10CrNiCu连铸方坯和球扁钢偏析及其对性能的影响

合集下载

连铸工艺对铸坯碳偏析的影响

连铸工艺对铸坯碳偏析的影响

第3期 2010年5月连铸Continuous CastingNo.3May 2010连铸工艺对铸坯碳偏析的影响张广军, 张旭东, 张劲峰, 刘兴洪(江阴兴澄特种钢铁有限公司一分厂,江苏江阴214429)摘 要:研究认为铸坯凝固过程碳的不均匀分布是导致铸坯低倍偏析的主要原因,碳分布不均匀程度基本与钢种碳含量成正比,由此将不同钢种的碳分布标准偏差和极差修正成20CrMo H 钢碳分布偏析后统一研究。

在正常生产条件下将浇注过热度控制在15~25℃范围、二冷比水量在0135L/kg 、结晶器和末端电磁搅拌扭矩分别为18cN ・cm 和15cN ・cm 对铸坯碳偏析改善有利。

采用组合参数进行生产实践检验,连铸坯修正碳偏析标准偏差和修正碳偏析极差降到了01015%和01025%以下。

关键词:连铸工艺;铸坯;碳偏析中图分类号:TF 777.2 文献标志码:A 文章编号:100524006(2010)0320043204E ffect of CC Process on Macro C arbon Segregation in Steel B loomZHAN G Guang 2jun , ZHAN G Xu 2dong , ZHAN G Jin 2feng , L IU Xing 2hong(The No.1Plant ,Xingcheng Special Steel Co.,Ltd.,Jiangyin 214429,Jiangsu ,China )Abstract :Investigation shows that the main reason of macro carbon segregation in steel bloom is nonhomogeneous distribu 2tion of carbon during solidification of bloom ,and severity of nonhomogeneous distribution of carbon is proportion to the car 2bon content of steel.Standard deviation and range of carbon distribution in various steel grades were normalized to distribu 2tion of carbon segregation in 20CrMo H ,then the data were analyzed in the same scale.In normal continuous casting ,the following casting parameters can improve carbon segregation of casting bloom ,such as casting overheat at 15-25℃,the a 2mount of secondary cooling water is 0.35L/kg ,stirring torque of mold and final electromagnetic stirring are respectively 18and 15cN ・cm.The normalized standard deviation and range of carbon segregation decreased to below 0.015%and 01025%after the best combination of parameters were used in production practice.K ey w ords :CC process ;casting bloom ;carbon segregation作者简介:张广军(1969—),男; E 2m ail :zhangguangjun_66@ ; 收稿日期:2009211210 轧材通常在横截面上存在着不同程度的低倍偏析缺陷、也就是化学成分的不均匀分布,这种缺陷会对机加工、热处理、尺寸稳定性以及使用安全性和各种应用性能带来许多不利的影响[122]。

连铸坯的宏观偏析及控制

连铸坯的宏观偏析及控制

连铸坯的中心偏析及控制摘要:对连铸坯的中心偏析进行研究分析,并且分析影响中心偏析的因素,主要有过热度和鼓肚等因素,从而采用一些措施来降低中心偏析,主要有稳定和降低过热度,控制钢液中碳磷硫的含量,二次冷却工艺,稳定拉速,采用电磁搅拌等措施.关键字:连铸坯, 过冷度, 中心偏析, 鼓肚成因1 连铸坯的偏析铸坯凝固过程中, 表层因激冷生成细小枝晶(激冷层), 随着表层凝固厚度增加, 铸坯内部向外传热能力降低, 铸坯开始呈现定向凝固, 形成由外向内的长条状树枝晶(柱状晶)。

由于选分结晶的原因, 溶质元素向熔池(液相区)积聚, 当柱状晶增长而生成搭桥现象时, 富集溶质元素的钢液被封闭而不能与其它液体交换, 在该处形成C S等元素的正偏析同时, 上部钢液不能补充此处的凝固收缩, 从而伴随有残余缩孔。

图1为铸坯凝固过程此形成中心偏析的示意。

图1铸坯凝固形成宏观偏析示意2 连铸坯的中心偏析形成的机理1)钢锭中心凝固理论该理论认为当浇注钢液碳含量超过0.45%(质量分数) 时,即使是中等过热度的钢液也有柱状晶强烈增长的趋势,在凝固后期由于铸坯断面中心柱状晶的搭桥,当桥下面的钢液继续凝固时,得不到上部钢液的补充,下部区域就形成缩孔、疏松及中心偏析。

2)溶质元素析出与富集理论该理论认为铸坯从表壳到中心结晶过程中由于钢中一些溶质元素( 如碳、锰、硼、硫或磷) 在固液边界上溶解并平衡移动,从柱状晶析出的溶质元素扩散到尚未凝固的中心,即产生铸坯的中心偏析。

3 影响中心偏析的因素1)钢水的过热度过热度是决定等轴晶率大小的一个重要参数。

过热度越低,断面上产生的等轴晶率就越大,从而偏析程度就越小,经过统计大量的试验数据表明等轴晶率与过热度的关系如图1所示图2 等轴晶率与过热度的关系过热度低时,能提供大量的等轴晶核,生成等轴晶,阻止凝固前期柱状晶的形成,并生成由细小等轴晶组成的大面积等轴晶区。

若过热度高,柱状晶区便扩大,甚至产生柱状晶搭桥现象,从而形成中心疏松或缩孔,随之产生严重的中心偏析。

连铸坯质量对轧钢生产的影响

连铸坯质量对轧钢生产的影响

连铸坯质量对轧钢生产的影响
在钢铁行业生产系统中,炼钢与轧钢作为上下工序是息息相关的,从生产组织到工艺技术要求再到成本利润,只有轧钢提质降耗轧出合格的产品才能画上圆满的句号。

连铸坯质量问题主要表现在以下几个方面:1、连铸坯的纯净度:夹杂物数量、分布程度等;2、表面缺陷:角裂、纵裂、横裂、夹渣、脱方、鼓肚、凹坑、断面切割流渣等;3、内部缺陷:中间裂纹、中心偏析、内生夹杂、外来夹杂、疏松、缩孔等;4、化学成分:不稳定、不均匀等。

