沸腾钢锭液芯加热及轧制试验研究总结——对钢材质量的研究

试验锭型10.5吨,钢种为A_3F、B_3F。研究表明,钢锭液芯轧制使化学成分偏析分散并有所减轻;钢锭液芯轧制的中板适当控制其轧制工艺,各项性能均能满足用户要求;钢锭液芯轧制的冷轧薄板的塑性和冲击性能有明显地提高;钢锭液芯轧制的热轧薄板,各项性能均合乎标准要求。     

ZF6.67吨沸腾钢锭液芯轧制试验研究

文章系统地介绍了6.67吨沸腾钢锭的传搁时间、液芯锭加热的热工制度及液芯轧制的试验研究。为了掌握初轧时钢锭液芯率,还进行了凝固理论计算以及采用倾倒法、测定模温法、硫印法等判定其液芯率。结果指出,试验缶数中,传搁时间小于80分钟,占67％,均可实行液芯轧制,其余可实现液芯加热,减少烧损47％,吨钢燃耗降低到0.042×10~6千卡/吨,初轧机轧制电耗降低20％以上,质量与凝固轧制相当。     

8.5吨沸腾钢方锭液芯加热及液芯轧制新工艺

我国初轧生产,都是待钢锭完全凝固后再送均热炉进行加热和轧制成坯。如何利用钢锭液芯的凝固潜热,不加热或补充少许热量进行轧制,即进行液芯加热及液芯轧制,这种方法国外已有报导。 1980年攀钢和北京钢铁学院进行沸腾钢液芯加热和液芯轧制的研究工作。北京钢铁学院通过模拟实验和热工理论计算,分析了热芯轧制和普通轧制在变形上的差异以及不同液芯率对各轧制道次的影响,确定液芯率≤6％的范围内进行液芯轧制是可行的。并     

前言

钢锭的液芯加热和液芯轧制新技术,是国内外普遍重视的研究课题,具有显著节约加热、轧制能耗,减少烧损、提高初轧成坯率,提高均热炉生产能力的效果。特别是冷封顶镇静钢锭液芯轧制,是八十年代的新技术,为此,冶金工业部列为重点科研项目,由鞍山钢铁     

液芯钢锭热状态计算的数值分析

液芯钢锭的加热和轧制可大幅度地改善均热炉的技术经济指标,对节约能耗有极为显著的效果。通过模拟实验得知,钢锭液芯率控制在6％左右可以实现液芯轧制。通过理论计算得出不同模内、模外时间条件下沸腾钢锭的平均温度、凝固层厚度、液芯率、热含量以及达到出轧标准所应补充的热量等有关热状态参数,在此基础上找出实现液芯轧制所应遵守的条件,如传搁时间、在炉时间、最高炉温、热负荷等的定量关系,并提出最佳传搁时间的看法。经过现场实验的验证,上述分析是正确可信的。     

液芯钢锭轧制过程鼓肚变形的研究

液芯钢锭轧制过程中产生鼓肚,是由于在液芯内压力和轧制压力的作用下,钢锭凝固壳产生塑性弯曲变形的结果,它是液芯钢锭最主要的变形特点。根据模拟试验研究和分析,探讨了影响鼓肚变形的一些因素,初步提出了变形深透程度估计方法。通过模拟比为1∶8的模拟试验,得出现行轧制条件下,ZF6.67吨沸腾钢锭和ZZ7.2吨冷封顶镇静钢锭的原始可轧体积液芯率为7％以下,结果与工业试验比较吻合。     

