薄板坯连铸连轧产线高碳钢低成本生产实践

针对薄板坯连铸连轧高碳钢产品,通过产品精确成分控制,低价物料替代,钢料料、合金辅料等成本管控,过程控制能力提升等手段,实现基于薄板坯连铸连轧产线的高碳钢低成本高质量生产,生产成本降低50元/t,极大的提高了产品竞争性。

含钛焊丝钢水口结瘤原因分析及改进

针对含钛焊丝钢SJ-60连铸过程中水口结瘤问题,通过XRF、XRD和SEM等手段,分析水口结瘤物的元素含量、物相组成及界面反应。结果发现,水口内壁因脱碳反应而变得粗糙多孔,导致高熔点物相易于侵入;此外,精炼过程喂钙处理和耐材侵蚀,会使钢液生成大量CaTiO_(3)和MgAl_(2)O_(4),二者在水口内壁沉积是导致水口结瘤的主要原因。实践表明,采用低钛低铝硅铁替代普通硅铁,将钢中w[Al]由0.0080%~0.0095%降低至0.0050%~0.0065%,有利于减少钢中Al_(2)O_(3)夹杂物含量;取消精炼钙处理,将钢中w[Ca]由>0.0014%降低至<0.0005%,有利于减少钢中CaTiO_(3)夹杂物含量;将萤石用量由0.8~1.0kg/t降低至0.3~0.5kg/t,减轻耐材侵蚀,渣中w(MgO)由>10%降低至<5%,有利于减少钢中MgAl_(2)O_(4)夹杂物含量。通过以上措施,有效解决了CaTiO_(3)和MgAl_(2)O_(4)引起的水口结瘤问题,连浇炉数由4~5炉提高至12炉以上。

薄板坯连铸机保护浇注新技术的开发与应用

针对目前薄板坯连铸机保护浇注在生产遇到的瓶颈问题,对钢包的钢水通道实现气幕阻隔,并对中间包包盖进行了改造,同时通过中间包机构弹簧压力调整进一步提升板间密封效果,使钢水在浇注过程中完全与空气隔绝,C、D类夹杂物零级比例达到90%,夹杂物总量控制在0.5级以下,保护浇注新技术实施效果明显。

超高速薄板坯保护渣组分对析晶行为影响的热力学研究

随着我国"2030碳达峰、2060碳中和"目标的提出,对超高速薄板坯提出了新的要求,面对"冷齿"现象的频发,对超高拉速薄板坯保护渣渣系组分进行了调整,采用FactSage热力学计算的方法,对于此保护渣系下通过改变碱度、Al_(2)O_(3)、Li_(2)O含量下的析晶行为进行了模拟计算。模拟研究表明,随着碱度的升高,保护渣中的枪晶石Ca_(4)Si_(2)F_(2)O_(7)的含量变少,Ca_(5)Si_(2)F_(2)O_(8)的含量持续上升;随着Al_(2)O_(3)含量增加,Ca_(4)Si_(2)F_(2)O_(7)的含量持续增加,Ca_(5)Si_(2)F_(2)O_(8)的含量持续下降;随着Li_(2)O含量增加Ca_(4)Si_(2)F_(2)O_(7)的含量变为0,Ca_(5)Si_(2)F_(2)O_(8)的含量先上升再下降。

薄板坯连铸连轧产线钢卷库运输优化研究

钢卷运输过程作为流程运行效率的重要组成部分,特别是钢卷智能库运输方面,作为智能制造的内容之一,目前对其研究较少。主要介绍了首钢京唐公司钢轧作业部薄板坯连铸连轧产线钢卷运输的相关情况,对钢卷运输过程进行分析解析,统计不同运输阶段时间分布情况,并以排队论为指导,对钢卷卸卷至入库过程中的钢卷车周转进行优化。优化后的钢卷运输时间由4.9 min缩短为4.7 min,钢卷车周转次数由3次提升为3.4次,为企业的生产管理提供必要的理论指导。

Q235B钢带纵裂缺陷分析

纵裂缺陷是薄板厂CSP生产线生产Q235B钢带的主要缺陷。通过对热轧钢带纵裂缺陷的产生原因进行分析,结合CSP生产线实际情况,对产生纵裂的工艺控制点进行相关性分析,总结归纳出恢复相关设备精度、合理使用保护渣、提高结晶器进出水温差等措施,有效的降低了Q235B钢带纵裂缺陷率,提高了热轧钢带的合格率。