由于连铸坯经常性的存在以上缺陷,对轧钢生产带来很多生产事故,导致轧钢生产综合效益降低。

对作业率、成材率、合格率的提高、成品性能的稳定、成本消耗、员工的劳动强度等带来的一系列的影响。

为了更好地实现高效、快捷、均衡、顺行的生产模式,创造良好的整体效益,炼钢与轧钢就要双向挖潜提标。

首先炼钢方面要严控工艺技术要求,实实在在地提高连铸坯的质量。

其次炼钢技术管理人员、质检人员要本着下道工序为上帝的宗旨严把质量关。

再次要与轧钢系统做好联系沟通、及时跟踪、及时整改、及时优化创新,这样我们的水平才能提高,我们的整体效益才能做好。

管线钢连铸坯中心偏析分析与探讨

管线钢连铸坯中心偏析分析与探讨

管线钢连铸坯中心偏析分析与探讨近年来,随着石油、天然气等脆弱资源的不断消耗,地球环境的持续恶化以及人类活动的日益增加,越来越多的人开始重视环境保护,而管线钢的应用正是维护环境的必要手段之一。

它的承载能力大、耐腐蚀性强,且可以连铸出大小规格、各种不同形状的钢材,成为各行各业的首选材料。

然而,连铸的生产过程也会产生偏析现象,造成连铸外形和钢料物性的偏离,严重地影响着生产效率和质量。

因此,深入研究管线钢连铸坯中心偏析现象对于管线钢的生产有着重要意义。

管线钢连铸坯中心偏析是指在管线钢连铸过程中,将钢水放入带有内部凹槽的连铸坯后,出现不均匀的坯料径向流动和分布现象。

这一现象会使得管线钢的外形及其材料物性受到影响,甚至可能影响管线钢的安全运行。

所以,对管线钢连铸坯中心偏析现象的深入分析及探讨,有助于合理改善管线钢的生产工艺,减少生产成本,同时提高整体的质量控制。

在管线钢连铸坯中心偏析研究方面,研究者采用了实验测试、模拟计算和数据分析等方法。

例如,通过仿真分析和实验室研究,对坯料偏析现象的影响因素进行了研究,如:连铸坯的凹腔几何参数、加料位置、充型状态等。

以及坯料偏析现象发生的条件、规律和动力学过程。

进一步,模拟计算和数据分析技术还被用于分析不同熔炼技术、温度等因素与坯料偏析现象之间的关系,并且提出更好的熔炼技术进行优化,以减少或消除管线钢连铸坯中心偏析现象。

此外,在实际生产中,操作工艺参数也可以改善坯料偏析现象。

例如,在放料时减少管口宽度,可以减少坯料运动速度,而减小注入水量,可以降低坯料表面温度。

此外,可以采用椭圆形或弯折形注入管,以改变坯料运动趋势,减少坯料偏离中心线;还可以通过减少蒙皮厚度、改变放料管管口角度等方式减少偏析。

另外,增加护函的厚度,也可以改善坯料的流动和偏析现象。

根据研究结果,运用椭圆形或弯折形注入管、减少管口宽度、改变放料管管口角度等操作参数,可以改善管线钢连铸坯中心偏析现象。

而采用仿真分析和实验室研究,对坯料偏析现象的影响因素进行研究的数据分析,也可以解决偏析现象,进而提高管线钢的生产效率。

连铸板坯缺陷对下工序的质量影响

连铸板坯缺陷对下工序的质量影响

连铸板坯缺陷对下工序的质量影响摘要:为满足用户对产品质量越来越严格的要求,生产价格便宜高质量产品是人们追求的目标。

而轧制产品质量是与连铸坯缺陷紧密相联系的。

关键字:连铸坯;质量控制引言:在现代的工业发展中,质量的高低已逐渐决定着企业的命运。

市场竞争以价格竞争为主转向以质量竞争为主,为了达到提高连铸板坯质量更好的为下工序服务的目标,使我们的产品在下游客户的手中能更好的体现使用价值。

一、连铸板坯缺陷的分类与分析1、连铸板坯缺陷的分类炼钢-精炼-连铸工艺流程生产的连铸板坯作为半成品共给轧钢,轧制成不公规格的板材以满足不同单位的需求。

只有提供高质量的连铸板坯,才能轧制出高质量的产品。

连铸板坯缺陷包括以下几个方面:连铸板坯的纯净度:主要是钢中夹杂物类型、形貌、尺寸和分布。

(1)连铸板坯的表面缺陷:主要是指连铸板坯的表面纵裂纹、横裂纹、网状裂纹、夹渣、气泡等。

缺陷严重的会造成废品,甚至会已传至轧制产品内。

(2)连铸板坯的内部缺陷:主要是指连铸板坯内部裂纹、中心疏松、缩孔、偏析等。

缺陷严重者会影响轧制产品的力学性能和使用性能。

2、连铸板坯缺陷的分析2.1连铸板坯夹杂物的主要来源钢中夹杂物数量要少,钢中总氧要低,在钢中的夹杂物呈弥散分布而避免成链状串簇状分布(1)内生夹杂物:主要是脱氧产物。

其特点是溶解氧增加,脱氧产物增多。

(2)外来夹杂物:钢水与环境(空气、包衬、炉渣、水口等)作用下的二次氧化产物,其特点为夹杂物粒径大、组成复杂的氧化物、来源广泛、在连铸板坯中成偶然性分布、对产品危害大。

2.2连铸板坯表面裂纹缺陷连铸板坯裂纹包括表面裂纹(纵裂纹、横裂纹、网状裂纹)和内部裂纹(三角区裂纹、中心线裂纹)。

连铸板坯裂纹的形成是一个复杂冶金、物理过程。

是传热、传质、凝固和应力的相互结果。

带液芯的高温铸坯在连铸机运行过程中,各种力作用于高温坯壳产生变形,超过了钢的允许强度和应是产生裂纹的外因,钢对裂纹敏感性是产生裂纹的内因,而连铸机热工做状态和工艺操作是产生裂纹的条件。

