碳含量对宝钢结晶器平均热流影响

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2000.05.014 第22卷第5期 北京科技大学学报 VoL22 No.5 2000年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.2000 碳含量对宝钢结晶器平均热流影响 朱志远》王新华)王万军)张立 史国敏) 1)北京科技大学冶金学院，北京1000832)上海宝山钢铁集团公司炼钢部，上海200941 摘要研究了碳含量对板坯结晶器平均热流的影响.结果表明结晶器宽边平均热流和窄边平 均热流与钢的碳含量之间均存在着明显关系，但分别对应宽边和窄边平均热流，其出现最高和 最低点的碳含量不同， 关键词连铸：结晶器：平均热流：碳含量 分类号T℉777.1 文献标识码：A 连铸过程钢水在结晶器内的冷却、传热、凝 处的热流，但仍能从总体上反映结晶器的冷却 固对连铸的产量和质量有非常大的影响，实际 传热效能，且9.的测定较局部热流q要方便得 上几乎所有的铸坯表面缺陷均生成于结晶器 多，很容易应用于连铸实际生产，因此有必要对 内.近年来随着拉速的增加及对铸坯表面质量 9进行系统的分析研究. 要求的提高，有关结晶器冷却、传热对钢水的初 结晶器每个面的平均热流由(1)式得出，式 始凝固及表面纵裂纹影响的研究成为有关连铸 中：g.为结晶器平均热流，Wm子；p为冷却水密 科学研究的重点， 度，kgm;Cw为冷却水比热容，J/kgK):为冷 却水流量，ms:Tm为冷却水入口温度，K;T为 1结晶器平均热流 冷却水出口温度，K;F为结晶器铜板有效面 对结晶器内钢水的冷却、传热通常用热流 积，m2 即单位面积单位时间向结晶器传递的热量加以 q.-escQ(T-T) F (1) 描述.由于结晶器不同位置处的热流是变化的， 本研究中板坯连铸机的工艺参数如下：垂 因此将结晶器某一位置热流称为热流9Heat 直段长度为2.55m:基本半径为9.55m:弯曲方 Fux)或局部热流q(Local Heat Flux),把整个结 式为5点弯曲，矫直方式为4点矫直；机长为 晶器平均起来的热流称为平均热流9。. 39.39m;板坯断面尺寸为250mm×(900~1930) 结晶器局部热流的测定主要有2种方法： mm;定尺坯长为8~12m;结晶器振动方式为正 (1)在结晶器铜板内某一位置同一高度的不同厚 弦振动 度处布置2根热电偶，通过直接测得的不同结 晶器铜板厚度处的温度由傅立叶热传导公式得 2结果分析讨论 出该位置的热流.该方法的优点是测定精度较 由于拉速对结晶器平均热流影响显著，因 高，缺点是需要在结晶器内埋设百余只热电偶， 此在讨论钢的碳含量对平均热流的影响时，将 因此很难用于实际生产的铸机.(2)通过数学模 拉速分为低于0.9m/min、在0.9~l.19mmin之间 型计算结晶器铜板温度分布由此得出热流9， 和高于1.2mmin3种情况加以讨论. 这一方法较简便，但由于模型中假设较多，研究 2.1宽面平均热流 结果在精度上还有许多问题. 图1(a)为拉速低于0.9m/min时1#流结晶 目前大多数铸机都具备有结晶器冷却水流 器的平均热流随钢碳含量的变化，图1(b)为拉 量和水温在线记录功能，可以很方便地计算出 速在0.9-1.19m/min时1#流结晶器的平均热流 结晶器的总传热量，得到结晶器的平均热流9。· 随钢碳含量的变化，图1(c)为拉速高于1.2m/min 尽管平均热流不能精确地描述结晶器不同位置 时1#流结晶器的平均热流随钢碳含量的变化 1999-12-27收稿朱志远男，26岁，博士生 情况

