H型连铸坯表面温度评析

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2005.06.008 第27卷第6期 北京科技大学学报 VoL27 No.6 2005年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2005 H型连铸坯表面温度评析 刘建华》包燕平”陈高兴”杜松林)孙维”黄社清” 1)北京科技大学治金与生态工程学院，北京1000832)马鞍山钢铁股份有限公司，马鞍山243000 摘要采用CT-M型红外测温线性化传感器，测定马钢SS400异型坯在连铸过程中的表面 温度：Gleeble--2000热力模拟试验机测定SS400的高温塑性.结果表明：SS400异型坯表面温 度在二冷区和矫直时大部分处于低温脆性区760-880℃，铸坯的表面塑性较差：同时，由于： 冷2段支撑辊间间隔喷水，铸坯表面温度回复大，远大于连铸二冷配水治金规则所允许的最 大幅度100℃m. 关键词异型坯：表面温度：连铸：热轧 分类号T℉762 热轧H型钢是一种经济断面型材，具有优良 (1)二冷区2段第4°~7各支撑辊间铸坯腹板 的力学性能和优越的使用性能，广泛应用在建 中心表面的温度，其中5和6辊间存在冷却水喷 筑、电力、水利、能源、化工、石油等领域，连铸异 嘴：4和5”，6和7辊间没有冷却水喷嘴. 型坯是生产H型钢的最理想的坯料.马钢1998年 (2)各矫直辊前腹板中心表面温度. 引进了德国德马克和西门子公司的具有国际先 (3)每个矫直辊前铸坯腹板中心、两侧R角和 进水平的近终型异型坯连铸生产线.自投产以 窄面中心处铸坯表面温度， 来，马钢在积极消化吸收近终型异型坯连铸技术 12高温力学实验 的基础上，不断进行新技术的开发，其产品填补 在SS400异型坯内弧腹板无缺陷处取中10mm 了国内空白.但是，由于近终型异型坯连铸技术 ×120mm试样，在Gleeble-2000热模拟试验机上 在我国还处于起步阶段，以及该技术的复杂性， 测定SS400钢的高温塑性性能，所测试样的化学 在生产中还有许多现象和问题需要研究.本文通 成分（质量分数）为：C,0.17%:Si,0.21%:Mn, 过测定连铸过程中异型坯表面温度变化，结合相 0.44%:S,0.021%:P,0.025%. 应钢种的高温力学性能实验，对马钢异型坯在连 将试样焊上热电偶，并套上石英管，安装在 铸过程中的表面温度控制进行了分析和评估. 真空室内，在氩气气氛（流量为1L·min)下，试样 由室温加热到1350℃保温5min(保温可使试样组 1实验方法 织均匀化)，然后以3℃·s的速度降到预定的实 实验温度，保温2min,在该温度下以10-3s的形 1.1现场测温 变速率将试样拉伸至断裂.实验温度为600~ 采用中科院自动化研究所研制的CIT-M型 1350℃，以试样拉断时的断面收缩率w作为 红外测温线性化传感器，测定SS400异型坯在连 SS400的高温塑性衡量依据. 铸过程中的表面温度(SS400钢是马钢三炼钢H 型钢产量最大的钢种之一).马钢异型坯连铸机 2结果与讨论 为三机三流，本实验对其左侧第一流铸坯表面温 度进行了测定，每个位置测定15-30min.测定位 2.1SS400钢的高温塑性 置分别为： 图1中曲线为SS400钢的高温塑性曲线.以 断面收缩率w=0.6作为塑性的低限，SS400钢在 收稿日期：2004-10-18修回日期：2004-1105 基金项目：国家高技术创新项目(No.2002]566) 不同温度下呈现不同的塑性行为：1280~1350℃ 作者简介：刘建华(1966一），男，副教授，博士， 为SS400钢的高温脆性区，其断面收缩率<0.6：

