板坯氢含量控制和中心碳偏析改善研究

调查了首钢炼钢生产流程中的氢含量变化规律和铸坯碳偏析情况,研究表明LF处理工序是钢水增氢的主要位置。在板坯中碳的偏析同时存在负偏析区和中心正偏析。利用简化的一维非稳态扩散菲克第二定律传质方程,建立了12块板坯堆垛中各板坯内部的元素扩散模型,实际测量了不同时间下板坯堆垛内各板坯的温度变化规律,并将得到的温度测定结果应用于模型中,从而计算得到元素扩散的变化规律。根据氢和碳的元素扩散规律,可知板坯堆冷工艺可以促使氢的扩散,但对中心碳偏析影响不大。通过提高加热炉的加热温度和时间,板坯中心偏析将得到很大程度的改善。

中厚板延伸率不合格试样断裂机理研究

中厚板拉伸试样出现了延伸率不合问题,并且拉伸试样断口出现了层状撕裂现象。通过对试样断口形貌、试样变形区和未变形区金相组织的研究,认为:中厚板中心区域珠光体比例高是层状撕裂试样厚度中心呈现脆性的原因,这种脆性区导致在拉伸过程中最先萌生裂纹,并最终导致拉伸试样延伸率不合;出现层状撕裂的试样在拉伸之前并不存在结构上的分层和断口分层,在断口上出现的平行于轧制方向的裂纹是在拉伸过程中形成的;当珠光体带的宽度超过25μm时,试样在拉伸过程中在珠光体带中易出现裂纹并导致断口出现层状撕裂。

基于凝固收缩的板坯铸机辊缝研究

为了研究辊缝收缩对减轻板坯中心偏析的作用，采用数值模拟方法计算了板坯的温度场和凝固收缩，分析了坯壳厚度和凝固收缩量在冶金长度内的分布，建立了3种辊缝收缩实验方案并比较了其效果。结果表明，在凝固末端以前2～3个扇形段进行辊缝收缩有效减轻了板坯中心偏析，辊缝收缩量应略大于铸坯自由凝固收缩量。