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 扮 艳 、 碳含量对宝钢结晶器平均热流影响 朱志远 ‘， 王新华 ” 王 万军 ” 张 立 ” 史国敏 ， 北京科技大学冶金学院 ， 北京 上海宝 山钢铁集团公司炼钢部 ， 上海 摘 要 研 究 了碳含量对板坯 结 晶器平 均热流 的影 响 结果 表 明结晶器 宽边平 均热 流和 窄边平 均热流与钢 的碳含量之 间均 存在着 明显关 系 但 分别对应 宽边和 窄边平均热 流 ， 其 出现最高和 最低 点 的碳含量 不 同 关键词 连铸 结 晶 器 平 均热 流 碳含 量 分 类号 文献标识码 连铸过程钢 水在 结 晶器 内的冷却 、 传 热 、 凝 固对连铸 的产 量和 质 量 有非 常大 的影 响 ， 实际 上 几 乎 所 有 的铸 坯 表 面 缺 陷均 生 成 于 结 晶器 内 近年来 随着拉速 的增 加 及 对铸坯表 面质量 要 求 的提高 ， 有关 结 晶器冷却 、 传热 对钢 水 的初 始凝 固及表面 纵裂纹影 响 的研究成 为有关连铸 科学研 究 的重 点 结晶器平均热流 对 结 晶器 内钢 水 的冷却 、 传热 通常用 热流 即单位面积 单位 时 间 向结 晶器传递 的热量加 以 描述 由于 结 晶器不 同位置 处 的热 流是变化 的 ， 因此将 结 晶器 某一 位 置 热 流称 为热 流 或局 部 热流 ， ， 把整个结 晶器平 均 起 来 的热 流称 为平 均 热 流 。 结 晶器 局 部 热 流 的测 定 主 要 有 种 方法 在结 晶器铜 板 内某一位置 同一 高度 的不 同厚 度 处 布 置 根热 电偶 ， 通过直接测 得 的不 同结 晶器铜板厚度 处 的温度 由傅 立 叶热传 导 公 式得 出该 位置 的热流 该方 法 的优 点是 测 定精度较 高 ， 缺点是需要在结 晶器 内埋 设百余只 热 电偶 ， 因 此很 难用 于 实际 生产 的铸机 通过 数 学模 型 计 算 结 晶器 铜 板温度 分 布 由此 得 出热 流 ，， 这一 方法较简便 ， 但 由于模型 中假设 较多 ， 研究 结 果 在 精 度 上还 有许 多 问题 目前大 多数铸机都具备 有 结 晶器冷却 水流 量 和 水温在线记 录 功 能 ， 可 以很 方便地计 算 出 结晶器 的总传热量 ， 得到结 晶器 的平均热流 二 尽 管平均热流不 能精确地描述 结 晶器不 同位置 一 收稿 朱志远 男 ， 岁 ， 博 士 生 处 的热 流 ， 但 仍 能从 总 体上 反 映结 晶器 的冷却 传 热 效 能 ， 且 的测 定较 局 部热流 要 方 便得 多 ， 很容易应用于连铸实际 生产 ， 因此有必 要对 进行系统 的分析研 究 结 晶器每个面 的平 均热 流 由 式得 出 ， 式 中 为结 晶器平 均热 流 ， ， 为冷却 水密 度 ， 为 冷却 水 比 热 容 ， 为 冷 却 水流量 ， 几 为冷却 水入 口 温度 ， 为 冷却 水 出 口 温度 ， 为结 晶器 铜 板 有 效 面 积 ， 。 价 一 色丛巡几三盆 岸一竺 本研 究 中板坯连铸机 的工 艺参 数 如下 垂 直段长度 为 基本半径为 弯 曲方 式 为 点 弯 曲 ， 矫直方式 为 点矫直 机长 为 板坯 断面 尺 寸为 一 定 尺坯 长 为 一 结 晶器振动方 式 为 正 弦振动 结果分析讨论 由于 拉速对 结 晶器平均热流影 响显 著 ， 因 此在 讨论 钢 的碳含 量 对平均热 流 的影 响时 ， 将 拉 速分 为 低 于 订 、 在 一 亡 之 间 和 高于 岁 种情况加 以讨 论 宽面平均热流 图 为拉速低 于 时 流 结 晶 器 的平均 热 流 随钢 碳含 量 的变化 ， 图 伪 为拉 速在 一 汀 时 流结 晶器 的平 均热 流 随钢碳含量 的变化 ， 图 为拉速高于 岁 时 流 结 晶器 的平均 热 流 随钢 碳含 量 的变化 清况 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2000．05．014