薄板坯连铸结晶器内钢液流场电磁制动的模拟研究

采用模型实验结合数值模拟的方法分析了薄板坯连铸结晶器的电磁制动过程．在模型实验中，测量了磁感应强度和工质锡液速度场．在数学模型中，使用低Reynolds数湍流模型封闭动量方程结果表明：电磁制动能够有效地控制结晶器内流场．随着磁感应强度的增加，射流强度逐渐减弱直至在中途被堵截转向同时，包括液面在内的整个结晶器内流场速度逐渐降低．在采用带形磁场制动的情况下，结晶器内液态金属的感应电流呈现为大范围的涡流分布．

CSP薄板表面裂纹的形成机理与预防措施

对薄板坯连铸连轧生产线（CSP）生产的钢板出现表面裂纹及边裂进行了研究,并对CSP钢板表面裂纹的形成机理及其影响因素进行了分析,提出了防止裂纹的措施.X-射线能谱分析结果表明:在基体与氧化铁皮间的界面富集有铜等低熔点杂质元素,钢中残余元素含量偏高是产生表面裂纹的主要原因.

新变形抗力数学模型的建立与应用

用本钢连轧厂生产的8个钢号,在Gleeble-1500热模拟机上,对φ8×12 mm及φ8×15 mm圆柱体试样做压缩试验。根据实验结果分析,得到考虑t、ε和ε相互作用及激活能Q影响的一个新变形抗力数学模型σ=σ_0exp(-m_1t+m_4)(ε/ε_0)~m_2((?)/(?)_0)^(m_3+m_5t)exp(-m_6ε/ln^2Z) Z=(?)exp(Q/RT_k)

含钛不锈钢连铸浸入式水口结瘤的研究

为了解决含钛不锈钢连铸过程中浸入式水口的结瘤问题,采用扫描电镜和 X射线微区衍射等方法分析了AISI 321不锈钢连铸水口结瘤物的物相,探讨了浸入式水口的结瘤机理。结果表明:水口结瘤物中的物相主要有CaO·TiO2 -MgO·Al2O3 和金属,其中CaO·TiO2- MgO·Al2O3 主要来自于钢液中的夹杂物。喂钛线后吹氩搅拌过强使钢液面裸露和浇铸时的二次氧化会显著增加钢中CaO·TiO2- MgO·Al2O3 双相夹杂物的数量,导致结瘤层明显变厚。冶炼过程中采用低铝硅铁(ωAl=0 05%)还原,且不加铝、Ca- Si脱氧,或者在加 Ca Si后通过喂钛线前的吹氩弱搅拌尽可能排除钢中CaO- SiO2、CaO- SiO2 Al2O3 等夹杂物,严格控制二次氧化,可使喂入钛线后钢中CaO·TiO ·Al O 双相夹杂物数量明显减少,从而改善水口结瘤现象。

连铸异型坯凝固过程的数值模拟

为了解决连铸异形坯的表面及内部裂纹问题,以实测异形坯连铸工艺参数作边界 条件,采用有限元方法,利用ANSYS商业软件对铸坯的凝固发展过程进行了数值模拟,模拟 结果与实测铸坯表面温度吻合.计算结果表明,对于SS400异型坯,在当前的工艺条件下,仅 有圆角处的表面温度在二冷区中前段,温度处于高温塑性区,铸坯的其他部位表面温度均落 在相应钢种的低温脆性区.因此二冷区可以进一步采用弱冷方式,使异型坯在二冷段和矫直 辊前的表面温度处于高温塑性区.

双辊薄带连铸熔池液面波动物理模拟

设计了一个双辊薄带连铸机动态物理模拟实验装置，利用超声波浪高仅对双辊熔池液面波动进行了实验测定．重点研究了不同水口结构、拉速（转速）、熔地高度以及插入深度等参数对熔池内液面波动的影响，从而为优选出满足双辊薄带连铸布流要求的水口结构尺寸提供依据．

双辊薄带下不锈钢铸轧过程的耦合数值模拟

采用有限元法模拟了双辊铸轧不锈钢过程的流热耦合问题 ;分析了铸轧速度对熔池内流场、温度场的影响以及流场与温度场之间的相互影响 ;给出了凝固过程中熔池与铸轧辊之间的热流密度变化趋势及随铸轧速度的变化规律 ,并把此模拟的结果与试验的结果相比较 ,吻合较好 ;

双辊铸轧薄带过程中铸速对熔池内温度场的影响

采用三维流热耦合有限元分析对双辊铸轧不锈钢过程进行模拟,利用反向方法处理铸辊与熔池之间的换热边界条件,研究发现,随着铸轧速度的提高,铸带与铸辊之间的热传导系数增大,凝固终了点位置向铸机出口移动,铸带的表面和中心温度都有所升高,熔池表面温度略有增加.在水口尺寸一定的情况下,铸轧速度过小,铸带横向温差较大.铸轧速度是调节熔池液面高度和轧制力的有效手段.