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 心 一 型连铸坯表面温 刘 建华 ‘， 包燕平 ‘， 陈 高兴 ‘， 杜松林 ” 评析 孙 维 ” 黄社 清 ， 北 京科 技大 学 冶 金 与生 态工 程 学 院 ， 北 京 马 鞍 山钢 铁 股 份 有 限 公 司 ， 马 鞍 山 摘 要 采 用 型 红 外测 温 线性 化传 感 器 ， 测 定 马钢 异 型 坯 在连 铸 过 程 中的表 面 温 度 热 力模拟 试验 机 测 定 的 高温 塑 性 结果 表 明 异 型 坯 表 面 温 度 在 二 冷 区 和 矫直 时 大 部 分 处 于 低温 脆 性 区 一 ℃ ， 铸 坯 的表 面 塑 性 较 差 同 时 ， 由于 三 冷 段 支撑 辊 间 间 隔 喷 水 ， 铸坯 表 面 温 度 回复 大 ， 远 大于 连铸 二 冷 配 水 冶金 规 则所 允许 的最 大 幅度 ℃ · 一 ’ · 关键 词 异 型 坯 表 面温 度 连 铸 热 轧 分 类号 热 轧 型钢 是 一 种 经 济 断面 型材 ， 具 有 优 良 的 力 学 性 能 和 优 越 的使 用 性 能 ， 广 泛 应 用 在 建 筑 、 电力 、 水 利 、 能源 、 化 工 、 石 油 等 领 域 连 铸 异 型坯 是生产 型钢 的最 理想 的坯 料 马钢 年 引进 了德 国德 马 克 和 西 门子 公 司 的 具 有 国 际 先 进 水 平 的近 终 型 异 型 坯 连 铸 生 产 线 自投 产 以 来 ， 马钢 在积 极 消化 吸 收近 终 型 异 型坯 连铸 技 术 的基 础 上 ， 不 断进 行 新 技 术 的开 发 ， 其 产 品填 补 了 国 内空 白 〔 但 是 ， 由于近 终 型异 型坯 连铸技 术 在 我 国还 处 于 起 步 阶 段 ， 以及 该 技 术 的复 杂性 ， 在 生产 中还 有 许 多现 象 和 问题 需要研 究 本 文通 过 测 定连 铸 过程 中异 型坯 表 面 温 度变 化 ， 结合 相 应钢 种 的高温 力 学性 能实验 ， 对 马钢 异 型 坯在 连 铸 过程 中 的表 面 温 度 控 制 进 行 了分 析 和 评 估 实验 方 法 现 场 测 温 采 用 中科 院 自动 化 研 究 所 研 制 的 型 红 外 测温 线 性 化 传 感 器 ， 测 定 异 型坯 在 连 铸 过 程 中 的表 面 温 度 钢 是 马钢 三 炼 钢 型钢 产 量 最 大 的钢 种 之 一 马钢 异 型 坯 连 铸 机 为三机 三 流 ， 本 实验 对 其 左侧 第一流 铸 坯 表 面温 度 进 行 了测 定 ， 每 个位 置 测 定 一 测 定 位 置 分 别 为 二 冷 区 段 第 禅一 “ 各 支 撑 辊 间铸 坯 腹 板 中心 表 面 的温 度 ， 其 中 “ 和 ” 辊 间存 在 冷 却 水 喷 嘴 和 ， “ 和 辊 间没 有 冷 却 水 喷 嘴 各 矫 直 辊 前 腹 板 中心 表 面 温 度 每 个 矫直 辊 前 铸 坯 腹 板 中心 、 两 侧 角 和 窄面 中心 处 铸 坯表 面 温 度 高温 力学 实验 在 异 型坯 内弧 腹板 无缺 陷处取拟 试 样 ， 在 一 热 模 拟 试 验 机 上 测 定 钢 的高温 塑 性 性 能 ， 所 测 试 样 的化 学 成 分 质 量 分 数 为 ， ， ， ， ， 将 试 样 焊 上热 电偶 ， 并 套 上 石 英 管 ， 安装 在 真 空 室 内 ， 在氢 气气 氛 流 量 为 一 ’ 下 ， 试 样 由室温加 热 到 ℃ 保 温 保 温 可使 试 样组 织 均 匀 化 ， 然 后 以 ℃ · 一 ， 的速 度 降 到预 定 的实 实验 温 度 ， 保 温 ， 在 该温 度 下 以 一 ， 一 ， 的形 变 速 率 将 试 样 拉 伸 至 断 裂 实 验 温 度 为 一 ℃ ， 以 试 样 拉 断 时 的 断 面 收 缩 率 少 作 为 的高温 塑 性 衡 量 依 据 收稿 日期 今 修 回 日期 今 一 基 金 项 目 国家 高技 术创 新项 目 作 者简介 刘 建华 一 ， 男 ， 副 教授 ， 博 士 ， 结 果 与讨 论 钢 的高温 塑 性 图 中 曲线 为 钢 的高温 塑 性 曲线 以 断 面 收缩 率 沂 作 为 塑性 的低 限 〔 ， 钢 在 不 同温 度 下 呈 现 不 同 的 塑性 行 为 一 ℃ 为 钢 的 高温 脆 性 区 ， 其 断面 收缩 率 鲜住 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2005．06．008