·448· 北京科技大学学报 2000年第5期 由图l(a)给出的较低拉速下宽面的平均热 碳含量不同的钢浇铸时结晶器平均热流的 流值可以看到，宽面的平均热流与钢的碳含量 变化规律不同，这是由于不同碳含量钢液凝固 关系较为复杂，在0.002%0.2%碳含量（质量分 收缩特性不同造成的. 数)范围，宽面的平均热流有起伏.在超低碳范 对结晶器热流与钢碳含量做过研究的Sing吵 围(wc低于0.001%)结晶器宽面的平均热流较 等山在一小型试验铸机上研究了非振动式结晶 高，其后随碳含量增加宽面热流降低，在w©大 器总的平均热流与钢的碳含量之间的关系，他 约0.02%时平均热流降低到谷底，随后随wc增 们发现结晶器的平均热流在浇铸碳含量为 加又开始提高，并在碳含量为0.08%~0.10%时 0.10%钢时最低，而当钢碳含量超过0.25%时， 平均热流达到最高值.在0.11%0.12%碳含量 结晶器平均热流不再受钢碳含量的影响.G 处，宽面的平均热流又出现低谷，随后又随碳含 等四利用小型实验铸机对含碳大于0.10%钢浇 量增加而提高.结晶器宽面平均热流随碳含量 铸时结晶器的传热量进行了实验研究，发现在 变化的这种趋势在较高拉速下（图1(b),(©）)显现 碳含量为0.10%时，结晶器总的平均热流最低， 得更为明显， 随后热流随碳含量增加而提高，当碳含量为 1.8a 0.4%时结晶器热流达到最高，然后再随碳含量 ·宽边前面 ·宽边后面 的增加而减少（图2(a),但Gil等未对碳含量低 1.4 于0.10%钢的热流进行测定研究.Sui等最近 1.0 在USX Gary钢厂的2#板坯铸机结晶器上埋设 热电偶，对结晶器的热流进行了研究.他们发 0.6 现，当碳含量在0.06%0.07%附近时结晶器的 平均热流较低，然后随碳含量的增加平均热流 0.2 0 0.05 0.10 0.15 0.20 上升，并在碳含量为0.08%~0.09%附近平均热 WIc/ 流达到最高，然后再随碳含量增加平均热流减 少，并在碳含量为0.12%附近平均热流降低到 2.0 (b) ,宽边前面 最低点，然后在随碳含量增加平均热流上升（图 宽边后面 1.6 46 (a) 日之 1.2 42 0.8 MX6'It/b 38 0.4 0 0.05 0.10 0.15 0.20 wic/% 0 0.2 0.40.6 0.81.0 2.0(c) W.c/% 1.6 45 (b) 40 1.2 8 ·宽边前面 35 ·宽边后面 : 0.8 30 0. 0 0.05 0.10 0.150.20 25 Wicy% 20 图11流结晶器宽面平均热流与碳含量的关系.()拉速 0.060.080.100.120.140.160.180.20 低于0.9m/min:(b)拉速在0.9-1.19m/@in:(c)拉速在 wic/% 1.2-1.43m/min 图2其他研究者得出的碳含量与平均热流关系.(a)G山等； Fig.1 Relationship between the heat flux of broad faces (b)Suni等 and the carbon content Fig.2 Relationships got by other researehers

