过热度与中心偏析之间的关系
连铸工艺参数对45、70钢
连铸工艺参数对45#、70#钢铸坯冶金效果影响的探讨詹书申白瑞娟赵良江晁霞董文利(河南济源钢铁(集团)有限公司炼钢厂河南济源454650) 摘要：通过对45#、70#钢铸坯低倍组织情况的分析以及连铸工艺参数的总结，探讨出钢水过热度、拉速、塞棒自动控制、二冷配水及电磁搅拌等连铸工艺参数对铸坯低倍组织的影响。
通过对45#、70#钢中心碳偏析分析，表明随着钢中碳含量升高，连铸拉速、钢水过热度的增加，铸坯中心碳偏析有增大趋势。
关键词：铸坯的低倍组织；过热度；二冷配水；电磁搅拌参数；拉速；中高碳钢；中心碳偏析。
前言连铸工艺参数对钢坯的质量有着重要的影响。
尤其对优质钢的质量影响更大。
2004年9月份开始，河南济源钢铁（集团）公司（以下简称济钢）逐步开发生产了中高碳优质碳素结构钢。
用户对产品的质量提出了很高要求。
为此，炼钢厂对影响连铸坯质量的工艺参数进行了摸索。
为了进一步改善中高碳钢连铸坯质量，减轻中心偏析，提高等轴晶比例，又应用了结晶器电磁搅拌技术。
实践证明，通过优化连铸工艺参数和采用结晶器电磁搅拌技术，对产生优良的连铸坯低倍组织，减少中心偏析有明显的作用。
现以济钢所炼45#、70#钢铸坯的低倍情况和中心碳偏析情况加以总结分析。
1、连铸机的基本情况济钢3#连铸机系上海重型矿山机械有限公司制造安装其基本参数为：流数：4流间距：1200mm弧形半径：8m结晶器长度：900mm连铸坯规格：150mm ×150mm电磁搅拌方式：结晶器电磁搅拌M —EMS 液面控制方式：塞棒自动控制系统2.1所取45#、70#钢铸坯低倍样的炼钢工艺流程及执行标准，济钢品种钢铸坯低倍样连铸的工艺流程如图1所示：图1铸坯低倍样炼钢工艺流程图2.2执行标准为：GB226-91《钢的低倍组织及缺陷酸浊检验方》和YB/T153-1999《优质碳素结构钢和合金结构钢连铸方坯低倍组织评级图》。
3、铸坯低倍组织试验 3.1试样的制度从现场红坯上割取150mm ×30mm 的横剖样及150mm ×250mm 的纵剖样。
连铸工艺参数对高碳连铸坯成分偏析的影响
连铸工艺参数对高碳连铸坯成分偏析的影响姚桢;李长荣;刘卫【摘要】结合国内某钢厂高碳钢生产工艺现状,采用低倍检验和化学成分分析方法研究了过热度、拉速、二冷比水量对高碳连铸坯成分偏析的影响,对连铸工艺参数进行优化,确定了最佳的生产工艺参数.结果表明:过热度增大,铸坯的中心偏析、中心缩孔和中心疏松均有明显的恶化趋势;比水量增大,铸坯中心碳偏析程度得到改善,中心疏松和中心缩孔程度变化不大;拉速提高,中心碳偏析和中心疏松程度均得到改善,中心缩孔程度变化不大.最佳生产工艺参数为:过热度控制在15～25℃、拉速为1.80 m/min、比水量为0.72 L/kg.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2018(046)021【总页数】4页(P72-75)【关键词】高碳钢;小方坯;工艺参数;中心缺陷【作者】姚桢;李长荣;刘卫【作者单位】贵州师范大学材料与建筑工程学院, 贵州贵阳 550025;贵州大学材料与冶金学院, 贵州贵阳 550025;贵州师范大学材料与建筑工程学院, 贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】TF777.2高碳硬线钢作为金属制品的原料，被广泛用于制造预应力钢丝、钢绞线、钢丝绳、轮胎钢丝等，其拉拔性能的好坏将直接影响着产品的质量和使用。
而高碳钢由于具有较宽的凝固温度区间，在凝固过程中具有较大的糊状区，会使得连铸坯易形成中心偏析和中心缩孔[1]。
研究表明[2]，中心偏析和中心缩孔是造成高碳钢线材在冷加工过程中拉拔断裂的重要原因之一。
因此，改善中心偏析对提高高碳钢连铸坯质量具有重要的现实意义。