连铸凝固过程中的偏析现象及其控制

连铸凝固过程中的偏析现象及其控制

中心偏析对钢性能的危害
1、降低钢材综合性能 奥氏体化后仍有残留,引起淬火回火后的硬度和其他力学性能的局部差异 2、使钢材出现各向异性 中心偏枂在板坯的纵向和宽度方向上的分布有很大的变化,导致力学性能各向异性 3、降低钢材的韧性 作为冷拔材的硬线钢来说,中心偏枂使它拉丝枀限和延展性降低 4、引起钢材氢脆,降低耐腐蚀性能
电磁搅拌技术( EMS)
使铸坯内部产生电磁力,对铸坯内部液体实施搅拌,过热液体绕
树枝晶生长前沿流动,使枝晶根部溶化,流动的钢液将枝晶带走
成为核心,另外机械力的作用也可折断正在长大的树枝晶,增加 等轴晶晶核。
轻压下技术
20世纪70年代末80年代初,现在已成为连铸关键技术的重要组成部 分,被证明是提高产品质量和开发高附加值产品的重要手段,幵被
中心偏析的危害
(1)中心偏析对钢成材的影响 1)造成分层、断口丌合格使钢报废 含硫偏高的钢,中心偏枂带内往往有大量硫化物聚集,高熔点夹 杂物的变形程度不基体大丌一样,轧制过程造成钢的内部裂纹,大 量非金属夹杂物使钢严重分层;含锰偏高的结极钢,易出现锰偏枂 ,铸态时出现树之间锰的富集,轧态时出现富锰的带状组织,使断 口检查丌合偏枂的最佳方法。
一方面压下可以消除或减少铸坯收缩形成的 内部空隙, 防止晶间富集溶质元素的钢液 向铸坯的横向流动; 另一方面, 压下可以使液芯中溶质元素富 集的钢液沿拉坯方向反向流动, 使溶质元 素在钢液中重新分配, 从而改善中心偏枂 情况。
轻压下技术
对于轻压下所需的压力主要有两种: 热应力, 即采用铸坯强冷技术, 使凝固坯壳向内收缩, 产生于 机械力压下类似的作用, 该法对于大断面、 表面裂纹敏感的钢种 收效甚微 机械应力 ,即用机械压下的方法补偿铸坯收缩, 该法依据设备 又可分为辊式轻压下和锻式轻压下

连铸凝固过程中的偏析现象及其控制

连铸凝固过程中的偏析现象及其控制

电磁搅拌技术( EMS)
使铸坯内部产生电磁力,对铸坯内部液体实施搅拌,过热液体绕
树枝晶生长前沿流动,使枝晶根部溶化,流动的钢液将枝晶带走
成为核心,另外机械力的作用也可折断正在长大的树枝晶,增加 等轴晶晶核。
轻压下技术
20世纪70年代末80年代初,现在已成为连铸关键技术的重要组成部 分,被证明是提高产品质量和开发高附加值产品的重要手段,幵被
认为是消除铸坯宏观偏枂的最佳方法。
一方面压下可以消除或减少铸坯收缩形成的 内部空隙, 防止晶间富集溶质元素的钢液 向铸坯的横向流动; 另一方面, 压下可以使液芯中溶质元素富 集的钢液沿拉坯方向反向流动, 使溶质元 素在钢液中重新分配, 从而改善中心偏枂 情况。
轻压下技术
对于轻压下所需的压力主要有两种: 热应力, 即采用铸坯强冷技术, 使凝固坯壳向内收缩, 产生于 机械力压下类似的作用, 该法对于大断面、 表面裂纹敏感的钢种 收效甚微 机械应力 ,即用机械压下的方法补偿铸坯收缩, 该法依据设备 又可分为辊式轻压下和锻式轻压下
2、偏析的成因
显微偏析
实际生产中,钢液的结晶是一种非平衡结晶,由于冷却速度较大,钢液 在冷却到各个温度时,没有足够的时间来完成结晶过程和扩散均匀化。
宏观偏析
凝固过程中选分结晶的作用, 使两相区树枝间的液体富Leabharlann 了溶 质元素。3、偏析的危害
偏枂对连铸坯性能的影响主要表现为中心偏枂故在此 主要讲解中心偏枂
中心偏析的危害
(1)中心偏析对钢成材的影响 1)造成分层、断口丌合格使钢报废 含硫偏高的钢,中心偏枂带内往往有大量硫化物聚集,高熔点夹 杂物的变形程度不基体大丌一样,轧制过程造成钢的内部裂纹,大 量非金属夹杂物使钢严重分层;含锰偏高的结极钢,易出现锰偏枂 ,铸态时出现树之间锰的富集,轧态时出现富锰的带状组织,使断 口检查丌合格,且很难消除,只能让钢报废。

探讨连铸工艺参数调整对连铸坯中心偏析的影响

探讨连铸工艺参数调整对连铸坯中心偏析的影响

探讨连铸工艺参数调整对连铸坯中心偏析的影响摘要:文章先分析了连铸坯出现中心偏析的原因,包括凝固晶桥、空穴抽吸、溶质元素富集和析出,随后介绍了连铸工艺技术相关参数调整,包括过热度控制、钢水夹杂影响、拉速和二冷水优化,希望能给相关人士提供有效参考。

关键词:连铸工艺;参数调整;连铸胚;中心偏析引言:国内钢铁产业的持续发展,因为产能过剩影响,导致钢铁市场呈现出一种低迷趋势,行业竞争持续加剧,主要可以从产品质量和成本方面体现出来,随着竞争趋势的越加残酷和激烈,产品质量也成为客户进行产品选购核心因素。

为此需要注重连铸坯中的中心偏析问题,全面优化内部质量,提升钢板探伤效率,减少质量问题。

1.中心偏析原因分析1.凝固晶桥中心偏析主要是钢液凝固中,固液内的各种溶质元素实施重新分配过程中,柱状晶生长导致枝晶中的未凝固钢水产生溶质元素富集现象,导致铸胚处理中溶质元素分布不均,铸胚中心P、S、C等元素含量超标。

联系凝固桥理论分析,铸胚凝固组织内形成了较为发达的柱状晶,高碳钢浇筑中,铸胚凝固时,因为传热系数不稳定,形成了柱状晶的生长差异,铸胚中心出现搭桥晶桥下方钢液在收缩凝固中无法得到有效的钢液补充,产生中心偏析、中心疏松以及中心缩孔等问题。