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 由 图 给 出 的较低 拉 速 下 宽面 的平 均 热 流值可 以看到 ， 宽面 的平 均 热 流 与钢 的碳含量 关 系较为 复杂 ， 在 刁 碳含量 质量分 数 范 围 ， 宽面 的平 均 热 流有 起伏 在 超低 碳 范 围 低 于 结 晶器 宽面 的平 均 热 流较 高 ， 其 后 随 碳 含量增 加 宽面 热 流 降低 ， 在 大 约 ， 时平均热 流 降低 到谷底 ， 随后 随 增 加又 开 始提 高 ， 并在 碳含量 为 一 时 平 均 热 流达 到 最 高值 在 司 碳 含量 处 ， 宽面 的平均热 流又 出现低 谷 ， 随后 又 随碳含 量增 加 而提 高 结 晶器 宽面 平 均 热 流 随碳 含量 变化 的这种趋势在较高拉速下 图 ， 显现 得更 为 明显 丽 宽边前面 ‘ 宽边后面 时递桩论眨 城只 ’ 皿 币 ’ ， 瓦 ‘ 碳含量不 同 的钢 浇铸 时结 晶器平均热流 的 变 化规律不 同 ， 这 是 由于 不 同碳含量钢 液凝 固 收缩特 性 不 同 造成 的 对结 晶器热 流与钢 碳含量做过研究的 等 〔，，在 一 小 型 试验铸机上研 究 了 非 振动 式 结 晶 器 总 的 平 均热 流 与 钢 的碳含 量之 间 的关 系 ， 他 们 发 现 结 晶 器 的 平 均 热 流 在 浇 铸 碳 含 量 为 钢 时最低 ， 而 当钢 碳 含量超过 时 ， 结 晶器平均 热 流不 再 受钢 碳含量 的影 响 等 〔 利用 小 型 实验铸机对含碳大 于 钢 浇 铸 时 结 晶器 的传 热 量进行 了实验研究 ， 发现在 碳 含量为 时 ， 结 备晶器总 的平 均热 流最低 ， 随 后 热 流 随 碳 含 量 增 加 而 提 高 ， 当 碳 含 量 为 时 结 晶器热 流 达到 最 高 ， 然 后 再 随碳含量 的增 加 而减 少 图 ， 但 等 未对碳 含量低 于 钢 的热 流进行测 定 研 究 等〔” 最近 在 娜 钢 厂 的 板坯 铸机 结 晶器 上 埋 设 热 电偶 ， 对 结 晶器 的热流进行 了研 究 他们 发 现 ， 当碳含量 在 刃 附近 时结 晶器 的 平 均 热流较低 ， 然后 随碳含 量 的增 加 平 均 热 流 上 升 ， 并 在碳含量 为 一 附近 平均热 流 达 到最 高 ， 然 后 再 随碳 含 量增 加 平 均 热 流减 少 ， 并 在 碳 含量 为 附近平 均 热 流 降低 到 最 低 点 ， 然 后 在 随碳含 量增 加 平 均热 流上升 图 日 · 乏沙勺 伪 。 宽边前面 ， 卜 ‘ 鲜 ‘ 一“‘卜 ‘ · 日 · 琳月一气 ﹃乙 已 · 、渗芝 · 〔 。 。 昨艘 。 井一， 卜’侧‘ … 一 、舀 岛峨飞 ，‘伟︸，，、 ︸气、﹄﹃ 甲日 · 召文渗一 、卿卜 ，晰 ‘ ， 伪， ， 宽边前面 ▲ 宽边后面 ，丈︶ ‘， 日 · 、莽芝 ‘ 上 习一一 一 曰 彤 图 口 流结晶器宽面平均热流与碳含量 的关系 拉速 低于 拉速在 拉速在 山 一一山 习一一 月 一 一一 一 一一曰 了 图 其他研究者得出的碳含量与平均热流关系 等 等 喀 肠 卯

Vol.22 No.5 朱志远等：碳含量对宝钢结晶平均热流影响 。449 2(b).实际上Singh、Gill、Suni等人的上述研究结 器壁，因此造成平均热流的减少.实际连铸中含 果与本实验得到的结晶器宽面平均热流随碳含 碳0.12%左右的亚包晶钢铸坯凝固坯壳生长不 量变化的规律是相似的，尤其是Suni等除了没 均匀，表面纵裂纹发生率较高，均与凝固时伴随 有对超低碳钢进行研究以外，其对 包晶转变发生的收缩有关 0.06%~0.16%碳含量范围钢平均热流进行的研 2.2窄面平均热流 究结果与本实验结果几乎完全一致，只是由于 图3(a)为较低拉速下(0.480.89m/min)1#流 宝钢生产的钢种均避开了012%~0.13%的碳 结晶器窄面平均热流与钢的碳含量之间的关 含量，否则本实验得到的结晶器宽面平均热流 系.