◆672· 北京科技大学学报 2005年第6期 880-1280℃为铸坯的高温塑性区，4>0.6：760~ 917.11,793.46和896.07℃ 880℃为SS400钢的低温脆性区，0.6.根据图1， 铸坯表面温度波动较大.铸坯腹板在喷水的5和 连铸时SS400铸坯在二冷段、空冷段及矫直 6辊间温度（曲线2）比其前面不喷水的4"和5辊 前的表面温度应控制在其高温塑性区，即 间温度（曲线1）平均低123.65℃，比其之后不喷水 880℃-1280℃ 的6和7辊间温度（曲线3）低102.61℃.在此区间， 辊间距离为250mm,根据上面测得的铸坯腹板中 0.9 心在各辊间平均温度，计算得铸坯腹板中心第6° 0.8 和”辊间由于不喷水而产生的温度回复幅度为 0.7 410.44℃·m',远远大于关于连铸二冷配水的冶 0.6 金规则所允许的最大幅度100℃·m1).这将使铸 0.5 坯表面受到较强幅度的拉应力一压应力一拉应 0.4 力的循环变化，表面易于产生裂纹或使已产生的 0.3 微裂纹进一步扩展.为了避免剧烈的温度波动和 0.2 回复，建议马钢在二冷2段各支撑辊间连续布置 500 700 9001100 13001400 喷嘴，均匀冷却铸坯 温度/℃ 铸坯在测量区间的温度处于790~920℃，而 图1SS400钢的高温塑性曲线 Fig.1 Hot ductility curve of SS400 steel SS400钢的低温脆性温度区为760~880℃，铸坯腹 2.2二冷段异型还表面温度 板中心的温度在测温区间大部分处于该脆性区， 且铸坯表面温度在该温度区间来回剧烈变化，铸 马钢异型坯连铸机二冷段采用气雾冷却方 坯易产生表面缺陷. 式.二冷段分2个区、1个喷淋冷却和6个气雾冷 图2还显示，铸坯腹板中心在喷水的6和7 却，共7个喷淋回路.在二冷1段，各支撑辊间均 辊间温度比其之前同样不喷水的4和5辊间温 布置有喷嘴：二冷2段，支撑辊间实行间隔喷水 冷却.浇铸SS400钢时，比水量为0.5L-kg. 度低，平均下降21.04℃，表明俦坯表面温度在二 图2是现场测得的二冷区2段4'~7支撑辊 冷段是逐渐降低的. 间SS400铸坯腹板中心表面的温度变化，图中第 23各矫直辊前铸坯表面温度测定 1~3条温度曲线分别是4和5,5和6,6和7辊间 图3为各矫直辊前铸坯腹板中心表面温度的 测定结果，平均温度分别为783.60,815.33,765.80 异型坯腹板中心的表面温度随时间变化的曲线， 它们分别对应于二冷2段三个紧邻的未喷水、喷 和736.93℃.可见铸坯腹板中心温度在各矫直辊 水和未喷水辊间腹板中心表面的温度变化.在实 前的温度均处于其低温脆性温度区间，这违反了 验测定的24mn内，它们的平均温度分别为 连铸二冷配水相关冶金规则中“矫直前铸坯表 面温度应避免处于相应钢种的低温脆性区”的规 1100 1060 1未喷水辊间 900 1020 2喷水辊间 1一矫腹板温度 3末喷水辊间 2二矫腹板温度 980 860 3三矫腹板温度 4四娇腹板温度 940 则900 *气字效 820 860 留 780 820 780 740 ★生南★★本本***女★女★★有南*4 740 700 700 11:26:4111314211:364311:41:44 15:26:06 15:3107 15:36:09 时刻 时刻 图2SS40异型坯在二冷区不同支撑辊间腹板中心表面温度 图3各矫直辊前SS400异型还腹板中心表面温度 Fig.2 Surface temperatures of the web center of SS400 beam blank Fig.3 Surface temperatures of SS400 beam blank before the between supporting rolers in the secondary cooling area straightening rollers

一 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 小 ℃ 为 铸 坯 的 高 温 塑 性 区 ， 沪 一 ℃ 为 钢 的 低 温 脆 性 区 ， 杯。 