1.空穴抽吸钢液凝固阶段,处于固-液相之间的溶质元素产生再分配现象,柱状晶生长促进了未凝固钢水中所形成溶质元素在枝晶间进行富集。

至于钢坯液相穴和鼓肚末端凝固收缩导致中心部位抽吸力增强。

该种抽吸力也使得钢坯中心吸入凝固末端所聚集的各种溶质元素,最终形成中心偏析现象[1]。

1.溶质元素富集和析出铸坯结晶中,钢液中的磷、硫、锰、碳等溶质元素于固-液相边界溶解,同时产生平衡移动的现象,顺着柱状晶析出溶质元素渗透到没有彻底凝固的钢液内,并伴随结晶实施,易偏析元素也在铸坯中心产生富集现象,或在末端区域进行凝固,最终出现铸坯中心偏析现象。

1.连铸工艺参数调整1.过热度控制假如过热度较低,则从理论层面上能够提升浇铸过程中的铸坯等轴晶率,有效减少铸坯偏析现象。

铸坯中心偏析工艺影响因素分析及改进措施

铸坯中心偏析工艺影响因素分析及改进措施

+!, - ".
(!) 量 $%!4 * $%"$&’( ,锰含量 !%$ * !%4&’( ,宽度 "4$$
/!0(.1 2 .3)
(") * #"$$66,拉 速 !%$ * !%#6 - 678,比 水 量 $%9 *
式中,+ 为液态金属凝固形核率;/ 为晶体生长 $%:1 - ;<,辊缝收缩量 =%4 * !$%466 的条件下,过热
大,己结晶形核的晶胞向前生长的速度越快,柱状 质量,过热度应控制在 ! * !$>范围内。
#’%6 年 2 月 第三期
铸坯中心偏析工艺影响因素分析及改进措施
%6
图 ! 过热度对中心偏析的影响
!"# 铸坯宽度的影响
缝收缩量 6"& ) %’"&((,从整体看,#%&’ ) #&&’((、
对 $$ 块抽样板坯(厚度 %&’(()铸坯内部质量 #&&’ ) #6&’((、!’’’ ) !!’’(( 期间,7%"’ 8 9%"& 级
从总体上看,碳元素不利于改善铸坯的内部质 量,随着碳含量的增加,铸坯的中心偏析有所加重。 !4! 锰的影响
钢中的锰含量过高时,容易造成元素锰在晶界 处的偏析。对 35 块抽样板坯(厚度 "%#)))铸坯内 部质量(中心偏析)进行分析统计,如图 ! 所示。从 图中可以看出,在碳含量 # 4 "% 7 # 4 !#819 ,过热度 "# 7 !%:,宽度 !"## 7 $"%#)),拉速 "4# 7 "4$)0 )’*,比 水量 #43% 7 #46#<0 =>,辊缝收缩量 64% 7 "#4%)) 的条件 下,锰含量小于 "4#819时,中心偏析 ?"4% 等级比例不是 很高,且无 . 等级。由此可见,适当降低锰元素有利 于改善铸坯的内部质量,且有一定的规律性。锰含 量应控制在 " 4 #819 以内。

连铸工艺参数调整对连铸坯中心偏析的影响

连铸工艺参数调整对连铸坯中心偏析的影响

128管理及其他M anagement and other连铸工艺参数调整对连铸坯中心偏析的影响赵紫玉(唐山科技职业技术学院,河北 唐山 063000)摘 要:中心偏析能够影响铸坯的使用寿命和质量。

本文以钢坯为研究对象,首先从凝固晶桥、空穴抽吸、富集和溶质析出理论研究了中心偏析出现的机理。

然后,以某钢铁企业的铸坯为试验对象,分析了钢水过热度的影响,将该参数控制在20°左右。

将拉速和二冷比水量两个连铸参数相结合,得到了最佳配比,确定了将二冷比水量提高0.04kg/t,将转炉的拉速降低至0.06m/min,为最佳连铸工艺。

关键词:铸坯;连铸工艺;钢水过热度;拉速中图分类号:TF777 文献标识码:A 文章编号:11-5004(2020)03-0128-2收稿日期:2020-03作者简介:赵紫玉,女,生于1983年,汉族,河北迁西人,本科,高校讲师,研究方向冶金工程。

高碳硬线钢在预应力金属制品制造领域应用十分广泛,如轮胎钢丝、建筑钢丝绳、钢丝绞线以及应力钢丝等等,其中高碳硬线钢的使用寿命和质量与拉拔强度密切相关。

高碳钢的凝固温度区间较为宽泛,钢材料凝固过程中的糊状区较大,导致连铸坯形成中心缩孔或中心偏析等问题。

文献研究可知,高碳钢线材在冷加工中出现拉拔断裂的主要原因即为中心缩孔或中心偏析。

所以,努力改善连铸坯形成过程中的中心缩孔或中心偏析对高碳钢线材的质量具有重大意义。

1 铸坯中心偏析的形成机理在钢液凝固过程中,固液相中的溶质元素进行再分配,未凝固的钢水溶质元素在快速生长的柱状晶间富集,使得铸坯中的溶质元素不均匀分布,铸坯中心部位的硫元素、磷元素和碳元素等含量较其他位置明显增高。

1.1 凝固晶桥按照该理论,凝固组织中的钢坯柱状晶发展速度较快,随着高碳钢脚注工艺的进行,凝固过程中的铸坯热传导不均匀,使得柱状晶产生了不同的生长速度,铸坯中心位置形成了搭桥,上部的钢液无法及时的补充下部钢液,使得下部钢液收缩形成中心偏析、疏松或者缩孔。

连铸设备对铸坯质量的影响

连铸设备对铸坯质量的影响

板坯连铸关键设备对铸坯质量的影响对于板坯连铸机而言,设备是生产、质量的根本和基础,设备对于一台连铸机的重要性不言而喻。

设备在维修、维护过程中出现偏差,降低标准都会直接或间接影响到铸坯质量。

为此,我从以下三个连铸机关键设备可能对铸坯质量产生的影响与大家进行交流研究。

一、结晶器1、倒锥度对铸坯质量的影响:结晶器倒锥度太大会增加坯壳与器壁挤压和拉坯的阻力,引起横裂甚至坯壳断裂。

铜板镀层磨损后还可能因导热不均导致裂纹等缺陷的产生。

因此对结晶器进行维修调整时必须认真测量控制倒锥度。

导致倒锥度变化的因素:作为结晶器关键参数之一,我们在维修调整结晶器过程中都会特别注意将倒锥度调整到要求范围内,为什么结晶器使用后会发生“跑锥度”问题呢?我们需要关注以下几个细节:(1)确保结晶器宽面夹紧力。