可以看到，在拉速较低时结晶器窄边平均热 很可能也会在0.12%附近降低到最低点. 流与碳含量之间关系尚不明显，但当拉速增加 钢液在凝固过程当发生包晶转变L+δ→Y 后结晶器窄边平均热流与钢碳含量之间的关系 时，会产生约0.38%的体积收缩.平衡条件下如 表现得较为明显，即在超低碳范围窄边的平均 发生包晶相变，具有包晶点成分的钢(w©： 热流较高，在wc为0.03%处平均热流较低，随 0.18%)的体积收缩量最大.实际浇铸过程中，由 后随碳含量增加平均热流提高，在w©1为 于冷却速度大，且钢中含Mn等扩大Y区因素等 0.06%0.07%处平均热流上升到最高值，然后随 的影响，实际的包晶成分点会向FeC相图的左 碳含量的增加而下降.平均热流在wc为0.12% 下方转移，因此造成含碳0.12%左右的钢收缩 附近降低到最低点，其后随碳含量的提高平均 量最大.当钢收缩大时，凝固坯壳会脱离开结晶 热流增加，结晶器窄边平均热流随碳含量而变 1.8a ·窄边右侧 b) 窄边右侧 (c) ·窄边右侧 ·窄边左侧 窄边左侧 ·窄边左侧 1.4 1.0 0.6 0.2 0 0.050.10 0.150.200 0.050.10 0.150.2000.05 0.10 0.150.20 Wic/% "cy/% w1c/% 图31'流结晶器窄边平均热流与碳含量的关系.(a)拉速0.50.89m/min:b)0.9~1.19m/min:(c12-1.43m/min Fig.3 Relationship between the heat flux of narrow faces and the carbon content 化呈现出的规律在较高的拉速下表现的更为明 2.0 显（图3bc). 1.6 仔细对比结晶器宽边和窄边平均热流随碳 含量的变化（图4）可以发现两者有明显的不同， 结晶器宽边平均热流在wc大约为0.09%时最 27-419 0.8 高，随后随碳含量增加而减少：而窄边热流在 0.4 宽边热流 wc大约为0.06%时最高，其后便随碳含量的增 0.0 ×窄边热流 加而减少，在wc大约为0.12%处降低到最低 0 0.040.080.120.160.20 wic/% 值，由于板坯连铸铸坯凝固发生的收缩量主要 表现在板坯宽度方向，因此结晶器窄边热流的 图4高拉速下宽边和窄边平均热流与碳含量关系 变化更能反映铸坯收缩对热流造成的影响， Fig.4 Relationships among the heat flux of broad faces, narrow faces and the carbon content 结晶器窄边平均热流随碳含量不同而发生 变化，其原因是由于不同碳含量的钢凝固时伴 而含碳018%的钢凝固时由于包晶反应量最大， 收缩量也最大， 随包晶反应产生的凝固收缩量不同造成的，根 据FeC平衡相转变图（图5），亚包晶钢的碳含 在实际浇铸过程，冷却速度较平衡状态要 量范围为0.09%~018%，即碳高于0.09%的钢凝 快得多，因此FeC平衡状态图中的包晶转变温 固时发生包晶反应，产生约038%的体积收缩， 度、开始发生包晶反应的碳含量以及包晶点成 分均会向左下方移动.在本次试验中，结晶器窄

