250～320 mm连铸板坯堆垛缓冷过程仿真计算

L245、D36、X70等钢种连铸板坯生产流程为铁水预处理-100 t转炉-LF-RH-250～320 mm×2000 mm板坯连铸。当铸坯人炉温度为650～700℃,因AlN在晶界析出,在轧制过程钢板易出现爪裂,当铸坯入炉温度控制在500～550℃则可避免钢板爪裂。通过ANSYS有限元软件,对板坯堆垛温度场和降温速率进行数值模拟。模型计算结果表明,250 mm和320 mm厚铸坯分别堆垛12 h和24 h后,可使堆垛中心铸坯表面温度达到600℃以下,现场实测值与模拟结果相同。

高碳钢150 mm×150 mm连铸坯堆垛缓冷对碳偏析的影响

高碳钢SWRH82B（0.81％C）盘条用于生产预应力钢丝钢绞线,其中网状碳化物是造成冷拔断裂的重要原因.试验了该钢150 mm×150 mm铸坯堆垛缓冷时间（0～48 h）对铸坯碳偏析和Φ12.5 mm盘条碳化物的影响.结果表明,直接空冷时的铸坯中碳含量的差值为0.116％,堆垛缓冷12,24,36,48 h后碳含量差值分别降至0.088％,0.080％,0.075％和0.076％,盘条中网状碳化物也相应降低;SWRH82B钢150 mm× 150 mm连铸坯堆垛缓冷24h,可以满足盘条冷拉工艺要求.

连铸板坯堆垛缓冷过程的数值模拟

为准确控制板坯热送入炉温度，利用ANSYS有限元软件，对板坯堆垛温度场及温降速率进行了数值模拟计算。通过控制堆垛时间，使板坯人炉温度稳定在500—550℃，从而消除热送板坯轧后钢板表面爪裂的缺陷。模型计算结果表明，250，320mm厚板坯分别堆垛12，24h后，堆垛中心板坯表面温度达到600℃以下，可满足热送要求。

堆垛缓冷过程模拟及对钢板性能的影响

应用analysis软件对船板钢连铸坯堆垛缓冷温度场进行数值模拟计算,并对不同堆垛缓冷制度下的轧制钢板取样进行金相组织、Z向拉伸断口形貌、拉伸性能等分析,研究了不同堆垛缓冷工艺对钢板性能的影响。结果表明：堆垛铸坯冷却速率最快的是顶部铸坯,而中间区域和底部区域的冷却速率较慢,断面为300 mm×2 400 mm的船板钢连铸坯堆冷铸坯的平均冷却速率为8.1~14.2 K·h-1。随着堆垛缓冷时间的延长,钢板的拉伸断口分层、带状组织、中心偏析等缺陷得到有效控制,断面为300 mm×2 400 mm的船板钢连铸坯堆垛缓冷36 h可以有效避免拉伸断口分层等缺陷的发生。

提高探伤板材堆垛缓冷厚度的研究

针对中厚钢板探伤不合格原因进行分析研究,结果表明:当钢中氢分压超过钢板临界强度时,就会在夹杂物和钢基体间萌生裂纹,并沿钢板中心位置的夹杂物和贝氏体硬化组织带扩展,最终导致钢板探伤不合格。对于正常冶炼的Q345B/C钢种,由280 mm厚度铸坯轧制钢板的堆垛缓冷厚度可以提升至35 mm以上,从250 mm和220 mm厚度铸坯轧制钢板的堆垛缓冷厚度可以提高至25 mm以上;而经过RH真空处理的钢种,钢板堆垛缓冷厚度可以增加到35 mm以上。

堆垛缓冷对连铸坯中心偏析的影响

研究了轧制前堆垛缓冷处理对连铸坯中心偏析的影响。通过对试验铸坯横断面的低倍硫印检验和沿铸坯厚度方向上的化学分析以及对轧后钢板的断面组织观察,发现轧前堆垛缓冷处理减轻了铸坯中心碳偏析和轧后钢板带状组织。堆垛缓冷48 h的铸坯中心偏析级别由C类2.0下降到C类1.5;堆垛缓冷36 h的铸坯轧后钢板与堆垛缓冷24 h的试样相比,其断面带状组织明显减轻,且没有明显连续的珠光体带状组织。