目前板坯连铸机结晶器宽面均通过机械、液压等形式进行夹紧,我们想从根本上杜绝“跑锥度”首先把上下部夹紧机构调整符合要求。

(2)窄面锁紧机构及支撑杆焊接。

在调整好结晶器锥度后必须锁紧窄面调宽机构并焊接支撑杆。

(3)调宽过程注意消除机构间隙。

由于窄面调宽机构、连接部位均存在加工间隙,为此需在调宽过程中注意消除,具体做法为调任一规格都应从外向内调整,即最后调宽机构动作方向为向结晶器中心移动方向。

(4)注意调整好的结晶器角缝。

因为结晶器多次更换断面、铜板加工问题等原因造成角缝会减少窄面铜板与宽面铜板接触面,同时减少摩擦力,容易引发“跑锥度”。

2、结晶器内壁表面状况影响:目前铜板镀层可分为单一镀层和复合镀层。

单一镀层有铬;镍-铁;镍-钴。

小方坯因产品要求低,价格低,多采用镀铬;大方坯和板坯产品质量要求高,对铜板的寿命要求高,故多用复合镀层,现时用镍-铁镀层的较少,大多采用镍-钴镀层。

其优点:耐磨;结合力强。

但价格高。

结晶器铜板出现镀层脱落、裂纹等问题后容易造成铸坯冷却不均,坯壳厚度不均匀,容易引发表面纵裂纹或凹陷(见下图);结晶器宽窄面铜板角缝过大容易造成挂钢甚至出现恶性生产事故。

高强钢连铸板坯中心偏析的分析及改善措施

高强钢连铸板坯中心偏析的分析及改善措施

高强钢连铸板坯中心偏析的分析及改善措施摘要:高强度钢一般含有高碳含量和锰质量分数。

连铸坯在凝固过程中容易形成碳、锰等元素的枝晶偏析,导致中厚板中心出现严重的带状组织缺陷。

带钢结构对钢板的力学性能、成形性和断裂性能有着重要的影响。

对于冷轧钢板,带钢结构的存在会使材料表现出很强的各向异性能,导致材料在深加工过程中发生不均匀变形,即沿板宽方向的纵向纤维拉伸不一致,导致二次变形。

即使是在应力集中时裂纹的萌生也会影响最终产品的性能。

如何减少和消除连铸坯在凝固过程中产生的偏析,是连铸生产亟待解决的问题。

基于此,本文对高强钢连铸板坯中心偏析的分析及改善措施进行分析。

关键词:连铸坯;中心偏析;改善措施1连铸坯中心偏析的成因导致连铸坯出现中心偏析的原因主要包括两个方面,一方面是枝晶搭桥形成了小钢锭,另一方面是发生了铸坯鼓肚的问题。

在连铸坯凝固过程中,液芯末端会存在一个固液两相混合组成的糊状区。

凝固过程中,钢液会收缩向坯壳和拉坯方向,最终形成小孔。

位于弯月面的钢液受到地心引力会注入到收缩形成的孔洞当中,通过这种方式可以有效防止疏松和偏析问题的出现。

上述为理想状态,但是在实际铸造过程中,由于出现了小钢锭,钢液难以及时形成収缩孔或者难以注入收缩控制红,最终导致偏析问题出现在铸坯中心部位。

通过偏析问题出现的过程分析可知,拉坯方向液芯中心线附近的钢液会在钢液凝固过程中出现一定的变化,前沿温度梯度不同是造成凝固波动的主要原因。

2板坯中心偏析的形成机制及控制措施对板坯偏析的形成机理进行了大量的研究。

可以看出,板坯的中心偏析是由凝固过程中溶质元素的分离和结晶和凝固结束附近富集的偏析元素的液流引起的。

凝固结束时的钢液流动是由壳体的鼓包和凝固过程中钢液的体积收缩引起的。

板坯的中心偏析与钢成分、热性能、几何形状、工艺参数和设备条件密切相关。

不同冷却条件下坯料枝晶间的应力对坯料的中心偏析也有重要影响。

因此,根据不同的情况,我们需要分析中心偏析的原因。

偏析对于连铸坯性能的影响分析

偏析对于连铸坯性能的影响分析
种钢铁有限公司采用铁水预处理、厚板连铸坯、电磁
Q345B钢种连铸(直弧型连铸机)板坯(化学成分如 表1所示),钢板具体生产工艺路线为:KR"BOF" LF"连铸板坯。
搅拌和轻压下凝固控制等先进技术,以减少连铸坯
在连铸板坯上取横截面试样,分别采用酸浸低
给钢板带来的缺陷隐患。连铸板坯具有纯净度高、 倍评级(YB/T 4003-2016 标准)、LECO CS400 型红
进行偏析分析%「8& ,A区域C,Mn偏析特征如图9所 示。在连铸坯上正常凝固点;和白亮带特征区上 点C处取样,进行铸态组织观察,结果如图4所示。
碳偏析指数=G /c$ 式中 Ci为测试点碳含量(% );Co为熔炼碳含量
(%)'
图1连铸板坯低倍形貌
報 霜 罡 準 砸 岡 ®
图2连铸坯厚度方向碳偏析
图9连铸坯A区域碳和锰偏析分布
由连铸坯上的组织形貌可见,在外弧白亮带上 C试样的珠光体比例明显低于正常凝固区域B试样 的珠光体数量,且C处柱状晶晶间铁素体更为粗 大,组织分布均匀性相对较差,不利于该区域材料性 能的均匀性。
由图6所示,试样材料断面收缩率结合图4的 连铸坯局部组织也可以发现,外弧白亮带处材料(试 样E)由于组织的不均匀,在740-860 =温度条件 下,试样变形过程中局部应力集中导致的试样断裂, 明显降低了材料的塑性(断面收缩率);且在740940 =温度下,白亮带处材料(试样E)塑性均低于 正常材料(试样D)。在高温($1100=)条件下,由 于碳含量相对较低,白亮带处材料(试样E)与正常
3结果分析
图1,2,9偏析测试结果表明,连铸坯中心处呈 正偏析态,中心到两侧白亮带之间的区域呈负偏析 状态,靠近白亮带向两侧表面各有一个区域呈正偏 析态,总体来说,内弧侧的C含量高于外弧对应的 区域。横截面厚度方向最大的正偏析区域在内弧白 亮带向内弧一侧的附近区域,碳偏析指数达到1.09, 最大的负偏析区域在靠近中心点向外弧一侧,碳偏 析指数达到0. 92;原位分析结果也证实了连铸坯上 的这种偏析趋势。连铸坯的最后凝固区域在厚度中