一 一 朱志远 等 碳含量对 宝钢 结晶平均 热 流 影 响 伪 实际上 、 、 等人 的上述研究结 果 与本 实验得到 的结 晶器 宽面 平均热流 随碳含 量变化 的规 律 是 相 似 的 ， 尤其 是 等 除 了没 有 对 超 低 碳 钢 进 行 研 究 以 外 ， 其 对 刁 碳含 量 范 围钢 平 均 热 流进行 的研 究结 果 与本 实验 结 果 几乎 完全 一致 ， 只 是 由于 宝 钢 生 产 的钢 种均 避 开 了 一 的碳 含量 ， 否 则本实验 得 到 的结 晶器 宽面平 均热流 很 可 能也 会在 附近 降低 到最 低 点 钢 液在凝 固过程 当 发 生 包 晶转 变 一丫 时 ， 会产 生 约 的体积 收缩 平衡条件下 如 发 生 包 晶 相 变 ， 具 有 包 晶 点 成 分 的 钢 的体积 收缩量最 大 实际浇铸过程 中 ， 由 于冷却 速度大 ， 且钢 中含 等扩大 区 因 素 等 的影 响 ， 实际 的包 晶成 分 点会 向 曰 相 图 的左 下 方 转移 ， 因 此造成含碳 左右 的钢 收缩 量最 大 当钢 收缩大时 ， 凝 固坯壳会脱离开 结晶 器壁 ， 因此造成平均热 流 的减少 实际连铸 中含 碳 左右 的亚包 晶钢 铸 坯凝 固坯壳 生 长 不 均 匀 ， 表面 纵裂纹 发生 率较高 ， 均 与 凝 固 时伴 随 包 晶转变发 生 的 收缩 有 关 窄面平均 热流 图 为较低 拉速下 刃 岁 流 结 晶 器 窄 面 平 均 热 流 与 钢 的碳 含 量 之 间 的 关 系 可 以看到 ， 在拉速较低 时结 晶器窄边平均热 流 与碳含 量之 间关 系 尚不 明显 ， 但 当拉速增 加 后 结 晶器 窄边平 均热 流与钢碳含量之 间 的关系 表现得较 为 明 显 ， 即 在 超低 碳 范 围窄 边 的 平均 热 流较 高 ， 在 为 处 平 均 热 流较低 ， 随 后 随 碳 含 量 增 加 平 均 热 流 提 高 ， 在 为 司 处平均热流上 升到最高值 ， 然 后 随 碳含量 的增加 而 下 降 平 均热 流在 为 附近 降低 到最 低 点 其后 随碳含量 的提 高平 均 热流增加 结 晶器 窄边平 均热流 随碳含量而 变 。 ’ 窄边右侧 卜铆梦，湃 ’ 窄边右侧 ‘ 窄边左侧 李 。 ， 自 加 、研 ，，奋 ’ ‘ 喊‘ ， 窄边右侧 ‘ 窄边左侧 叹沙岁日 · 今肠巾 彤 彤 ， 图 ’ 流结晶器窄边平均热流与碳含皿的关系 拉速 卜 面 伪 耐 一 肠 幻片 纽 ︵ 月 日 · 、沐芝 化呈现 出 的规律在较高 的拉速下表现 的更 为 明 显 图 卜 仔细 对 比结 晶器 宽边和 窄边平 均热 流随碳 含量 的变化 图 可 以发现两 者有 明显 的不 同 ， 结 晶器 宽边平 均 热 流在 大 约 为 时最 高 ， 随后 随碳含量增 加而减少 而 窄边热 流 在 、 大约 为 时最 高 ， 其后 便 随碳含量 的增 加 而 减少 ， 在 大约 为 处 降低 到 最 低 值 由于 板 坯 连铸铸坯凝 固发生 的收缩量 主 要 表现在板 坯 宽度方 向 ， 因 此 结 晶器 窄边热 流 的 变化 更 能 反 映铸坯 收 缩对热 流造成 的 影 响 结 晶器 窄边平均 热 流 随碳含 量不 同而 发生 变 化 ， 其 原 因 是 由于 不 同碳 含量 的钢 凝 固 时伴 随包 晶 反 应 产 生 的凝 固 收缩量 不 同造成 的 根 据 侧 平 衡相 转变 图 图 ， 亚 包 晶钢 的碳含 量范 围为 ， 即碳高于 的钢凝 固时发生 包 晶反应 ， 产 生 约 的体积 收缩 ， 彤 图 高拉速下 宽边和 窄边平均热流与碳含量关系 娘 ， ，下 曰 比 而含碳 的钢 凝 固时 由于包 晶反应量最大 ， 收缩 量 也 最 大 在 实 际浇铸过 程 ， 冷却速度较平衡 状态要 快得 多 ， 因此 曰 平衡状态 图中的包 晶转变温 度 、 开 始发 生包 晶反应 的碳含量 以及包 晶点成 分均 会 向左下 方移动 在本次试验 中 ， 结 晶器窄

