微合金宽厚板表面裂纹成因与控制研究

论文摘要

本文结合某钢厂微合金宽厚板的生产实践,以降低宽厚板表面裂纹率为目的,针对生产中出现的多种板材表面质量缺陷进行了研究,运用金相观察、扫描电镜、能谱分析等手段对板材表面裂纹、连铸坯表面缺陷形成机理进行了分析,并在实验室条件下对铸坯表面裂纹形成有重要影响的结晶器保护渣理化性能、钢的高温力学性能和二冷喷嘴的冷态性能进行研究。在此基础上,.结合实际生产,通过微调钢种成分、优化保护渣理化性能和浇铸制度、调整二次冷却系统等方面的措施,微合金宽厚板的各类表面缺陷发生率大幅降低。主要研究内容和结果如下：（1）宽厚板产生裂纹的原因十分复杂,其中钢种化学成分决定的高温力学性能是裂纹产生的内在因素,工艺条件和操作条件是裂纹产生的外在因素。（2）宽厚板的边部横裂纹、表面纵裂纹和星状裂纹一般是由铸坯的原始裂纹遗传而来；其边部直裂纹、表面横裂纹和侧弧“炸裂”缺陷的产生主要受轧制工艺和操作条件影响。（3）采用Gleeble3800热模拟试验机模拟实际连铸过程,测试研究AH36、Q345E、45和A36-1B四种典型钢种铸坯的高温力学性能。以断面收缩率为主要指标确定的各钢种第三脆性温度区分别出现在900℃以下、650-875℃、825℃以下和700-900℃,其对连铸工艺制度的制定和铸坯质量的改善具有重要意义。（4）对某钢厂板坯喷嘴进行冷态性能测试,测得其流量特性、水流密度分布和喷射角度。同时根据喷嘴性能测试结果,对该钢厂现有二冷各段喷嘴布置情况和二冷制度进行分析与评估。（5）通过微调钢种成分、优化保护渣理化性能和浇铸工艺、改造二次冷却系统等工艺措施,连铸坯表面质量显著提高,板材表面裂纹率大幅降低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 连铸技术的特点及发展现状
• 1.2 宽厚板生产技术
• 1.2.1 宽厚板生产的重要性
• 1.2.2 宽厚板生产工艺
• 1.2.3 宽厚板生产技术的新发展
• 1.3 影响宽厚板表面裂纹的因素
• 1.3.1 钢水浇铸温度的影响
• 1.3.2 化学成分的影响
• 1.3.3 结晶器保护渣的影响
• 1.3.4 结晶器振动的影响
• 1.3.5 结晶器冷却制度和二次冷却制度的影响
• 1.3.6 矫直温度的影响
• 1.3.7 轧制制度的影响
• 1.4 本文的研究内容及意义
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究意义
• 第2章 宽厚板表面裂纹形成机理研究
• 2.1 边部横裂纹
• 2.1.1 边部横裂纹的特征
• 2.1.2 边部横裂纹的形成机理
• 2.2 边部直裂纹
• 2.2.1 边部直裂纹的特征
• 2.2.2 边部直裂纹的金相分析
• 2.2.3 边部直裂纹的形成机理
• 2.3 表面横裂纹
• 2.3.1 表面横裂纹的特征
• 2.3.2 表面横裂纹的形成机理
• 2.4 表面纵裂纹
• 2.4.1 表面纵裂纹的特征
• 2.4.2 表面纵裂纹的形成机理
• 2.5 侧弧“炸裂”缺陷
• 2.5.1 侧弧“炸裂”缺陷的特征
• 2.5.2 侧弧“炸裂”缺陷的形成机理
• 2.6 表面星状裂纹
• 2.6.1 表面星状裂纹的特征
• 2.6.2 表面星状裂纹的形成机理
• 第3章 微合金宽厚板坯高温力学性能研究
• 3.1 宽厚板坯高温力学性能的研究目的
• 3.2 取样及试验方案
• 3.2.1 取样方案
• 3.2.2 试验方案
• 3.3 测定结果与分析
• 3.3.1 数据处理
• 3.3.2 AH36钢铸坯高温抗拉强度和断面收缩率的测试与研究
• 3.3.3 Q345E钢铸坯高温抗拉强度和断面收缩率的测试与研究
• 3.3.4 45钢铸坯高温抗拉强度和断面收缩率的测试与研究
• 3.3.5 A36-1B钢铸坯高温抗拉强度和断面收缩率的测试与研究
• 3.3.6 A36-1B钢断口形貌及晶界析出物分析
• 第4章 宽厚板表面质量控制技术的研究
• 4.1 钢水成分的优化
• 4.2 结晶器保护渣的优化
• 4.3 浇铸工艺的优化
• 4.3.1 非稳态浇铸工艺的优化
• 4.3.2 加强设备维护,减少断面更改频率
• 4.4 二次冷却系统的分析与优化
• 4.4.1 喷嘴冷态性能测试
• 4.4.2 二次冷却系统的分析
• 4.4.3 二次冷却系统的优化
• 4.5 实际生产应用效果
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间获得成果
• 作者简介
• 论文包含图、表、公式及文献