FTSC薄板坯连铸中间包内流场及夹杂物运动轨迹的数值模拟

以FTSC双效冲击板加单坝结构的中间包为研究对象,应用FLUENT软件计算了中间包的三维流场、温度场、夹杂物运动轨迹及不同尺寸夹杂物的排除率.结果表明,FTSC中间包内的双效冲击板和单坝能够明显改善钢液的流动状态和温度分布,显著提高夹杂物的排除率,并且对小尺寸夹杂物(d<60μm)排除率的影响尤为显著.

CSP连铸薄板坯中非金属夹杂物行为研究

通过在炼钢和连铸过程的各个阶段加入不同的示踪元素,采用金相观察、大样电解、电子探针及扫描电镜等多种方法对邯钢CSP流程低碳铝镇静钢中非金属夹杂物行为进行了调查研究,找出了夹杂物的来源、数量及分布的变化规律。研究表明CSP薄板坯的洁净度水平低于传统板坯,在相同的钢种和热轧板厚条件下,邯钢CSP热轧板卷生产的冷轧板缺陷率比传统工艺热轧板卷生产的冷轧板缺陷率高62%。对结晶器EMBr实际使用效果研究表明,无电磁制动时,结晶器液面波动为±7 mm,使用电磁制动时,结晶器液面波动为±4 mm,钢中w(TO)降低了40%,大型夹杂物减少了61%。应用CFX软件数学模拟了电磁制动及无电磁制动情况下的CSP结晶器流场。模拟结果表明,在邯钢现行工艺条件下,结晶器使用电磁制动后,结晶器弯月面钢水中心线速率降低了约3倍,湍动能降低了2倍左右。结晶器钢水流动减缓,结晶器钢水卷渣明显减轻,薄板坯洁净度明显改善。

薄板坯夹杂物行为的研究

采用示踪法研究了FTSC薄板坯夹杂物行为。研究结果表明，显微夹杂物主要来源于脱氧产物与钢液面污染物的复合物。大型夹杂物中钙铝酸盐夹杂占56％，复杂化合物夹杂占39％，二氧化硅夹杂约占5％。大型夹杂物主要来源于脱氧产物与中间包液面的污染，水口熔损影响较小。在唐钢一炼钢现行生产条件下，FTSC薄板坯中ω（TO）为25×10^-6，显微夹杂物体积率平均为0．024％，大于50μm的大型夹杂物平均为0．2466mg／（10kg）。显微夹杂中12CaO·7A12O3占62．15％，3CaO·A12O3占24．44％，A12O3占13．41％；显微夹杂中0～5μm的夹杂占85％以上，5～10μm的则占约9％，而大于10μm的夹杂不足5%。

CSP热轧板卷边部裂纹成因

用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和能谱分析等方法研究了涟钢CSP热轧板卷边部裂纹的成因.结果表明:连铸坯表面的深振痕是热轧板卷边部裂纹的起源,连铸坯角部过冷导致奥氏体晶界AlN的细小析出,加剧了连铸坯对裂纹的敏感性.连铸坯经过精轧机组的轧制后,连铸坯表面的横裂纹扩展成为热轧板卷的锯齿状裂纹,严重时会造成烂边或掉块.

无氟连铸结晶器保护渣的结晶性能

结晶器与连铸坯间的保护渣膜直接影响着连铸坯的润滑及传热,而保护渣的结晶性能是影响润滑和传热的重要因素。通过测定保护渣的结晶温度、结晶率和结晶体几何尺寸,研究了碱度和TiO2含量对含钛无氟保护渣结晶性能的影响规律。结果表明:加大碱度和增加TiO2含量都能明显提高保护渣的结晶倾向性。

X60钢在CSP热轧过程中的组织演变与混晶现象

研究包钢CSP生产线上同一X60钢轧件经不同道次变形后,其不同部位的金相组织,结果表明:连轧前铸坯的室温组织为粗大的针状或块状铁素体,少量的珠光体沿铁素体晶界不均匀分布。空冷到室温的轧件具有铁素体+珠光体组织。在CSP薄板轧制过程中,晶粒明显细化但出现混晶现象。前面道次中边部晶粒尺寸和表面晶粒尺寸比心部晶粒尺寸细小均匀,在终轧后差异变小。同时分析了微观组织演变特点和混晶产生的原因。