低 于 ℃ 为 钢 的低 温 塑性 区 ， 沪 根据 图 ， 连 铸 时 铸 坯 在 二 冷 段 、 空 冷 段 及 矫 直 前 的表 面 温 度 应 控 制 在 其 高 温 塑 性 区 ， 即 ℃ ℃ 只︸产 、、、人 门咤 、 … 甘 洛 一 一 一 一一 一一一 温度 ℃ 图 钢的 高温塑性 曲线 二 冷 段 异 型 坯 表 面 温 度 马钢 异 型 坯 连 铸 机 二 冷 段 采 用 气 雾 冷 却 方 式 二 冷 段 分 个 区 、 个 喷淋 冷 却和 个 气 雾 冷 却 ， 共 个 喷淋 回路 在 二 冷 段 ， 各 支撑 辊 间均 布 置 有 喷嘴 二 冷 段 ， 支撑 辊 间实行 间隔 喷水 冷 却 浇 铸 钢 时 ， 比水 量 为 吨 一 ， 图 是 现 场 测 得 的二 冷 区 段 气 ‘ 支撑 辊 间 铸坯 腹 板 中心 表 面 的温 度变化 ， 图 中第 一 条温度 曲线 分 别 是 和 ， 甲和 ， 和 岸辊 间 异 型坯腹 板 中心 的表 面温度 随 时 间变化 的 曲线 ， 它们 分 别对 应 于 二 冷 段 三 个 紧邻 的未 喷水 、 喷 水和 未 喷水辊 间腹 板 中心 表 面 的温 度 变 化 在 实 验 测 定 的 内 ， 它 们 的 平 均 温 度 分 别 为 ， 和 ℃ 在 二 冷 段 由于 各支 撑 辊 间实行 间 隔喷 水 ， 铸 坯 表 面温度 波 动较 大 铸 坯 腹 板 在 喷 水 的 和 辊 间温 度 曲线 比其前 面 不 喷水 的 和 辊 间温度 曲线 平 均低 ℃ ， 比其 之 后 不 喷水 的 禅和 岸辊 间温 度 曲线 低 ℃ 在 此 区 间 ， 辊 间距 离 为 。 ， 根 据 上 面测 得 的铸坯腹 板 中 心 在 各辊 间平均温 度 ， 计 算得铸 坯 腹 板 中心 第 乡 和 辊 间 由于 不 喷 水 而 产 生 的温 度 回复 幅度 为 ℃ · 一 ’ ， 远 远 大 于 关 于连 铸 二 冷 配 水 的冶 金 规 则所 允许 的最 大幅度 ℃ · 一 “ ， 这 将使铸 坯 表 面 受 到 较 强 幅度 的拉 应 力一压 应 力一拉 应 力 的循 环 变 化 ， 表 面 易于产 生裂 纹 或 使 己产 生 的 微裂 纹进 一 步扩 展 为 了避 免剧 烈 的温度 波 动和 回 复 ， 建议 马钢 在 二 冷 段 各 支 撑 辊 间连 续 布 置 喷嘴 ， 均 匀 冷 却铸 坯 铸 坯 在 测 量 区 间 的温 度 处 于 一 ℃ ， 而 钢 的低温 脆性温度 区 为 一 ℃ ， 铸 坯 腹 板 中心 的温度 在测 温 区 间大 部 分 处 于 该脆 性 区 ， 且铸 坯 表 面温 度在 该温 度 区 间来 回剧 烈变 化 ， 铸 坯 易产 生 表 面缺 陷 图 还 显 示 ， 铸 坯 腹 板 中心 在 喷水 的 和 辊 间温 度 比其之 前 同样 不 喷 水 的 和 辊 间温 度 低 ， 平 均 下 降 ℃ ， 表 明铸 坯 表 面 温 度 在 二 冷 段 是 逐 渐 降低 的 各矫直 辊 前铸坯 表 面 温 度 测 定 图 为各矫直 辊前铸 坯腹 板 中心表 面温度 的 测 定 结果 ， 平 均温 度 分 别 为 ， ， 和 ℃ 可 见铸 坯 腹 板 中心 温 度 在 各 矫 直 辊 前 的温 度均 处 于 其低温 脆 性温度 区 间 ， 这违 反 了 连 铸 二 冷 配 水 相 关 冶 金 规 则 中 “ 矫 直 前 铸 坯 表 面温 度应 避 免处 于 相应 钢 种 的低温 脆 性 区 ” 的规 一 矫腹板温度 三 矫腹板 温 度 二 矫腹 板温 度 四矫腹板温 度 、 早、 丫， 甲 甲，、 ” 产 早， 一 ， 一 ，， 一 、 ， 一 ， 、 一 ， ， ， 众…井之公粼众二 沪 一 嘴 场、 ， 一 网 月 决 补 ’ 瓦，， 啥清 官 窗 耳 一 丫 一 ， 侧︸明 未喷水 辊 间 喷 水辊 间 未 喷水 辊 间 侧明、 司‘ 目一一 二 一 一一 一山 二‘ 二 时 刻 图 异型坯在二 冷 区不 同 支撑辊 间腹板 中心 表面 温度 ’ 伙 加 加卿 比 妞 卜即 ， ， 叮 ‘ 达 一 一 时 刻 图 各 矫直 辊前 异型 坯腹 板 中 心 表 面 温度 加 卜 碑 比