本文选取国内某钢厂2#小方坯连铸机SWRH82B为实验试样，系统研究了拉速、过热度、二冷比水量等连铸工艺参数对高碳连铸坯成分偏析的影响，并在此基础上对连铸工艺参数进行优化，确定各连铸工艺参数的最佳控制范围，为高碳钢的实际生产提供理论依据。
1 实验1.1 取样方案本文主要研究国内某钢铁公司生产的SWRH82B预应力钢绞线，根据其具体生产工艺条件，先在实验流次取300 mm的铸坯样一块，再从该铸坯样上截取某一横截面试样(厚度为20 mm)用于成分分析和低倍检验。
中心偏析原因_危害_评定及预防_上_
分析 (硫印只是一种定性试验) 取样分析成分, 便能把中心偏析的研究引进更高层次, 达到预 想的结果。 312 中心偏析定性评定
连铸坯的中心偏析还缺乏一个系统的评定 方法, 目前暂采用冶金行业两个标准来对其评 定。 一个是 YB 4002—91 连铸坯方坯低倍组织 缺陷评级图, 另一是 YB 4003—91 连铸坯板缺 陷硫印评级图。
理, 提出了“凝固桥理论”, 解释了铸坯中心偏析 形成的一个原因。 112 连铸坯机械变形
鼓肚常发生在板坯上, 板坯鼓肚程度是以 中央与边缘的厚度差别来衡量的。 鼓肚是铸坯 出结晶器后得不到有效的支撑出现的一种机械 变形, 而在液态钢静压力作用下坯面形成的外 凸。易产生鼓肚的环节是, 当结晶器倒锥度过小 或结晶器下口过分磨损, 使铸坯过早脱离结晶 器壁, 或因粉渣流动性太强, 使结晶器壁与铸坯 间隙中渣层过厚, 冷却强度过低造成鼓肚; 二冷 夹辊 (特别是弧面夹辊) 间距过大或刚度不够, 或辊子定心调整不良, 铸坯产生鼓肚; 在工艺方 面拉速过快, 液态钢在结晶器内停留时间减少, 会导致转移液态钢过热量所需的时间增加, 有 利于轴向偏析, 同时拉速增加, 液相穴深度增 加, 更易形成凝固桥又会造成铸坯鼓肚; 二泠控 制温度不当等均会导致铸坯鼓肚。
2 中心偏析危害 211 中心偏析对钢成材的影响 21111 造成分层、断口不合格使钢报废
对含硫偏高的钢, 中心偏析带内往往有大 量硫化物聚集, 高熔点非金属夹杂物的变形程 度与基体大不样, 在轧制过程中造成钢的内部 裂纹, 大量的非金属夹杂物带使钢形成严重分 层。 对含锰偏高的结构钢, 容易呈现锰偏析, 在 铸态时出现树枝间锰的富集, 在轧态时出现富 锰的带状组织, 它经常使断口检查不合格。铸态 中存在锰偏析较磷偏析更不易消除, 即使热轧 后高温正火也不能消除锰偏析形成的带状组 织, 只能让钢报废。 21112 增加裂纹和疏松的敏感性
40Cr钢铸坯碳元素偏析控制措施及原因浅析
40Cr钢铸坯碳元素偏析控制措施及原因浅析黄雁;赵文渊;杨仁强;杨伟勇;唐以宁【摘要】In view of the ingot segregatiaon defects in 40 Cr steel casting billet, the analysis of the segreation values of steel casting billet in different continuous casting process was analyzed by using the carbon sulfur analysis method, and the deviation was calculated. Results show that casting speed control in 0.7-0.75 m/min, degree of superheat control in 15 to 25 ℃, ratio of water control in 0.25 L/kg, mold electromagnetic stirring parameters control in the 180 A3 Hz, electromagnetic stirring parameters control in the 400 A8 HZ conditions, poor casting carbon segregation control with in 0.05％.