·450· 北京科技大学学报 2000年第5期 边平均热流在碳含量为0.06%时达到最高值， 平均热流达到最高值.当碳含量继续增加到 在碳含量为012%处降低到最低，是包晶反应 0.11%~0.12%处，宽面平均热流又出现低谷，随 较平衡状态发生改变所造成的，这说明在所用 后又随碳含量增加而提高. 浇铸条件下，结晶器内含碳超高0.06%的钢即 (2)结晶器窄边平均热流与钢碳含量之间的 会发生包晶转变，而含碳0.12%的钢发生的包 也存在明显的关系，即在超低碳范围窄边的平 晶转变量最大（即实际包晶点温度为0.12%）. 均热流较高，在w©为0.03%处平均热流较低， 随后随碳含量增加平均热流提高，在w©为 0.06%0.07%处平均热流上升到最高值，然后随 0.18% 0.09% 碳含量的增加而下降，并在wc为012%附近降 低到最低点：其后随碳含量的提高平均热流增 加.结晶器窄边平均热流与碳含量之间存在的 这种关系在较高拉速(1.2~1.43m/min)时表现得 Wicy% 更为明显. 图5FeC平衡图包晶转变关系 (3)浇铸含碳量在0.09%~0.12%的亚包晶钢 Fig.5 Phase diagram of Fe-C 时结晶器窄边热流较低，说明窄边坯壳与结晶 器壁之间产生的气隙较大，根据亚包晶钢窄边 浇铸含碳量在0.09%~012%的亚包晶钢时 结晶器窄边热流较低，说明窄边坯壳与结晶器 热流较低这一发现，可以考虑对含碳在 壁之间产生的气隙较大.气隙较大会造成传热 0.09%0.12%亚包晶钢，浇铸时适当增加结晶器 和凝固坯壳厚度的不均匀，造成纵裂纹和拉漏 宽边锥度， 的增多，根据本次试验亚包晶钢窄边热流较低 参考文献 这一发现，可以考虑对含碳在0.09%~0.12%亚 1 Singh S N,Blazek K E.Heat Transfer and Skin Formation in a Continuous-casting Mould as a Function of Steel Car- 包晶钢，浇铸时适当增加结晶器宽边锥度 bon Content.in:AIME Open Hearth Proceedings.Atlan- 3结论 tic City,1974.57 2 Gill A,MrimacombeJ K.Influence of Carbon Content on (1)结晶器宽边平均热流与钢的碳含量之间 Rate of Heat Extraction in the Mold of Continuous Casting 有明显关系，在超低碳范围结晶器宽面的平均 Machine.Ironmaking and Steelmaking,1976(2):76 热流较高，其后随碳含量增加宽面热流降低，在 3 Suni J P,Henein H.Analysis of Shell Thickness Irregula- wc大约0.02%时平均热流降低到谷底.随后随 rity in Continuously Cast Middle Carbon Steel Slabs wc增加又开始提高，并在0.09%左右碳含量时 Using Mold Thermocouple Data.Metallurgical and Mater- ials Transactions,1996,27B:104 Relationship between the Carbon Content and the Average Heat Flux of Continuous Casting Mould ZHU Zhiyuan",WANG Xinghua,WANG Wanjun,ZHANG LP,SHI Guoming 1)Metallurgy School,UST Beijing.Beijing100083,China 2)Baosteel,Shanghai 