应变模型,对连铸重压下过程中特厚板温度分布以及应力应变行为进行了数值模拟研究。结果表明,重压下会导致铸坯表面降温,中心温度降幅约为角部的1.4倍。铸坯的应力分布在厚度方向上沿中心呈现出对称性,应力由内、外弧向中心递减;角部区域温度最低,应力最大;压下量从5增加到30 mm,铸坯角部最大应力从84增加到170 MPa,角部裂纹倾向增加。压下量在5~30 mm内,铸坯凝固前沿的最大等效塑性应变均小于临界应变,所以铸坯不会出现内裂纹。
铸坯质量
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  连铸保护渣对GCr15轴承钢铸坯渣沟缺陷的影响

  李权辉, 陶镳, 徐志祥, 周剑, 王强强, 何生平

  连铸. 2021, 40(1): 55-58.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200142

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  为了解决GCr15轴承钢连铸坯表面渣沟缺陷的问题,系统分析了所用保护渣的理化性能,以改善保护渣的熔化与润滑效果为出发点提出两种保护渣解决方案,并进行了工业试验。试验结果表明,采用低黏度、低熔点、烧结性能适宜的保护渣对改善铸坯渣沟缺陷效果显著。1 300 ℃时,保护渣高温黏度由0.35~0.55降低到0.15~0.25 Pa·s,熔点由1 180~1 220降低到1 060~1 110 ℃,消耗量从0.27提到至0.35 kg/t(钢),铸坯表面渣沟缺陷得到解决。
连铸设备
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  直弧形板坯连铸机辊列设计的优化方法

  杨昌霖

  连铸. 2021, 40(1): 59-65.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200094

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  针对常规直弧形板坯连铸机的辊列设计,介绍了铸机主半径、弯曲段长度、矫直段长度与铸机高度之间的关系,提出了辊列参数的优化方法,并对优化前后铸机的受力情况进行了简要分析。对于直弧形板坯连铸机,在铸机长度以及垂直段高度确定之后,铸机主半径及弯曲段长度的取值范围主要取决于铸机的高度;根据铸机的高度,主半径及弯曲段长度可以计算出铸机的矫直段长度。利用计算机对辊列参数进行优化后发现在减小铸机主半径的同时增加弯曲段和矫直段的长度可以在一定程度上减小铸坯受到的鼓肚力并降低浇注过程中的拉坯阻力。
技术交流
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  连铸浇注区域除尘实施方法的分析探讨

  宫江容, 刘彭涛, 韩丽敏

  连铸. 2021, 40(1): 66-69.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200088

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  随着钢铁行业超低排放要求的落实,连铸浇注区域实施除尘正逐渐成为连铸机的必备配置。在增加除尘设施时,如何将新增设备对现有工艺操作的影响降至最低,同时又对浇注设备及平台结构改造最少,是实施浇注区除尘成功的关键所在。对目前国内连铸浇注区域除尘实施的3种典型方式进行了介绍,并结合作者的设计实践,对每种除尘方式的集尘罩结构特点、对工艺操作及设备的影响、平台改造量等方面进行了分析比较,为连铸浇注区除尘实施方式的选择提供了参考。
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  薄板坯连铸结晶器捞渣操作对漏钢的有效控制

  杨学雨, 郑立允

  连铸. 2021, 40(1): 70-73.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200097

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  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%。
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  连铸机结晶器调宽结构设计优化

  黄玉珠

  连铸. 2021, 40(1): 74-76.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200060

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  某钢厂连铸机结晶器调宽在使用过程中存在一些问题,包括零件腐蚀严重、连接螺栓易脱落、电机过载、精度不够等。造成以上问题的原因为保护套密封性较差、连接螺栓设计不合理、电机额定功率偏低、连接结构复杂。对原设计进行了优化。设计优化后的调宽机构通过一段时间的使用效果良好,不仅提高了精度,而且大幅降低了维护成本和备件材料费用。
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  耐高温塑性陶瓷密封垫及其在钢厂中的应用

  胡志伟, 于燕文, 范志辉, 赵卫, 陆兴华

  连铸. 2021, 40(1): 77-80.
  https://doi.org/10.13228/j.boyuan.issn1005-4006.20200041

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  为了改善传统密封垫耐高温和密封性差的问题,自主研发了新型耐高温塑性陶瓷密封垫产品。使用新型耐高温塑性陶瓷密封垫后, 1450CCM品种钢铝损减小15%,钛损降低20%,“铝损不低于0.004%,增氮不低于0.000 85%”的异常比例降低;中间包连浇3炉内水口碗部实现了免清洗;长水口氩封氩气用量降低,由580降低为380 NL/min;中间包铸流区液面平静、可浇性佳。