偏析对球墨铸铁组织及性能的影响

偏析对球墨铸铁组织及性能的影响

偏析对球墨铸铁组织及性能的影响偏析对球墨铸铁组织及性能的影响: 1.反偏析元素硅:Si偏析于奥氏体晶内并富集在石墨球附近,扩大该处奥氏体的共析转化温度区间、促使铁素体形成。

所以普通球墨铸铁(非合金球墨铸铁)的铸态组织大多数由镶有铁素体边的石墨球+珠光体组成(俗称牛眼组织)。

牛眼组织能阻止来自球墨表面的裂纹扩展,提高球墨铸铁动载荷下的抗力。

然而,Si在奥氏体内的固溶强化会引起晶格扭曲,阻碍超弹性应力作用下的滑移,当Si不均与分布严重时,这种阻碍变得十分突出。

此外,硅在石墨球旁的富集使固相转化时易促使析出二次石墨。

由于在硅高的区域有高的共析转化温度,故奥氏体固相转化时,易促使该区域珠光体片变粗。

因而,Si的偏析会给性能带来不利影响。

镍、铜:Ni、Cu与Si都属于反偏析元素。

但与Si不同,它们降低共析转化温度;另外,Cu还在球墨-基体界面富集,阻碍C的扩散。

所以Cu、Ni削弱球墨旁因Si高而引起的铁素体化作用,促进珠光体形成。

在高Ni无Cr球墨铸铁中,Ni在共晶晶粒周界处的贫化和Mn的富集,使高Ni球墨铸铁的韧性和强度全面降低。

2.正偏析元素锰:Mn在共晶团晶界富集。

由于球墨铸铁的S含量低,少量的Mn立即显示出偏析的负面影响,故球墨铸铁中允许的Mn含量相对比灰铸铁要低。

Mn虽可减少球墨铸铁中的铁素体,但由于在石墨旁贫化,所以对克服球墨铸铁的牛眼组织作用有限。

Mn在LTF区偏析易使此区域奥氏体稳定,等温淬火后形成高碳马氏体+残余奥氏体混合组织,大大恶化ADI球墨铸铁的塑性及韧性。

在珠光体及铁素体型球墨铸铁中,Mn、Cr的偏析导致韧性-脆性转化温度升高,容易引起脆性断裂,截面越大越严重。

铬:Cr偏析比Mn强烈,易形成晶间碳化物,降低动载荷性能,提高缩松倾向。

钒:V比Cr形成碳化物的倾向更大。

碳化钒除单独存在外,,还与碳化铁形成共晶体或固溶体。

钛:Ti与C易形成TiC。

TiC熔点3180℃,以孤立块状形态存在。

浅谈连铸小方坯内部质量的控制

浅谈连铸小方坯内部质量的控制

在当前,连铸工艺及其相关的配套技术均获得了较大程度的发展,但为了更有效地进行投资与生产成本控制,逐渐降低大方坯应用率而更多采用小方坯已逐渐成为了当前高碳硬线钢生产的重点研究方向之一[1]。

在初步的应用实践过程中,高碳钢小截面方坯目前仍受到诸如中心偏析、中心缩孔以及内部裂纹等多方面问题的困扰,继而在很大程度上对方坯的质量构成了非常不利的影响,相关研究指出[2],由于这些缺陷的存在,将会显著增加发生高碳钢盘条拉拔断裂的几率,针对此方面的缺陷问题进行成因与预防控制措施的分析,为高碳钢小截面方坯的生产提供一定参考。

1连铸小方坯中心偏析的原因及预防控制措施1.1连铸小方坯中心偏析产生的原因连铸小方坯产生中心偏析的原因多是因为其中心区域具有C,M n,P和S等溶质元素分布并不是十分均匀的情况,以至于时常会在铸坯横剖面上表现为铸坯中心处溶质元素的浓度出现峰值,而两边的浓度则相对处于更低的水平,再从铸坯纵剖面上的情况来看,其表观形态存在的形式则更多的表现为V形偏析、U形偏析、点状偏析、线状偏析或是缩孔等,整体来看,沿中心线,溶质元素多呈现出近似周期性的波动。

多数时候,连铸方坯中心偏析不足以影响终极产品的质量,在一定范围内是允许存在的。

但诸如含碳量相对较高的硬线、钢帘线钢种以及对C,Mn,S偏析更为敏感的抗氢致开裂管线钢种等特殊钢种,中心偏析则将会对其最终产品的质量以及加工性能等造成不同程度的影响,故一般被认为是一种非常典型的铸坯内部缺陷。

在当前连铸方坯钢种档次持续提升的过程中,铸坯中心偏析的问题实则将愈发变的更加突出。

1.2连铸小方坯中心偏析的防控制措施1.2.1控制连铸拉速在一定范围内有学者进行了其他工艺参数不变情况下单纯改变连铸拉速的试验[3],以观察对中心偏析的影响水平,其试验结果显示,在拉速不断升高的情况下,则铸坯在结晶器内部的停留时间也将会变的越来越短,钢水的凝固时间也相对被延长,铸坯液芯同时变长,这在一定程度上会将等轴晶的形核与长大推迟,柱状晶区也将会被扩大,促使柱状晶“搭桥”,这将造成有更高的几率会形成小钢锭结构,铸坯中心偏析会被明显加重。