Vol.27 No.6 刘建华等：H型连铸还表面温度评析 ·673· 则，将使铸坯易于产生裂纹或使已有裂纹进一 的低温脆性区.根据SS400钢的高温塑性曲线， 步扩展 推测得腹板中心表面的断面收缩率仍为0.4左 图4是第1矫直辊前铸坯腹板中心、两侧R 右，塑性较差：R角处的断面收缩率约为0.5左右， 角和窄面中心的温度测定结果，平均温度分别为 塑性略差，窄面中心接近低温脆性区和低温塑性 767.30,867.10和889.96,834.06℃.可见，铸坯两侧 区交界处，断面收缩率为0.6左右，塑性尚可.此 R角处温度明显高于腹板中心处，分别高99.80和 时，铸坯两侧R角处温度仍明显高于腹板中心 122.66℃，表明在R角处冷却效果较差，铸坯表面 处，分别高61.42和5913℃. 温度不均匀，会使表面产生应力，加上二冷2段， 图7是第4矫直辊前的铸坯腹板中心、左侧 各支撑辊间采取间隔喷水冷却，铸坯表面温度波 R角和侧面中心的表面温度测定结果，平均温度 动剧烈，表面应力应变也随之剧烈变化，不利于 1000 无缺陷铸坯的生产，另一方面，表面温度不均匀 I铸坯侧面温度2左侧R角温度 960 3腹板中心温度4右侧R角温度 不利于二冷配水制度的优化，因为它使铸坯不同 部位的表面温度在二冷区和矫直前均处于高温 920 塑性区较为困难.因此马钢应调整异型坯横断面 880 n 上的喷嘴布置，保证铸坯在横断面尽可能温度 840 均匀 800 图4还表明，在第1矫直辊前，铸坯腹板中 w"3 760 心、左侧R角和侧面中心的温度均处于SS400钢 13:5301 14:0303 14:13:06 的低温脆性区，由SS400钢高温塑性曲线估算 时刻 得其断面收缩率分别为0.55,0.55和0.45左右，塑 图5第2矫直辊前SS400异型还表面温度 Fig.5 Surface temperatures of SS400 beam blank before the sec- 性较差。 ond straightening roller 980 1铸坯侧面温度2左侧R角温度 940 940 【铸坯侧面温度2左侧R角温度 3腹板中心温度4右侧R角温度 900 3腹板中心温度4右侧R角温度 900 P 型860 860 鸡 a或片 820 g820 780 ◆3 780 ”w3 740 740 700 13:10:2013:15:2113:20:2313:25:2413:30:25 700 14:39351449:3714:54:39 时刻 时刻 图4第1矫直辊前SS400异型还表面温度 图6第3矫直辊前SS400异型还表面温度 Fig.4 Surface temperatures of SS400 beam blank before the first Fig.6 Surface temperatures of SS400 beam blank before the thir- straightening roller d straightening roller 图5是第2矫直辊前铸坯腹板中心、两侧R 880 1左铡R角温度 角和侧面中心的温度测定结果，平均温度分别为 840 2腹板中心温度 797.59,869.52,875.98和826.14℃.铸坯横向表面 3铸坯右侧面温度 温度不均匀，两侧R角处温度明显高于腹板中心 P800 处，分别高71.93和78.39℃.同时，各点温度均处 760 于SS400钢的低温脆性区，腹板中心表面和窄面 eH3 中心的断面收缩率分别为0.4和0.45左右，塑性 720 较差：R角处的断面收缩率约为0.6左右，塑性 680 16:1418 16:19:19 16:24:21 尚可. 时刻 图6是第3矫直辊前铸坯腹板中心、两侧R 图7第4矫直辊后SS400异型还表面温度 角和侧面中心的温度测定结果，平均温度分别为 Fig.7 Surface temperatures of SS400 beam blank before the 4th 791.33,852.75,850.46和762.64℃，均处于SS400钢 straightening roller

刘 建 华 等 型 连 铸 坯 表 面 温 度评 析 一 则 ‘ ， 将 使铸 坯 易于 产 生 裂 纹 或 使 已 有 裂 纹 进 一 步扩 展 图 是 第 矫 直 辊 前 铸坯 腹 板 中心 、 两 侧 角和 窄面 中心 的温 度 测 定 结果 ， 平 均温 度 分 别 为 ， 和 ， ℃ 可 见 ， 铸 坯 两 侧 角处温度 明显 高于 腹板 中心 处 ， 分 别 高 和 ℃ ， 表 明在 角 处 冷 却 效 果较 差 铸 坯 表 面 温度 不 均 匀 ， 会 使表 面产 生 应 力 ， 加 上 二 冷 段 ， 各支 撑 辊 间采 取 间隔 喷水 冷 却 ， 铸 坯 表 面温度 波 动 剧 烈 ， 表 面 应 力应 变 也 随之 剧 烈 变 化 ， 不 利 于 无 缺 陷铸 坯 的生 产 另 