%针对40Cr铸坯锭型偏析缺陷,利用碳硫分析法对不同连铸工艺条件下该钢种铸坯截面各处碳元素偏析值及偏析极差进行分析.结果表明:连铸拉速控制在0.7-0.75 m/min、过热度控制在15-25℃、比水量控制在0.25L/kg、结晶器电磁搅拌参数控制在180 A、3 Hz(单向旋转)、末端电磁搅拌参数控制在400 A、8 Hz条件下,铸坯碳元素偏析极差可控制在0.05％以内.【期刊名称】《四川冶金》【年(卷),期】2019(041)001【总页数】5页(P21-24,59)【关键词】40Cr;碳偏析;锭型偏析;偏析极差【作者】黄雁;赵文渊;杨仁强;杨伟勇;唐以宁【作者单位】芜湖新兴铸管有限责任公司, 安徽芜湖 241002;芜湖新兴铸管有限责任公司, 安徽芜湖 241002;芜湖新兴铸管有限责任公司, 安徽芜湖 241002;芜湖新兴铸管有限责任公司, 安徽芜湖 241002;芜湖新兴铸管有限责任公司, 安徽芜湖241002【正文语种】中文【中图分类】TF7740Cr是一种低淬透性调质合金钢，经调质处理后具有良好的综合力学性能，是使用最为广泛的合金调质钢钢种之一。
连铸工考试题库考点(题库版)
连铸工考试题库考点（题库版）1、判断题钢的热处理包括退火、正火、淬火、回火等。
正确答案：对2、问答题什么是轻压下技术？正确答案：铸坯中心偏析的形成是由于向内生长的凝固前沿形成搭桥，阻隔了钢水的向下输送。
凝（江南博哥）固与冷却收缩就会导致树枝晶间的富集S、P 的液体吸入，产生中心偏析。
严重的中心偏析影响铸坯质量。
为减轻中心偏析，在产生中心偏析段应用了该技术，就是在铸坯快要凝固处，对铸坯进行轻微的压下（如2-5mm），便可减轻中心偏析。
3、判断题炼钢中[Si]+[O2]=（SiO2）是吸热反应。
正确答案：错4、判断题偏析度小于1为负偏析。
正确答案：对5、填空题钢和铁的区别，一般是以（）来区别的。
正确答案：碳含量的多少6、问答题实际生产中常见的夹杂产生原因有哪些？正确答案：1）耐火材料质量差造成的侵蚀产物；2）浇铸过程中捞渣不及时；3）结晶器内液面不稳定，波动过快过大，造成未溶解粉末的卷入；钢水Mn/Si比低造成钢水流动性差；拉速过低或浇注浇注温度偏低容易形成夹杂缺陷。
7、判断题铸坯含C量小于或等于0.17%时，方能允许进冷库冷却。
正确答案：错8、判断题轻压下技术可以减少铸坯的中心偏析。
正确答案：对9、问答题采用钢包喂丝技术对提高钢水质量有什麽好处？正确答案：在钢包喂含钙合金线，可以改变氧化物和硫化物夹杂的形态，能防止三氧化二铝夹杂物堵塞水口10、判断题中间包水口堵塞有两种情况，一是冷钢堵，另一种是夹杂堵。
正确答案：对11、问答题简述减少或防止铸坯脱方缺陷的主要措施。
正确答案：减少或防止铸坯脱方缺陷的主要措施有：（1）控制在线结晶器的使用工况和寿命；（2）调整好在线结晶器水缝的均匀性；（3）做好二冷，特别是足辊区铸坯四周的均匀冷却；（4）做好设备大弧的对准，在一定的精度范围内，中间包水口和二冷喷咀的对中及喷咀的畅通；（5）加强在线铸坯形状的检测，一旦出现脱方苗子要及时处理；（6）做好钢水以低过热度浇注。
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。
钢丝断裂原因分析
一、夹杂物引起断裂线材中非金属夹杂物的存在，破坏了组织的连续性，起到了一个显微裂纹的作用。
当受到外力作用时，在夹杂物的顶端首先产生附加的应力集中。
尤其在原奥氏体晶粒交界处出现的大块状、条状或片状碳化物，这些异常碳化物在材料冷变形时，严重地阻塞了位错的移动，致使该处产生应力集中。