连铸圆坯缺陷类型

连铸圆坯缺陷类型

连铸圆坯的缺陷类型主要包括以下几种:
1. 表面缺陷:包括裂纹、气孔、夹渣、震痕和凹陷、成分偏析等。

这些缺陷会影响连铸圆坯的力学性能、耐磨性和耐腐蚀性,进而影响其使用性能。

2. 内部缺陷:包括裂纹、气孔、夹渣、缩孔和缩松、成分偏析等。

这些缺陷对连铸圆坯的强度和韧性产生负面影响。

3. 形状缺陷:包括菱变、鼓肚、凹陷等。

这些缺陷会导致连铸圆坯的形状不规则,影响其使用性能。

为了减少这些缺陷,可以采取一些措施,例如提高浇注温度和冷却速度,改善钢水的纯净度,采用合适的保护渣,避免操作不当等。

浅析钢材的内部缺陷及其对热处理工艺和性能的影响

浅析钢材的内部缺陷及其对热处理工艺和性能的影响

浅析钢材的内部缺陷及其对热处理工艺和性能的影响钢材是一种重要的工程材料,广泛应用于建筑、机械、汽车、航空航天等领域。

钢材在生产过程中难免会出现各种内部缺陷,如夹杂、气孔、晶界偏析等。

这些内部缺陷对钢材的热处理工艺和性能有着重要的影响。

内部缺陷对钢材的热处理工艺有着重要的影响。

在钢材的热处理过程中,温度、时间和冷却速率等参数对钢材的组织和性能具有重要影响。

而存在内部缺陷的钢材在热处理过程中往往会发生局部过热或过冷现象,导致组织不均匀或形成非理想的晶格结构。

夹杂物和气孔会导致热处理中的局部过热现象,从而使得钢材在冷却过程中易产生裂纹。

晶界偏析会影响晶界的稳定性,导致组织不均匀的形成。

在热处理过程中需要对内部缺陷进行有效的控制和修复,以提高钢材的组织均匀性和性能。

内部缺陷对钢材的性能有着重要的影响。

钢材的性能包括力学性能、物理性能和化学性能等。

内部缺陷会影响钢材的强度、韧性、硬度、导热性和耐腐蚀性等性能。

夹杂物和气孔会降低钢材的强度和韧性,使其易发生断裂。

晶界偏析会导致晶界弱化,从而降低钢材的韧性和抗拉强度。

内部缺陷还会降低钢材的硬度和导热性能,影响其在高温环境下的使用性能。

控制内部缺陷对钢材的性能影响,是提高钢材质量和性能的重要措施。

针对钢材的内部缺陷对热处理工艺和性能的影响,可以采取以下措施进行改善。

通过提高钢材的制造工艺,减少夹杂物和气孔的产生。

在冶炼过程中采用合适的原料和炼钢方法,控制夹杂物和气孔的含量和尺寸。

在热处理过程中,采取适当的温度、时间和冷却速率,以减轻或消除内部缺陷的影响。

当钢材存在夹杂物时,可以采用较低的加热温度和较慢的冷却速率,以减少夹杂物的扩散和聚集。

通过采用合适的热处理工艺,如正火、淬火和调质等,以改善钢材的组织和性能,提高其强度和韧性。

钢材的内部缺陷对热处理工艺和性能有着重要的影响。

通过控制和修复内部缺陷,可以提高钢材的组织均匀性和性能,提高钢材在各个领域的应用效果和使用寿命。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

