张炯明等：连铸板坯三维二冷动态配水与精准压下研究与应用 ·1667 make the data more complete and the model calculation more accurate.This model adds the technology of mixed casting of different grades of steel and the technology of predicting and controlling the W-shaped solidification to further improve the applicability and accuracy of the model.The model has been developed and successfully applied in several steel plants,and the result shows that the proposed model can improve the surface and internal quality of cast slabs effectively,such as cracks and segregation. KEY WORDS continuous casting slab;secondary cooling;accurat soft reduction;double-target temperature;crack;segregation 近十几年来中国钢产量飞速上升，去年中国 钢产量占全世界总产量的一半以上，连铸是钢铁 厂主要流程中的重要环节，连铸坯的质量也成为 影响钢材质量的重要因素.连铸坯表面横裂纹及 角部横裂纹在连铸过程中时有发生，特别是中碳 钢、中碳合金钢及微合金化钢，该类铸坯的表面缺 困1高强汽车板铸坯角横裂纹川 Comer crack of high-strength automotive steel 陷与连铸的二次冷却工艺及压下位置有直接关 系；而铸坯的中心偏析、中心缩孔及中心疏松在中 o6744-4s1 碳钢、中碳合金钢及高碳钢上表现得尤为突出，这 类质量缺陷与连铸二次冷却及压下工艺有非常大 的关系；目前这两种缺陷是制约连铸生产的主要 因素，严重影响企业的生产和经济效益.针对上述 图2微合金钢铸坯中心偏析刊 问题，本文从连铸坯的主要缺陷入手，弄清缺陷形 Fig.2 Central segregation of micro-alloyed steell 成的主要机理，提出相应的技术措施，减少上述铸 1.2连铸坯缺陷的形成机理 坯的缺陷，提高铸坯的质量 1.2.1连铸坯表面裂纹形成机理 1连铸板坯常见的主要缺陷及技术措施 连铸坯表面横裂纹包括表面横裂纹及角横裂 纹，这种裂纹具有多发性，主要发生在微合金钢、中 1.1连铸坯的主要缺陷 碳钢及有些合金钢上，很多企业采用铸坯下线，角部 连铸坯质量很大程度上影响着钢材产量及其 火焰清理后，再装入加热炉，这种工序严重影响了企 产品质量，连铸坯的缺陷时常会制约企业的生产， 业的生产经营]为了解决这一问题，目前相应开 典型的铸坯表面缺陷有表面裂纹（纵裂及横裂 发了倒角结晶器等技术6-)关于这种裂纹形成机理 纹)，内部缺陷有中心偏析和中心疏松等，如图1山 有很多研究工作9，研究多集中在析出物对单相奥 和图2所示.弄清表面横裂纹、角横裂纹、铸坯 氏体下部塑性的影响、对铁素体析出过程的影响、 中心偏析、中心疏松、中心缩孔的形成机理，采用 对奥氏体和铁素体两相区上部塑性的影响等.减少 相应的工艺措施，减少这些缺陷的发生率，是十分 这类裂纹的关键是弄清该钢种的高温力学性能及裂 重要的课题 纹开裂方式.实验钢种成分如表1所示 表1实验钢种化学成分（质量分数） Table 1 Chemical composition of experimental steel grades(mass fraction) % Elements Mn Si Nb Ti Cu Alt N A32 0.161.11 0.0097 0.0067 0.242 0.0252 0.0039 0.00490.07 0.0319 0.0044 Q345EN 0.161.404 0.0076 0.0018 0.336 0.02296 0.0031 0.01230.050.0317 0.0033 图3为某厂两个微合金化钢种铸坯样断面收 间，断面收缩率基本在80%及以上，在950~1050℃ 缩率（简称RA,下同）随温度的变化曲线.