当应力集中达到一定大小时便会使碳化物开裂，或在碳化物与基体交界处产生裂纹。
当裂纹达到失稳状态尺寸，地瞬时产生断裂。
非金属夹杂物的多少是衡量帘线钢质量高低的一个重要因素。
在用SEM对断口进行分析的过程中，经常发现非金属夹杂物。
在典型的杯锥状断口上有时候就能发现夹杂物，SEM表明大多为三氧化二铝夹杂或其它高熔点脆性夹杂物。
其避免主要是通过精炼，使夹杂物变为塑性低熔点夹杂物。
脆性夹杂物是引起钢丝断裂的重要原因之一，而夹杂物引起断裂分为以下几种形势：1、夹杂物与钢基体之间界面脱开拉伸过程中，在夹杂物周围的局部加剧了应力集中；裂纹优先在与拉应力垂直的夹杂物与基体的界面产生并沿着夹杂物与钢基体界面扩展，致使夹杂物与基体界面脱开。
2、夹杂物本身开裂由于脆性较矮杂物本身具有缺陷，在拉伸过程中，在缺陷处产生严重的应力集中，由于局部应力升高而导致夹杂物本身开裂。
;3、混合开裂钢中非金属夹杂物的形状、分布是没有规律的，因此夹杂物在钢中引起裂纹也是随机性的，取决于夹杂物的性质、尺寸、形状与分布，对于同类型的夹杂物，由于形状、分布和受力方向不同，往往产生断裂的情况也不尽相同，有时两种断裂方式同时存在，有时两种断裂方式交替进行。
4、沿两种不同类型夹杂物的相界开裂钢中经常出现几种夹杂物相共生在一起的复合夹杂物，由于各类夹杂物之间的力学性能和物理性质不同，相界结合力较弱，在拉应力作用下容易从相界开裂。
二、偏析引起的钢丝断裂在一定程度上，中心偏析对钢丝拉断的危害必脆性夹杂物。
因为偏析在更大程度上影响了钢丝的延伸性，从而使塑性变形不能在存在偏析的地方产生。
在钢丝最初的拉拔过程中偏析导致小的裂纹的出现，等进入了最终拉拔时就导致了人字形断口(chevroncracks) 在连铸过程中减少中心偏析的途径有以下几个：1、中心偏析随着中包过热度的降低而降低，因此中包的钢液温度应该尽可能的低；2、在结晶器和二冷安装电磁搅拌。
大方坯轴承钢中心偏析的成因及预防措施
第44卷 第8期 2009年8月钢铁Iron and Steel Vol.44,No.8August 2009大方坯轴承钢中心偏析的成因及预防措施何庆文1,2, 王 宝1, 王福明1, 刘 青1(1.北京科技大学冶金与生态工程学院,北京100083; 2.莱芜钢铁股份有限公司特殊钢厂,山东莱芜271105)摘 要:对莱钢特钢厂连铸生产的大方坯轴承钢中心偏析的成因进行分析,研究了中间包钢水过热度等因素对中心偏析的影响,并对莱钢特钢厂的生产实践提出了预防措施。
改善连铸轴承钢的中心偏析的方法和途径有:降低和稳定过热度,合理选择拉速、二冷强度和电磁搅拌参数等。
关键词:轴承钢;方坯;中心偏析;预防措施中图分类号:TF762+.4,TF777.2 文献标识码:A 文章编号:04492749X (2009)0820039203C ause and Preventive Measure for CentralSegregation of B earing Steel B loomH E Qing 2wen 1,2, WAN G Bao 1, WAN G Fu 2ming 1, L IU Qing 1(1.Metallurgical and Ecological Engineering School ,University of Science and Technology Beijing ,Beijing 100083,China ; 2.Special Steel Plant ,Laiwu Iron &Steel Co.,Ltd.,Laiwu 271105,Shandong ,China )Abstract :The reasons of central segregation of 260mm ×300mm bearing