一 方 面 ， 表 面 温 度 不 均匀 不 利 于 二冷 配水 制度 的优 化 ， 因为 它 使铸 坯 不 同 部 位 的表 面 温 度 在 二 冷 区 和 矫 直 前 均 处 于 高温 塑性 区较 为 困难 因此 马钢 应 调 整 异 型坯 横 断面 上 的喷 嘴 布 置 ， 保 证 铸 坯 在 横 断 面 尽 可 能温 度 均 匀 ， 图 还表 明 ， 在第 矫 直 辊 前 ， 铸 坯 腹 板 中 心 、 左 侧 角和 侧 面 中心 的温 度 均 处 于 钢 的低 温 脆 性 区 ， 由 钢 高温 塑 性 曲线 估 算 得其 断面 收缩 率分 别 为 ， 和 左 右 ， 塑 性 较 差 的低 温 脆 性 区 根 据 钢 的高温 塑 性 曲线 ， 推 测 得 腹 板 中心 表 面 的 断 面 收 缩 率 仍 为 左 右 ， 塑性 较 差 角 处 的断面 收缩 率约 为 左 右 ， 塑 性 略 差 ， 窄 面 中心 接近低 温脆 性 区 和 低 温 塑 性 区 交 界 处 ， 断面 收 缩率 为 左 右 ， 塑 性 尚可 此 时 ， 铸 坯 两侧 角 处温 度 仍 明显 高于 腹 板 中心 处 ， 分 别 高 和 ， ℃ 图 是 第 矫 直 辊 前 的铸 坯 腹 板 中心 、 左 侧 角 和 侧 面 中心 的表 面温 度 测 定 结 果 ， 平 均 温 度 铸坯侧 面 温度 左 侧 角温度 腹板 中心 温度 右 侧 角温度 ，’ 厂 了 、 、 气 一 办 ， ”一气 岛沪 ，厂 ︸﹄ 廿 八石八曰﹄ 侧、明 匕 ‘ 一‘ 一 一 一 一 时 刻 图 第 矫直辊 前 异 型 坯 表 面 温 度 · 铸 坯 侧 面 温度 腹 板 中心温度 左 侧 角温 度 右 侧 角温度 啼 址也子少如” 剥 ” 代 芝二二丁之二二之之 叮丹尹，一只日八︵ 侧蛆尸 铸坯侧面温度 左 侧 角温 度 腹 板 中心 温度 右 侧 角温 度 户八 八曰︸ 侧明 一一一口一一 一一二 一 一 一一 日‘ 一 之 时刻 图 第 矫直 辊 前 异型 坯 表 面温 度 邝 】 一 二 二 一 司 一 一 时刻 图 第 矫 直 辊 前 异 型 坯 表 面温 度 理 八西 月了，一︸ 八曰︺ 侧、明 图 是第 矫 直 辊 前 铸 坯 腹 板 中心 、 两侧 角和 侧 面 中心 的温度 测 定 结 果 ， 平 均 温度 分 别 为 ， ， 和 铸 坯 横 向表 面 温 度 不 均 匀 ， 两 侧 角 处温度 明显 高 于 腹 板 中心 处 ， 分 别 高 和 ℃ 同时 ， 各 点温 度均 处 于 钢 的低 温 脆 性 区 ， 腹 板 中心 表 面 和 窄 面 中心 的断面 收缩 率 分 别 为 和 左 右 ， 塑 性 较 差 角处 的断面 收 缩 率 约 为 左 右 ， 塑 性 尚可 图 是 第 矫 直 辊 前 铸 坯 腹 板 中心 、 两侧 角和 侧 面 中心 的温度 测 定 结 果 ， 平 均温 度 分 别 为 ， ， 和 ， 均 处 于 钢 左侧 角 温度 腹板 中心 温度 铸 坯 右 侧 面温 度 ‘ 滋 么 ‘ ， 一 洲一 谧 一 么户 “ 盛人‘ 气户 一 ‘ 勺 一 、 一 ‘ ‘ 与 严 ， ，，，，、 今，补钾一 ’ ‘ 毒砚” 不邓 ” 不 时 刻 图 第 矫直 辊 后 异型 坯 表 面温 度 邝

674◆ 北京科技大学学报 2005年第6期 分别为736.93,796.57和734.10℃.左侧R角的温 低异型坯浇铸时冷却强度，提高异型坯温度，还 度处于SS400钢低温脆性区的谷底，断面收缩率 有利于节约能源. 低，为0.4左右：腹板中心和翼缘外侧中心温度已 3结论 低于低温脆性区温度，处于低温塑性区，断面收 缩率明显提高，约为0.7左右.与第1,2和3矫直 (1)SS400钢的高温塑性曲线表明：1280 辊前相同，铸坯R角处温度仍明显高于腹板中心 1350℃为SS400钢的高温脆性区，8801280℃为 处，高59.64℃. 其高温塑性区，760880℃为其低温脆性区，低于 上述温度测定结果显示马钢SS400异型坯表 760℃为其低温塑性区：连铸时SS400铸坯在二冷 面温度在二冷2区和各矫直辊前均较低，大都处 段和矫直前的表面温度应控制在其高温塑性区， 于其低温脆性区，不利于无缺陷铸坯的生产， 即8801280℃. 