200941,China ABSTRACT The affection of the carbon content on the average heat flux of mould of slab continuous casting was discussed.The results indicated that carbon content had strong influences on the average heat flux of broad face and narrow face of mould.But to the maximum and minimum average heat flux of the broad face and the narrow face,the carbon content were different. KEY WORDS continuous casting;mould;average heat flux;carbon content

一 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 边平 均 热 流在碳 含 量 为 时达 到 最 高值 ， 在碳含 量 为 处 降低 到 最低 ， 是 包 晶 反 应 较平 衡 状态 发 生 改变 所造成 的 ， 这说 明在所用 浇 铸条 件 下 ， 结 晶器 内含碳 超 高 的钢 即 会 发 生包 晶转变 ， 而 含碳 的钢 发 生 的包 晶 转变量 最 大 即 实 际 包 晶 点温度 为 〔 彤 图 曰 平衡图包 晶转变关系 · 一 浇 铸含碳 量在 刁 的亚 包 晶钢 时 结 晶器 窄边 热流较低 ， 说 明 窄边坯 壳 与结 晶器 壁 之 间产 生 的气 隙较大 气 隙较大 会造成传热 和 凝 固坯 壳厚度 的不 均匀 ， 造成 纵裂纹和 拉漏 的增 多 根据 本 次试验 亚 包 晶钢 窄边热 流 较低 这 一 发现 ， 可 以考虑 对含碳 在 司 亚 包 晶 钢 ， 浇 铸 时适 当增 加 结 晶器 宽边 锥度 结论 结 晶器 宽边平 均热 流与钢 的碳含量 之 间 有 明显 关系 在超低碳 范 围结 晶器 宽面 的平 均 热 流较高 ， 其后 随碳含量 增加 宽面 热 流 降低 ， 在 、 大约 时平均热 流 降低 到谷底 随后 随 增 加 又 开 始提 高 ， 并在 左右碳含 量 时 平 均 热 流 达 到 最 高值 当碳 含 量 继 续 增 加 到 一 处 ， 宽面 平 均 热 流又 出现低 谷 ， 随 后 又 随碳含量增 加 而提 高 结 晶器窄边平均热 流与钢 碳含量之 间 的 也 存 在 明显 的 关 系 ， 即 在 超低碳 范 围窄边 的平 均热 流较 高 ， 在 为 处平均 热 流较低 ， 随 后 随 碳 含 量 增 加 平 均 热 流 提 高 ， 在 为 司 处平均热 流上 升到最 高值 ， 然后 随 碳含量 的增 加而 下 降 ， 并在 〕 为 附近 降 低 到最 低 点 其后 随碳含量 的提高平均热流增 加 结 晶器 窄边平 均 热 流 与碳含 量之 间存在 的 这种关系在较 高拉速 一 刀 时表现得 更 为 明 显 浇 铸含碳量在 司 的 亚 包 晶钢 时结 晶器 窄边热 流较低 ， 说 明窄边坯壳与结 晶 器 壁之 间产 生 的气 隙较大 根据 亚 包 晶钢 窄边 热 流 较 低 这 一 发 现 ， 可 以 考 虑 对 含 碳 在 司 亚包 晶钢 ， 浇铸 时适 当增加结晶器 宽边锥度 参 考 文 献 ， 川 一 ， ， 阮 。 习 ， ， 山名 ， ， “ ， 恻刃 口气 洲 堪卿 ， ， ， 肠’ ，， 产丈咬刃 己 ， 夕刃 ， ， 比 叨 切 ， 七