套 钢 种 , 成 功 应 用 于 船 体 建 造 , 生 产 工 艺 为 已 其
连 铸 坯 热 轧 并 经 热 处 理 。 由 连 铸 坯 轧 制 钢 板 的
成 分 偏 析 规 律 及 对 力 学 性 能 的影 响 , 已有 详 尽 的 研 究 ¨I 但 对 1 C N C 4 , 0 r iu钢 连 铸 方 坯 和 球 扁 钢
C 的 平 均 含 量 为 0 1 , 见 铸 坯 中 心 C 元 素 为 正 .% 可
偏 析 ( 析 度为 1 3 2 .连铸 坯 中心 附 近 的 A区域 偏 .5 )
中 的 C含 量 约 为 0 0 51 , 区 域 中 的 C 含 量 为 . 9 % 日 0 132 ~0 1 12 , 区 域 中 的 C 含 量 约 为 . 0 % . % D 1
( . 尔滨 工 程 大 学 ,黑 龙 江 哈 尔 滨 1 00 ; . 阳船 舶 材 料 研 究 所 , 南 洛 阳 4 13 ) 1哈 50 1 2 洛 河 70 9
摘 要 :为 了探讨 轧 制工 艺对 1 C N C 0 r iu钢 连铸 方坯 和 球扁钢 的偏 析 特 性及 性 能 的 影响 , 通过 原 位统 计分 布 分析及 微 型剪 切试 验 , 究 了 1 CN C 研 0 r in连铸 方坯 及 其球扁 钢 中溶 质元 素 的偏析 规律 和 偏析 对性 能 的影 响。研 究表 明 , s元 素偏 析 对 1 C N C 0 r iu制 品 的服 役 性 能 有 明 显影 响 , s元 素 在 且 球 扁 钢 中的 最大偏 析度 约 为 2 5 球 头 心部 偏析 较严 重 , 使球 头表 面 的 强度 高 于心 部。 .; 致
GUO un h a , YANG n ,CHEN e g q u Ch . u n Ya g F n — i , YANG h ,LI Ru —a g S u U it n
( . r i n ie r gU iest 1 Habn E gn ei nv ri n y,Habn 1 0 0 ,Heln ja gC ia; ri 0 5 1 i gin hn o 2 L o a gS i tra Ree rhI si t,L o a g4 1 3 . u yn hp Maeil sac n tue u y n 7 0 9,He a hn ) t n n C ia
Key w or ds:m ea lcm ae il o tn o sc si g b l t la — u b se l e r g t n;me h n c lp o e — t li t ra ;c n i u u a tn i e ;f tb l t e ;s g e a i l o c a ia r p r
的偏 析 特 性 及 性 能 尚 缺 乏 系 统 研 究 。然 而 这 方
收 稿 日期 : 09—1 2 20 0— 9
1 材 料 、 样 和试 验 试
试 验 材料 为 1 C N C 0 r iu钢连 铸 方 坯 及 其 热轧 球
扁钢 , 者 的生产 流程 为 : 前 铁水 预处 理一 电炉 冶炼一
球 头
连铸 方坯 中溶 质元 素 的统计 分布 采用 金属 原位 分析 系 统 O A一10 方 坯 经 线 切 割 成 截 面 为 1 0 P 0, 2 m 2 l 的样 品 , 位 统 计 分 布分 析 扫 描 在 样 m x10n m 原 品截 面 中心进 行 , 扫描 面积 为 7 0mm× 0ml 7 i. 1 球扁 钢 中溶质 元素 沿截 面 的原位 统计分 布 分析
基金项 目:中央高校基础科 研业务费专项资金资助( U F 0 0 5 HE C 1 12 )
作 者 简 介 : 春 焕 ( 9 O ) 女 , 师 、 士 。Emal g ohn un re .d .a 果 18 ~ , 讲 博 - i: ucu h a @hbu e u c 刘 瑞 堂 (9 2 ) 男 , 授 , 士 生 导 师 14 ~ , 教 博
方 向 的性 能 分 布 。
力传 感 器 放 大
析结果 。图 3 a 为 c元 素 的二 维分 布 , () | 形象 地表 现 了 C元 素在 整个连 铸坯 截而 上 的浓 度 变化 。 陶 3 ( ) 连铸坯 中 C元 素 的二 维 等 高 图 , 不 同 的颜 b为 用 色来表 征连 铸坯 中 C元 素 的小 同含量 。由 l (, 冬 3 } 1 ) 可知 , 连铸 方坯 中心 处 C含 量 约 为 0 152 , . 3 % 山于
图 2 微 型 剪 取 样
F g 2 S mpl f l c o s a t s i. a e o nl r he I e t
采用 激光 烧蚀 一 电感耦 合 等离 子 体质 谱联 用 仪 ( A L—
I PMS , C . ) 对整 个球 扁钢 截 面进 行 线 扫 描 , 扫描 速 度 为 1 0I / , 行线 间隔 为 3 0 5 m s平 x 0 m. 为检 验 成 分偏 析 对 球 扁钢 力 学 性 能 的影 响 , 本 文对 其组 织 了微型 剪切试 验 。试 验在 图 1 示 的微 所 型剪 切实 验设 备上 完成 。微 型剪 切试 样 的取 样 位置 如 图 2所 示 。沿垂 直 于球 扁 钢 轴 向取 3块 ( 别 称 分 为 A一1 A一 、 2和 A一 ) 面 尺 寸 为 1 5 miX1 5 3 截 . i . 1 mI 并加 工 成表 面粗糙 度 为 ≤0 2~ . I, 1 . 0 4的试 样 。 微 型剪切 试验 中每块 试 样 均 以 0点 为基 点 沿 方 向逐 点剪 切 , 切范 围为 0~1 m, 剪 4m 剪切 问距取 0 8 . m m.以剪 切抗 力表示 该 部位 的力 学 性 能 , 则得 到沿
0 0 71 , . 8 % 3个 区域 中 的 c了 素 含量 均 在 家 规 定 亡 的 c元 素 含 量 允 许 差 范 围 内 ( . % ±0 0 % ) 可 01 .2 ,
A b tac :I r e o i e tg t fe to o ln r c s n t e s g e a in a e o m a c s i o tn ・ s r t n o d r t nv siae e c fr li g p o e so h e r g to nd p r r n e n c n i u f O S c si g bi e n t a — u b se lp o u t f1 U a tn l ta d isf tb l t e r d c so 0Cr Cu se l n a so rgn lp sto t — l l Ni te ,a d by me n fo i ia o i n sa i tsi iti u i n a a y i nd mir h a e t s g e ai n i o tn o s c si g b l ta d is fa— u b itc d srb to n lss a c o s e rt s , e r g to n c n i u u a tn il n t tb l e l se lp o ucs o 0Cr Cu se la d i fu n e o h e r g t n o h e o ma c s a e i v siae n t e r d t f1 Ni te n n l e c ft e s g e ai n t e p r r n e r n e tg t d i o f t i a e . T r s ls nd c t t a e r g to h s oie b e fe t o t e s r ie e o ma c o hsp p r he e u t i ia e h tS s g e a in a n tc a l ef c n h e v c p r r n e f f 1 0Cr Cu p o u t n h a i m e r g t n d g e fS i hefa — u b se lo 0Cr Cu i b u Ni r d cs a d t e m x mu s g e ai e r e o n t ltb l te f1 o Ni s a o t
第3 2卷 第 6期
201 1年 6月




Vo . 2 1 3 No. 6
ACTA ARMAM ENTARI I
J n. u
2 0l1
lC NC O r iu连 铸 方 坯和 球扁 钢 偏 析 及 其对 性 能 的 影 响
果 春 焕 。 阳 ,杨 ,陈凤 秋 ,杨 澍 ,刘瑞 堂
tes j
0 引 言
1 CNC 0 r i u球 扁 钢 作 为 我 国 新 一 代 船 只 的 配
面 知 识 是 改 进 轧 制 工 艺 和 制 定 产 品 预 防 失 效 措
施 以及 可 靠 性 分 析 的 必 要 基 础 。 因 此 , 文 研 究 本 了 1 C NC 0 r iu钢 连 铸 方 坯 及 其 球 扁 钢 中偏 析 分 布 规 律 及 对 性 能 的影 响 。
关 键 词 :金属 材料 ; 铸 方坯 ; 扁 钢 ;偏 析 ;力 学性 能 连 球
中图分 类号 : B 1 T 3
文 献标 志码 : A
文章 编 号 :10 —0 3 2 1 ) 60 0 —5 0 0 19 ( 0 1 0 —7 70
S g e a i n i n i uo s i g Bil ta a ・ ul t e f e r g to n Co tn us Ca tn le nd Fl t b b S e lo l Ni n t f c n Pr pe te n r o m a e OCr Cu a d I s Ef e t o o r i s a d Pe f r nc s
表 1 1 C NC 0 r iu钢 的化 学成分
相关文档
最新文档