因此马钢SS400异型坯连铸时需降低二冷配水 (2)在二冷区测温处，SS400钢异型坯腹板温 量，减轻冷却强度 度处于790920℃，大部分处于其低温脆性区，铸 文献[2]指出钢中P>0.017%,S>0.025%时，铸 坯的表面塑性均较差：同时，由于二冷2段支撑 坯容易产生纵裂.马钢SS400钢的平均碳含量为 辊间间隔喷水，铸坯表面温度波动较大，铸坯腹 0.166%,生产中变化范围为0.13%~0.19%，处于包 板中心在6和7辊间由于不喷水而产生的温度 晶反应碳含量范围：平均疏含量为0.021%，变化 回复幅度为410.44℃·m,远大于连铸二冷配水 范围为0.011%0.036%：平均磷含量为0.025%，变 冶金规则所允许的最大幅度100℃m.因此，马 化范围为0.012%~0.040%，属裂纹敏感性钢.文 钢应降低二冷区冷却强度，同时调整喷嘴在二冷 献[]建议裂纹敏感性强的钢种浇铸时冷却强度 2段的布置，使铸坯在2段冷却均匀. 取0.40.6L·kg,马钢SS400钢浇铸时比水量为 (3)异型坯形状复杂，表面温度不均匀，两侧 0.5Lkg',处于该范围.但如考虑到异型坯形状 R角处的温度远高于其他部位，在R角处的冷却 特殊，连铸过程中承受的应力应变较板坯、方坯 强度应大于其它部位. 等复杂，横向表面温度分布极不均匀，比表面积 (4)在各矫直辊前SS400钢的表面温度基本 较其他形状铸坯大得多，冷却速度快，比水量可 处于其低温脆性区，塑性低，矫直时易引起表面 取一般形状铸坯比水量的下限04Lkg'或更低. 裂纹并使已有裂纹扩展 如此可使铸坯表面温度在二冷和矫直前处于其 参考文献 高温塑性区，同时减缓异型坯横向表面温度差 [】汪开忠，茆勇，从异型坯连铸机的投产看近终型异型坯连 异，改善铸坯表面的应力应变状况，提高铸坯表 铸技术的发展.连铸，2001(3)：1 [2】蔡开科，党九紫，吴娜，等，连铸坯高温力学性能研究，北 面和内部质量. 京科技大学学报，I993,15(Suppl):30 马钢H型钢生产正推行异型坯热送工艺，降 [3】蔡开科.连续铸钢，北京：科学出版社，1991253 Analysis on the surface temperature of a beam blank LIU Jianhua,BAOYanping,CHEN Gaoxing",DU Songlin,SUN Wer,HUANG Sheqing 1)Metallurgical and Ecological Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Bcijing 100083,China 2)Maanshan Iron and Steel Co.Ltd.,Maanshan 243000,China ABSTRACT The surface temperature of an SS400 beam blank was measured with an CIT-M Infrared Pyrometer and the hot ductility of SS400 steel was tested in a Gleeble-2000 thermomechanical simulator.The results showed that the surface temperatures of the SS400 beam blank in the secondary cooling area and at the straightening places were normally in 760~880C,i.e.,the fragile temperature range of SS400 steel.The rebounds of surface temperature between some supporting rollers in the second segment of secondary cooling area,caused by discontinuously water spraying,were higher than the permitted range 100C.m according to the metallurgical rules for secondary cool- ing. KEY WORDS beam blank;surface temperature;continuous casting;hot-rolling

