防止ASP亚包晶钢铸坯表面纵裂及凹陷研究

论文摘要

本论文以鞍钢1700ASP生产线为依托,经历了现场调研、实验室基础性研究、工业性试制等过程,研究了适合中薄板坯连铸机特点的亚包晶钢生产技术,弄清了ASP连铸亚包晶钢板坯表面纵裂纹和凹陷产生的机理和各种工艺因素的影响,掌握了ASP工艺浇铸中等厚度亚包晶钢薄板坯防止表面纵裂纹和凹陷的结晶器冷却、结晶器内钢水流动、保护渣、二冷等关键技术;在拉速≥2.5m/min连铸亚包晶钢的条件下将铸坯纵裂纹和凹陷的发生率降低至5%以下,为ASP生产无缺陷铸坯、开发高附加值品种钢材提供了技术保障,大大增强了ASP产品的市场竞争力。通过系统研究,得出了如下结论:1.纵裂纹大多发生在浸入式水口出口周围的钢水剧烈运动区域,结晶器壁热流不均是纵裂纹产生的有利环境,在同一拉速条件下,铸坯内弧比外弧更易于生成凹陷。将近90%的凹陷发生于距边缘60mm以内的区域。2.裂纹形成部位是在坯壳以下2～4mm的低熔点区。二冷区不适宜的冷却促进了凹陷和裂纹的发展。发生凹陷处的晶粒组织粗大,凹陷底部存在不连续的细小裂纹。3.在较强的二冷环境中,会使形成于结晶器内的质量缺陷更加严重。渣耗量随拉速增加存在下降趋势,在同一拉速时,渣耗值波动大。4.高拉速条件下,应尽量保持钢水过热度处于15～25℃,锰含量按钢种允许范围的中上限控制,对避免纵裂和凹陷有利。5.在不同拉速和宽度下,使用二孔水口和保护渣616D3时,结晶器内外弧热流量、铸坯与结晶器之间摩擦力和铜板中部和边部温度都较低,结晶器液面波动无明显变化,渣耗量处于一个合理范围内,可以较好地达到实行弱冷却的目的,促使结晶器内凝固坯壳均匀生长,避免出现纵裂纹和凹陷。该项技术的研制成功为我国中薄板坯的发展开拓了先河,填补了国内空白,具有显著的经济效益和社会效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 前言
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本论文研究的主要内容
• 第2章 亚包晶钢铸坯质量缺陷形成原因初探
• 2.1 亚包晶钢成分和浇注过热度
• 2.2 锰硫比对裂纹和凹陷的影响
• 2.3 拉速与凹陷数量之间的关系
• 2.4 结晶器平均热流对铸坯凹陷的影响
• 2.5 表面纵裂纹与结晶器平均热流和铜板温度的关系
• 2.6 结晶器平均热流的研究
• 2.7 结晶器铜板温度场的研究
• 2.7.1 结晶器铜板热电偶位置分布
• 2.7.2 铜板温度的变化
• 2.7.3 结晶器铜板平均温度的变化
• 2.8 保护渣
• 2.9 小结
• 第3章 纵裂纹和凹陷试样分析检验
• 3.1 缺陷表面形貌和分布
• 3.2 低倍和高倍检验
• 3.3 断裂面形貌和裂纹间隙中物质分析
• 3.4 小结
• 第4章 亚包晶钢铸坯表面温度的研究
• 4.1 研究方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 沿拉坯方向铸坯表面温度
• 4.2.2 沿宽度方向铸坯表面温度
• 4.3 冷却水表选择
• 4.4 小结
• 第5章 使用改进水口试验
• 5.1 钢成分、中包温度和渣耗量
• 5.2 凹陷与工艺参数关系
• 5.3 铸坯质量情况比较
• C=2.0m/min）'>5.3.1 原水口试验（V_C=2.0m/min）
• C=2.2m/min）'>5.3.2 改进水口试验（V_C=2.2m/min）
• 5.4 液面波动的分析
• 5.5 结晶器铜板温度
• 5.6 试验工艺参数的比较
• 5.7 小结
• 第6章 铸机高拉速试验
• 6.1 铸坯表面照片
• 6.2 钢成分和中间包温度
• 6.3 保护渣成分和性能
• C=2.5m/min时工艺参数比较'>6.4 拉速V_C=2.5m/min时工艺参数比较
• 6.5 进一步试验
• 6.6 小结
• 第7章 结论
• 参考文献
• 附录
• 致谢
• 攻读学位期间发表的论著及获奖情况