厚规格高合金钢坯堆垛缓冷工艺开发

针对某厂高合金钢裂纹发生率较高但尚无缓冷坑或其他缓冷措施的状况,利用有限元软件ANSYS,对该厂板坯连铸机生产的尺寸为400 mm×2 000 mm×3 000 mm的738H塑料模具钢坯,进行了堆冷过程温度场有限元模型计算。对该厂模具钢坯进行了96 h堆冷测温试验,并用现场实测温度对数值模拟结果进行校核。依据校核过的堆冷温度场有限元模型,开发了适合该厂的连铸坯堆垛缓冷工艺,很好地解决了该厂连铸坯无缓冷措施的问题,有效防止了高合金钢连铸坯裂纹和迟缓裂纹的产生,使得高合金钢连铸坯裂纹控制合格率达到100%。

中板生产中除氢工艺的合理应用

通过对几种钢板除氢工艺的分析，提出钢板除氢工艺的合理配置和选择，即中板生产在液态除氢的同时，应采用成品板堆垛缓冷除氢工艺，从而可有效地保证对氢含量有严格要求的高附加值中板产品的顺利生产。

改善X65管线钢板平直度工艺实践

板型控制是管线钢生产的关键技术和难点技术,本文通过对X65管线钢板型不良问题产生的原因进行分析,依靠工艺创新,使管线钢板型质量得到明显提高,并成功应用于类似生产工艺的钢种。

钢的磁性转变温度实验研究

通过金相检验研究了3个钢种在热处理过程中内部组织的转变特性,确定了钢种的磁性转变温度和安全起吊温度,制定了合理的吊车操作制度,使方坯堆垛缓冷工艺得以顺利实施,方坯合格率达到工业生产标准。

低合金中厚板延伸率不合格原因及分析

针对低合金中厚板延伸率合格率偏低的问题,跟踪采集大量生产数据,并通过金相、扫描电镜等手段进行原因分析。结果表明:铸坯中含量较高的氢在中心条带状夹杂附近聚集,冷却过程中在塑性较差的中心过冷硬相组织处形成氢致微裂纹,拉伸过程中沿微裂纹产生分层,导致延伸率不合格。铸坯中心偏析程度越严重,氢与偏析复合作用对钢板延伸率影响越大。通过采取铸坯及钢板堆垛缓冷措施,可有效提高延伸率。如果在拉伸过程中沿未弥合中间裂纹形成严重的层状断口,即使通过堆垛缓冷也无法改善延伸率。

非调质预硬型塑料模具钢P20的开发

唐钢在非调质预硬型塑料模具钢P20的研发过程中,合理地控制生产工艺,实施轧后堆垛缓冷,并根据模具钢堆垛缓冷却后获得硬度设定合理的回火热处理温度,得到了理想贝氏体组织,硬度值达到HRC28~32,满足了相关技术条件的要求。

屈服强度460MPa级宽厚钢板层状断口分析

邯钢宽厚板生产线70mm厚度规格460MPa级别宽厚钢板产品部分批次出现延伸性能不合格问题,通过对拉伸试样层状断口进行分析,确定断口分层与较为严重的铸坯中心偏析缺陷有关。在此基础上进一步开展铸坯堆垛缓冷试验和数值分析,揭示了不同堆垛缓冷时间条件下铸坯中心偏析的变化情况以及铸坯中心位置在相应时间的温度变化规律。当板坯堆垛缓冷时间在36h以上、铸坯中心温度控制在370℃左右时,铸坯中心偏析得到最大幅度地改善,厚板层状断口现象有较大程度地降低。