从图3 范围内，钢的断面收缩率明显降低，在950℃时降 中可以看出，A32钢零塑性温度(ZDT)在1375℃ 为40.1%，在700~950℃之间断面收缩率基本在 左右，温度低于1375℃后，随温度的降低断面收 40%以下，其中775~825℃之间断面收缩率达到 缩率值迅速上升，1300℃时断面收缩率接近80%， 最小值约15%，温度低于775℃后断面收缩率逐 1250℃时即增加到92.5%，在1050~1300℃之 渐升高.make the data more complete and the model calculation more accurate. This model adds the technology of mixed casting of different grades of steel and the technology of predicting and controlling the W-shaped solidification to further improve the applicability and accuracy of the model. The model has been developed and successfully applied in several steel plants, and the result shows that the proposed model can improve the surface and internal quality of cast slabs effectively, such as cracks and segregation. KEY WORDS    continuous casting slab；secondary cooling；accurat soft reduction；double-target temperature；crack；segregation 近十几年来中国钢产量飞速上升，去年中国 钢产量占全世界总产量的一半以上，连铸是钢铁 厂主要流程中的重要环节，连铸坯的质量也成为 影响钢材质量的重要因素. 连铸坯表面横裂纹及 角部横裂纹在连铸过程中时有发生，特别是中碳 钢、中碳合金钢及微合金化钢，该类铸坯的表面缺 陷与连铸的二次冷却工艺及压下位置有直接关 系；而铸坯的中心偏析、中心缩孔及中心疏松在中 碳钢、中碳合金钢及高碳钢上表现得尤为突出，这 类质量缺陷与连铸二次冷却及压下工艺有非常大 的关系；目前这两种缺陷是制约连铸生产的主要 因素，严重影响企业的生产和经济效益. 针对上述 问题，本文从连铸坯的主要缺陷入手，弄清缺陷形 成的主要机理，提出相应的技术措施，减少上述铸 坯的缺陷，提高铸坯的质量. 1    连铸板坯常见的主要缺陷及技术措施 1.1    连铸坯的主要缺陷 连铸坯质量很大程度上影响着钢材产量及其 产品质量，连铸坯的缺陷时常会制约企业的生产， 典型的铸坯表面缺陷有表面裂纹（纵裂及横裂 纹），内部缺陷有中心偏析和中心疏松等，如图 1 [1] 和图 2 [2] 所示. 弄清表面横裂纹、角横裂纹、铸坯 中心偏析、中心疏松、中心缩孔的形成机理，采用 相应的工艺措施，减少这些缺陷的发生率，是十分 重要的课题. 图 1 高强汽车板铸坯角横裂纹[1] Fig.1 Corner crack of high-strength automotive steel [1] 图 2 微合金钢铸坯中心偏析[2] Fig.2 Central segregation of micro-alloyed steel[2] 1.2    连铸坯缺陷的形成机理 1.2.1 连铸坯表面裂纹形成机理 连铸坯表面横裂纹包括表面横裂纹及角横裂 纹，这种裂纹具有多发性，主要发生在微合金钢、中 碳钢及有些合金钢上，很多企业采用铸坯下线，角部 火焰清理后，再装入加热炉，这种工序严重影响了企 业的生产经营[3−5] . 为了解决这一问题，目前相应开 发了倒角结晶器等技术[6−8] . 关于这种裂纹形成机理 有很多研究工作[9−16] ，研究多集中在析出物对单相奥 氏体下部塑性的影响、对铁素体析出过程的影响、 对奥氏体和铁素体两相区上部塑性的影响等. 减少 这类裂纹的关键是弄清该钢种的高温力学性能及裂 纹开裂方式. 实验钢种成分如表 1 所示. 表 1 实验钢种化学成分（质量分数） Table 1 Chemical composition of experimental steel grades (mass fraction) % Elements C Mn P S Si Nb V Ti Cu Alt N A32 0.16 1.11 0.0097 0.0067 0.242 0.0252 0.0039 0.0049 0.07 0.0319 0.0044 Q345EN 0.16 1.404 0.0076 0.0018 0.336 0.02296 0.0031 0.0123 0.05 0.0317 0.0033 图 3 为某厂两个微合金化钢种铸坯样断面收 缩率（简称 RA，下同）随温度的变化曲线. 从图 3 中可以看出，A32 钢零塑性温度（ZDT）在 1375 ℃ 左右，温度低于 1375 ℃ 后，随温度的降低断面收 缩率值迅速上升，1300 ℃ 时断面收缩率接近 80%， 1250 ℃ 时即增加 到 92.5%， 在 1050～ 1300 ℃ 之 间，断面收缩率基本在 80% 及以上，在 950～1050 ℃ 范围内，钢的断面收缩率明显降低，在 950 ℃ 时降 为 40.1%，在 700～950 ℃ 之间断面收缩率基本在 40% 以下，其中 775～825 ℃ 之间断面收缩率达到 最小值约 15%，温度低于 775 ℃ 后断面收缩率逐 渐升高. 张炯明等： 连铸板坯三维二冷动态配水与精准压下研究与应用 · 1667 ·