steel bloom have been analyzed ,and the effects of superheat and other factors on central segregation have been investigated.Based on the analysis ,some countermeasures to prevent central segregation have been implemented according to the practice in Special Steel Plant of Laiwu Iron and Steel Co.,Ltd.Technologies which is used to induce the center segregation contain lowering and stabilizing superheat ,choosing reasonably casting speed ,intensity of secondary cooling water and the parameters of electromagnetic stirring and so on.K ey w ords :bearing steel ;bloom ;central segregation ;preventive measure作者简介:何庆文(19682),男,博士生,高级工程师; E 2m ail :lghqw @ ; 修订日期:2008212216 莱钢特钢厂轴承钢生产流程为:50t U HP 2EA F (铁水热装比大于50%)+50t L F +60t VD 真空脱气+3机3流大方坯全弧形合金钢连铸机+铸坯入坑缓冷、部分连铸坯直接热送轧制成材。
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过热度与中心偏析之间的关系
过热度的计算需要知道中包温度，液相线温度。
根据经验公式：
中包标准温度=液相线温度+中包标准过热度
而液相线温度
T L=1536.6-(90%[C]+8%[Si]+5%[Mn]+30%[P]+25%[S]+3[Al]+5%[Cu]+1.5% [Cr]+4%[Ni]+2%[Mo]+80%[N]+18%[Ti]
可以通过钢水中各个成分的含量确定来计算出液相线温度，然后根据连铸过程中中间包的温度，计算出中包过热度。
图1 过热度分布散点图
通过对武钢2010年7月至2011年3月的Q345B共计947炉钢水的中包过热度分析，得出以下结论：中包液相线温度均值为1503℃，中间包温度的均值为1531℃，中包过热度集中在20~40℃区间内，均值为28.25℃。
存在7炉钢水过热度高于50℃，4炉钢水的过热度低于15℃。
选取了其中过热度较高的炉次分析发现C026468（过热度60.77℃）根据液相线公式计算，其液相线温度为1480℃，与实际液相线平均温度相差较大，可认为是其成分不太稳定。
而其中过热度较低的炉次C131758（过热度6.4℃）则是因为其中包温度（1518.25℃）过低。
图2 中心偏析级别与过热度关系图
取武钢三炼钢2010年7月至12月的中心偏析程度C1.0~C2.0的Q345B硫印坯共32块，其中C1.0共17块，C1.5共12块，C2.0共4块，作其与过热度之间的柱状关系图。
从图中可以明显的看出C1.0级别的过热度均值为25.0763℃，C1.5级别的过热度均值为26.2884℃，C2.0级别的过热度均值为28.9316℃。
随着中心偏析程度的提高，过热度呈增加的趋势。
考虑到要降低中心偏析，必须尽可能的降低过热度，但是对于低碳钢，特别是含铝、铬、钛较高的钢种，钢液发粘，过热度会应该较高些。
建议过热度应尽量控制在20℃~22℃。