“ZF法”与液芯加热和轧制

本文是在“ZF法”试验取得成功的基础上,进一步进行的液芯加热和液芯轧制试验研究。文中对比了几种保持钢锭液芯率的方法,指出了“ZF法”的有利条件及其钢锭温度特征。通过现场实际测温及大生产统计数据,得出了“ZF法”锭的实际节能效果。文中还介绍了在实验室用双金属模拟钢锭液芯轧制的结果,得出在现场条件下可轧液芯率≤8％。通过钢锭倾倒法,钢锭直接测温法和冷态模拟法的综合结果,得出ZF6.67吨沸腾钢锭的模内全凝时间为130分钟左右。并根据现厂实际条件制订了该锭型的新加热制度,从而使钢锭平均装炉温度达到了1006℃,液芯加热率达到88.2％,均热炉生产能力提高42.8％,烧损降低0.7％、燃料消耗降低46％。     

液芯钢锭轧制过程鼓肚变形的研究

液芯钢锭轧制过程中产生鼓肚,是由于在液芯内压力和轧制压力的作用下,钢锭凝固壳产生塑性弯曲变形的结果,它是液芯钢锭最主要的变形特点。本文根据模拟试验研究和分析,探讨了影响鼓肚变形的一些因素,初步提出了变形深透程度估计方法。通过模拟比为1:8的模拟试验,得出现行轧制条件下,ZF6.67吨沸腾钢锭和ZZ7.2吨冷封顶镇静钢锭的原始可轧体积液芯率为7%以下,结果与工业试验比较吻合。     

液芯轧制

本文研究了液芯轧制时三维空间中金属流动,着重地研究了液芯率对轧制的影响。 试验指出,液芯率≤6％的钢锭是可进行正常轧制的。液芯轧制与普通轧制比较,节省燃料80％,均热炉生产能力提高30％以上,减少燃损0.5％。 这项研究成果已用于初轧生产。     

硫印法实测沸腾钢锭轧制液芯率的试验研究

本文介绍了在工业生产的10.5吨钢锭上用硫印法测定液芯轧制时的液芯率。试验钢为A_3F,锭型为F×10.5,整个钢锭轧成钢坯,沿坯中心纵剖,在鼓肚部分横剖七个断面,剖面做硫印图。根据硫印图硫分布的轮廓线,计算轧制液芯率。结果指出,硫印图法测定轧制液芯率比较直观、真实、可靠;比较经济,简单易行。     

16公斤钢锭热模拟7.2吨冷封顶钢锭液芯轧制试验

介绍了以16公斤钢锭热模拟7.2吨冷封顶镇静钢锭液芯轧制,冶炼设备为60KVA高频感应炉、钢种A3,轧制设备为φ180二辊可逆模拟初轧机。研究指出,开轧液芯率≤8％时,不会影响轧制过程地顺利进行。全凝轧制时,翻倒90°修改变缩孔分布,最有利于缩孔焊合。     

冷封顶镇静钢封闭缩孔焊合条件的试验研究

针对冷封顶镇静钢液芯轧制中,有一部份不能实现液芯轧制的实际情况而提出的新研究课题。采用钢锭在液芯状态下翻倒90°,然后进行模似凝固轧制的方法,研究了缩孔的分布,偏心率等。对封闭缩孔焊合的影响。通过模拟钢锭钻眼轧制的方法得出:缩孔偏心率对封闭缩孔焊合有显著影响;缩孔大小、压下规程对其亦有影响,从而提出铸后在铸车上或在均热炉内带液芯将钢锭翻倒90°的设想。通过现厂对冷封顶A_3,D_(21)镇静钢的工业实验,用对比的方法,证实了带液芯翻倒对钢材内部质量的影响。实验表明,封闭缩孔得到了焊合,钢材质量满足了国家标准。     

ZF6.67吨沸腾钢钢锭液芯加热和轧制生产总结

介绍了6.67吨沸腾钢锭的传搁时间制度,液芯加热和轧制制度及钢坯质量。指出,钢锭脱帽,脱模的传搁时间,较原规程相应缩短10分钟,保证脱模温度达1124℃,采用高温直烧法,钢锭在炉时间短,有利于节能和减少烧损,轧材质量合乎标准,经济效益显著。     