210 t BOF-LF-RH-300mm板坯CC流程高韧性Q420qE钢板的研发

为满足桥梁结构用Q420qE钢板抗拉强度Rm≥540 MPa、-40℃V型冲击功≥120 J的要求,通过采用0.05~0.11C,Nb-Ti微合金化成分设计以及深脱硫模式、LF+RH精炼和电磁搅拌等工艺,确保300 mm×2010 mm铸坯质量良好。利用TMCP(thermomechanical control process)轧制工艺,轧后堆垛缓冷,研发Q420qE钢18~26 mm板的屈服强度446~580 MPa,抗拉强度577~727 MPa,伸长率19.0%~28.5%,-40℃冲击吸收功129~287 J,各项性能指标均符合国标要求。

包晶钢S355J-4钢板裂纹成因分析与控制

针对S355J-4钢钢板裂纹较多问题进行研究,现场取样,利用扫描电镜、能谱仪等检测手段分别从裂纹形貌、成分以及保护渣和二冷工艺等方面进行分析;同时采用红外热成像仪对连铸坯堆垛温度和进入加热炉前温度进行现场测量。结果表明,裂纹中有保护渣成分,说明钢液在凝固过程有保护渣卷入。矫直段入口处铸坯表面温度约为895℃,处于该钢种的第三脆性区和裂纹敏感区。优化保护渣制度以避免凝固过程的卷渣行为,并采用弱冷提高矫直过程铸坯表面温度使其避开第三脆性区有利于减少裂纹形成,延长堆垛缓冷时间,铸坯进入加热炉温度控制在200℃以内,能够有效降低钢板裂纹产生。

钢板中氢扩散的数值模拟

为了加强钢板生产过程中氢的控制,建立了钢板内部氢扩散的数学模型,分析了钢板芯部的氢质量分数与扩散系数、钢板的厚度、氢的初始质量分数和时间之间的关系。随着钢板的厚度增加,氢的扩散效果大幅度降低;随着钢板缓冷开始温度的降低,同一厚度钢板芯部氢的扩散效果也越来越差。采用高温堆垛缓冷或采用保温坑缓冷等工艺可实现高温扩氢,从而避免轧后钢板的氢致缺陷。

开坯—粗轧生产流程铸坯温度变化规律分析

对325 mm×280 mm大方坯在开坯、加热炉加热、堆垛缓冷和水除鳞等生产流程的温度变化规律进行了研究。结果表明：开坯到160 mm×160 mm热轧坯时,角部温度已经下降到990℃,表面中心温度下降到1 012℃。冷装热轧坯经过50 min的加热后温度基本达到1 000℃,热轧坯开坯后直接入炉经过40 min的加热后热轧坯温度已经达到1 060℃以上,基本满足了轧制的要求。铸坯经过堆垛冷却48 h后,堆垛表层的铸坯中心温度下降到20℃左右,堆垛中心的铸坯中心温度下降到80℃左右。冷却速率自顶向下逐渐减慢,堆冷铸坯的冷却速率为8.3-15.3℃/h,铸坯的平均冷却速率为10.44℃/h。热轧坯在经过水除鳞段后,铸坯角部温度下降到1 053℃,边部中心温度下降到1 055℃,整个水除鳞阶段热轧坯的温降幅度在15℃左右。

桥梁板Q420qD-Z25生产实践

介绍了河北普阳钢铁有限公司生产Q420qD-Z25厚规格钢板的化学成分设计、控轧控冷工艺及钢板性能。研究了不同未再结晶区开轧温度对Q420qD-Z25厚规格钢板组织和力学性能的影响。结果表明:铌、钒微合金元素的复合添加,有助于细化铁素体晶粒,提高钢材的强度和韧性。采用两阶段控制轧制工艺,随着未再结晶区开轧温度的降低,组织更加细化,钢板的抗拉强度及伸长率变化不大,但屈服强度及-20℃冲击功显著提高。轧后钢板下线后迅速进行高温堆垛缓冷,保证了钢板具有优异的Z向性能。