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 分别 为 ， 和 左 侧 角 的温 度 处 于 钢 低 温 脆 性 区 的谷 底 ， 断 面 收缩 率 低 ， 为 左 右 腹 板 中心 和 翼缘外侧 中心温度 已 低 于低 温 脆 性 区 温度 ， 处 于低 温 塑 性 区 ， 断面 收 缩 率 明显 提 高 ， 约 为 左 右 与第 ， 和 矫直 辊 前 相 同 ， 铸坯 角处温 度 仍 明显 高于腹 板 中心 处 ， 高 ℃ 上述温度侧 定 结 果显 示 马钢 异 型坯表 面温度 在 二冷 区和 各矫直 辊 前均 较低 ， 大都 处 于 其 低 温 脆 性 区 ， 不 利 于 无 缺 陷铸 坯 的 生 产 因此 马钢 异 型 坯 连 铸 时需 降低 二 冷 配 水 量 ， 减轻 冷 却 强度 文 献 指 出钢 中 ， 时 ， 铸 坯 容 易产 生 纵 裂 马钢 钢 的平 均 碳 含 量 为 ， 生产 中变化 范 围为 一 ， 处 于包 晶反应 碳 含量 范 围 平 均硫 含量 为 ， 变 化 范 围为 一 平 均磷含量 为 ， 变 化 范 围为 一 ， 属 裂 纹 敏感 性钢 文 献 【 建议 裂 纹 敏感 性 强 的钢 种浇铸 时冷 却 强度 取 一 ，， 马钢 钢 浇铸 时 比水 量 为 · 一 ，， 处 于 该 范 围 但 如考 虑 到异 型 坯 形 状 特 殊 ， 连铸 过 程 中承 受 的应 力应 变 较 板 坯 、 方 坯 等 复 杂 ， 横 向表 面温 度 分 布 极 不 均 匀 ， 比表 面 积 较 其 他 形 状 铸 坯 大得 多 ， 冷 却 速 度 快 ， 比水 量 可 取 一般 形状铸 坯 比水 量 的下 限 吨 一 ’或 更低 如 此 可 使 铸 坯 表 面 温 度 在 二 冷 和 矫 直 前 处 于 其 高温 塑 性 区 ， 同时 减 缓 异 型 坯 横 向表 面温 度 差 异 ， 改善 铸 坯 表 面 的应 力应 变 状 况 ， 提 高铸 坯 表 面和 内部质量 马钢 型钢 生产 正 推 行 异 型 坯 热 送 工 艺 ， 降 低 异 型 坯 浇铸 时冷 却 强度 ， 提 高异 型 坯温 度 ， 还 有 利 于节 约 能源 结 论 钢 的 高 温 塑 性 曲线 表 明 一 为 钢 的高温 脆性 区 ， 一 为 其 高温 塑 性 区 ， 一 ℃ 为其 低 温 脆 性 区 ， 低 于 ℃ 为其 低温 塑性 区 连铸 时 铸坯 在 二 冷 段 和 矫直 前 的表 面温 度应 控 制在其 高温 塑性 区 ， 即 ℃ 在 二 冷 区 测 温 处 ， 钢 异 型 坯 腹 板温 度 处 于 一 ℃ ， 大 部 分 处 于其 低温 脆 性 区 ， 铸 坯 的表 面 塑性 均较 差 同时 ， 由于 二 冷 段支 撑 辊 间 间 隔 喷水 ， 铸 坯 表 面 温度 波 动 较 大 ， 铸 坯腹 板 中心 在 华和 分辊 间 由于 不 喷 水 而 产 生 的温 度 回复 幅度 为 ℃ · 一 ’ ， 远 大 于 连 铸 二 冷 配 水 冶 金 规 则所 允许 的最 大 幅度 ℃ · 一 ‘ 因此 ， 马 钢 应 降低 二 冷 区冷 却 强度 ， 同时调 整 喷 嘴在 二 冷 段 的布 置 ， 使铸 坯 在 段 冷 却 均 匀 异 型 坯 形状 复 杂 ， 表 面温 度 不 均 匀 ， 两 侧 角 处 的温 度 远 高于其 他 部 位 ， 在 角 处 的冷 却 强度 应 大 于其 它 部位 在 各 矫 直 辊 前 钢 的表 面温 度 基 本 处 于 其低温 脆 性 区 ， 塑性 低 ， 矫 直 时 易 引起 表 面 裂 纹 并使 已 有 裂 纹 扩 展 参 考 文 献 【 汪 开 忠 ， 茹 勇 从 异型坯 连铸机 的投产看近 终型异型坯 连 铸技 术 的发展 连 铸 ， 蔡开 科 ， 党九紫 ， 吴 娜 ， 等 连铸 坯 高温 力学性能研 究 ， 北 京科技 大学学报 ， ， 叩 一 蔡 开 科 ， 连 续铸钢 北 京 科 学 出版 社 ， 卫 ， 塑动 ， ， 州 气 肠己 心 ， 】吨 ， ， 飞 ， ， ‘ ， 触 一 毗 于 ℃ ， ， 眼， ， ℃ · 一 ， 记 飞 叮 劝