冷封顶镇静钢液芯加热与轧制冷凝过程的研究与计算

根据付立叶导热微分方程式,变成在离散点上的差分方程,对ZZ7.2T钢锭冷封顶静钢液芯加热与轧制冷凝过程进行了研究与计算,其结果为ZZ7.2T镇静钢液芯加热与液芯轧制的实验研究和制定试生产规程等提供了必要的参数。     

沸腾钢液芯加热及液芯轧制

论述了F×10.5、F×8.4及F×11.47锭型的沸腾钢锭快速加热烧钢法及液芯轧制新工艺的规律,并指出,传搁时间应以110分钟为限,且模外时间不得大于30分钟为宜,装炉温度在950℃以上。试验摸索出液芯轧制钢锭的液芯率≤8％时,不会出现明显鼓肚。本工艺,降低了煤气单耗和电耗;提高均热炉生产能力近一倍;提高成坯率1％。     

钢锭脱模后在保温设备内的热过程计算和分析

建立了保温设备内钢锭热过程的数学模型,经实测验证,数学模型可用。举例计算并分析了保温设备对钢锭的保温和节能效果,探索了高温液芯钢锭装保温设备均热后直送初轧机轧制的可能性,讨论了保温设备的砌筑材料和壁厚对节能效果的影响。     

冷封顶钢锭缩孔的分布与焊合问题

实践证明,某些钢种的封闭缩孔在一定条件下可以焊合。缩孔分市、气体、夹杂含量、压缩比和轧制温度是影响焊合的主要因素。液芯轧制的封顶钢锭,钢锭中心未凝固部分在加压下可呈“塑性流”流动使封闭缩孔得到填充,为缩孔的焊合提供更有利条件。生产封闭缩孔钢锭可提高成材率6～8％,节约大量能源,具有明显经济效益。文中对焊合过程和条件作了分析,并通过凝固模型研究了封闭缩孔钢锭凝固过程的特点及控制缩孔分布的方法。     

沸腾钢锭液芯加热轧制试验研究

通过理论计算与大生产实践结果表明,该工艺具有下列效果:生产稳定;降低吨钢燃耗、比普通烧钢法降低62.5％;减少烧损0.468％;均热炉生产能力提高三分之一;提高成坯率0.5％;节约初轧轧制电耗21.5％;为提高板坯热装炉提高热装温度100～150℃。通过钢锭理论冷凝计算及生产解剖钢坯检验,用硫印法验证轧制液芯率,选定可轧液芯率≤8％。通过对液芯锭轧制成品材表面质量的试验,其机械性能,塑性相对提高;工艺性能、晶粒度均达到国标标准。     

扁锭的液芯加热和液芯轧制

建立了反映扁锭特点的钢锭冷却和加热过程的二维数学模型。用该模型对本钢10.866吨扁锭的浇后冷却过程以及在单侧上烧嘴式均热炉内的加热过程进行了计算,由计算得出扁锭实现液芯加热和液芯轧制应该控制的装炉热状态。在炉时间以及温热制度等工艺参数。通过现场实测验证计算结果可信,说明数学模型可用。上述工作为现场制订扁锭的液芯加热和液芯轧制操作规程提供了理论依据,在本钢进行了51炉、6769吨扁锭的生产性实验,实验结果表明该项节能工艺是成功的,并取得了重大经济效益: 1.提高均热炉生产能力1.5倍; 2.降低热耗0.795×10~6kJ/t(ingot); 3.节电3.12kW·h/t(ingot); 4.减少氧化烧损0.5％。     

液芯轧制的变形特点

液芯轧制的变形属于两相(固相、液相)变形,是塑性变形的新领域。 本文主要讨论液芯轧制时轧件的变形规律,如:在相同的压下制度时产生的不均匀宽展;轧后轧件纵向产生厚度差;轧件的总延伸和鱼尾量随轧件的液芯率而变化,在轧件表面产生交接痕及裂纹等。