D0I:10.13374/1.issnl00103.2009.10.001 第31卷第10期 北京科技大学学报 Vol.31 No.10 2009年10月 Journal of University of Science and Technology Beijing 0ct.2009 动态轻压下模型的开发及优化 谢长川 张炯明王新华 北京科技大学冶金与生态工程学院，北京100083 摘要为确保提高连铸板坯铸坯内部质量，开发了一套完整的轻压下模型，包括凝固传热、二冷水动态控制和辊缝控制模 型，并对动态轻压下技术的关键参数进行了优化·通过射钉实验和铸坯表面温度测量，对该模型进行了校核，实验结果与模 型计算结果较为一致：当拉速变化时，铸坯表面温度可以保证在较小的范围内波动.采用不同的轻压下参数进行生产试验，并 通过铸坯低倍检验和中心偏析分析，对压下量和压下位置进行了优化，得出固相率(f:)0.2一0.5、单位压下量1.2mmm一为 本铸机最佳的轻压下参数· 关键词板坯连铸；二冷配水：动态轻压下：中心偏析 分类号TF777.1 Development and optimization of the dynamic soft reduction model XIE Chang"chuan.ZHA NG Jiong-ming.WA NG Xing-hua School of Metallurgical and Ecological Engineering.University of Science and Technology Beijing.Beijing 100083.China ABSTRACI In order to improve the inner quality of slabs,a set of dynamic soft reduction models were developed,which include heat transfer,secondary cooling and roll gap control models,and the key parameters of soft reduction were optimized.The models were validated by shooting pin tests and measuring the surface temperature of slabs.The measurement results agree with those calcu- lated with the models,and the surface temperature fluctuation of slabs can be controlled in a narrower range when the casting speed changes.Production testing at different parameters of soft reduction was applied to optimize the percent reduction and reduction posi- tion by macrostructural examination and analyzing the center segregation.The best soft reduction parameters of this casting machine are that the solid ratio is 0.2 to 0.5 and the percent reduction is 1.2mm'm. KEY WORDS slab continuous casting:secondary cooling:dynamic soft reduction:center segregation 连铸动态轻压下技术即通过在线跟踪铸坯凝固 参数进行了校核、优化 进程，适时地在铸坯凝固末端给以一定的机械压下， 1动态轻压下模型系统 以弥补末端两相区的凝固体收缩，从而减轻乃至消 除中心偏析、疏松.该技术问世以来一直受到 1.1凝固传热模型 广泛关注，长期以来我国对该技术始终依靠引进 铸坯凝固传热数学模型可以计算出不同条件下 泰山钢厂220mm×1600mm不锈钢板坯铸机， 坯壳厚度、需要的二冷水量，为辊列布置、二次冷却 是第1台实施了动态轻压下技术的国产板坯铸机， 区划分和喷嘴布置提供设计参考，在线控制过程 该铸机的动态轻压下模型和机械设备、控制及液压 中，根据传热模型计算出的表面温度来动态修正各 系统全部是自主开发、设计和制造.自2008年初投 区水量，同时给出铸坯中心固相率、凝固终点等参 产以来，已顺利生产出了奥氏体、铁素体和马氏体各 数，为轻压下控制提供依据 系列的不锈钢.本研究开发的动态轻压下模型由凝 根据板坯铸坯的传热特点，将其传热过程简化 固传热模型、二冷水动态控制模型和辊缝控制模型 为一维非稳态传导传热： 三部分构成，通过系统的工业试验，对模型的关键 (1) 收稿日期：2009-03-18 作者简介：谢长川(1976一），男，博士研究生，E-mail:xiechangchuan(@sohu.com:王新华(I951一），男，教授，博士生导师动态轻压下模型的开发及优化 谢长川 张炯明 王新华 北京科技大学冶金与生态工程学院‚北京100083 摘 要 为确保提高连铸板坯铸坯内部质量‚开发了一套完整的轻压下模型‚包括凝固传热、二冷水动态控制和辊缝控制模 型‚并对动态轻压下技术的关键参数进行了优化．通过射钉实验和铸坯表面温度测量‚对该模型进行了校核．实验结果与模 型计算结果较为一致；当拉速变化时‚铸坯表面温度可以保证在较小的范围内波动．采用不同的轻压下参数进行生产试验‚并 通过铸坯低倍检验和中心偏析分析‚对压下量和压下位置进行了优化‚得出固相率（ f s）0∙2～0∙5、单位压下量1∙2mm·m －1为 本铸机最佳的轻压下参数． 关键词 板坯连铸；二冷配水；动态轻压下；中心偏析 分类号 TF777∙1 Development and optimization of the dynamic soft reduction model XIE Chang-chuan‚ZHA NG Jiong-ming‚W A NG Xing-hua School of Metallurgical and Ecological Engineering‚University of Science and Technology Beijing‚Beijing100083‚China ABSTRACT In order to improve the inner quality of slabs‚a set of dynamic soft reduction models were developed‚which include heat transfer‚secondary cooling and roll gap control models‚and the key parameters of soft reduction were optimized．T he models were validated by shooting-pin tests and measuring the surface temperature of slabs．T he measurement results agree with those calcu￾lated with the models‚and the surface temperature fluctuation of slabs can be controlled in a narrower range when the casting speed changes．Production testing at different parameters of soft reduction was applied to optimize the percent reduction and reduction posi￾tion by macrostructural examination and analyzing the center segregation．T he best soft reduction parameters of this casting machine are that the solid ratio is0∙2to0∙5and the percent reduction is1∙2mm·m －1． KEY WORDS slab continuous casting；secondary cooling；dynamic soft reduction；center segregation 收稿日期：20090318 作者简介：谢长川（1976－）‚男‚博士研究生‚E-mail：xiechangchuan＠sohu．com；王新华（1951－）‚男‚教授‚博士生导师 连铸动态轻压下技术即通过在线跟踪铸坯凝固 进程‚适时地在铸坯凝固末端给以一定的机械压下‚ 以弥补末端两相区的凝固体收缩‚从而减轻乃至消 除中心偏析、疏松［1－2］．该技术问世以来一直受到 广泛关注‚长期以来我国对该技术始终依靠引进． 泰山钢厂220mm×1600mm 不锈钢板坯铸机‚ 是第1台实施了动态轻压下技术的国产板坯铸机． 该铸机的动态轻压下模型和机械设备、控制及液压 系统全部是自主开发、设计和制造．自2008年初投 产以来‚已顺利生产出了奥氏体、铁素体和马氏体各 系列的不锈钢．本研究开发的动态轻压下模型由凝 固传热模型、二冷水动态控制模型和辊缝控制模型 三部分构成．通过系统的工业试验‚对模型的关键 参数进行了校核、优化． 1 动态轻压下模型系统 1∙1 凝固传热模型 铸坯凝固传热数学模型可以计算出不同条件下 坯壳厚度、需要的二冷水量‚为辊列布置、二次冷却 区划分和喷嘴布置提供设计参考．在线控制过程 中‚根据传热模型计算出的表面温度来动态修正各 区水量‚同时给出铸坯中心固相率、凝固终点等参 数‚为轻压下控制提供依据． 根据板坯铸坯的传热特点‚将其传热过程简化 为一维非稳态传导传热： ρCeff ∂T ∂t ＝ ∂ ∂x λ ∂T ∂x （1） 第31卷 第10期 2009年 10月 北 京 科 技 大 学 学 报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol．31No．10 Oct．2009 DOI:10．13374／j．issn1001－053x．2009．10．001