104 工程科学学报.第42卷，增刊1 表282B盘条化学成分（质量分数） 由图1(a)可知，盘条中间部位存在硅酸盐非 Table 2 Chemical composition of 82B wire rods % 金属夹杂物，夹杂物为C类细2.5级；由图1(b)可 C Si Mn P Cr 知盘条中心组织为铁素体+珠光体+索氏体，索氏 0.82 0.23 0.75 0.005 0.016 0.258 体体积分数在88%~89%，索氏体保持良好，即说 明轧线工艺控制良好；由图1(c)可知试样中心存 表382B试样的力学性能 在四级网状渗碳体.选取存在网状渗碳体的试样， Table3 Mechanical properties of 82B samples 按照图2的方法进行取样，采取横身切片钻孔的 Sample Tensile strength/Elongation after Area reduction/ 方法，用碳硫分析仪对试样进行化验分析，碳偏 MPa fracture/% 9 析指数按式(1)计算，铸坯中心平均碳偏析指数高 Sample 1 1200 18 41 达1.17，偏析指数见表4. Sample2 1230 17 33 4w5(C) Sample3 1220 19 37 碳偏析指数= (1) w1(C)+w2(C)+w3(C)+w4(C) Sample4 1200 18 34 式中：w1(C)~w(C)为钻孔取样点1~5（图2）的碳 Sample5 1210 17 36 质量分数. a (b) (c) Silicate 100μm 20m 20m 图1SWRH82B盘条试样显微组织.(a)非金属夹杂物：(b)索氏体：(c)网状渗碳体 Fig.1 Microstructures of the SWRH82B wire-rod samples:(a)non-metallic inclusion;(b)sorbate;(c)cementite network 表4碳偏析指数 Table 4 Carbon segregation index Sample Sample 1 Sample 2 Sample 3 Sample 4 Sample 5 Segregation index 1.15 1.17 1.18 1.17 1.16 5 (2)数值模拟过程中忽略渣系和包壁厚度； (3)数值模拟过程辐射散热转化为钢液导热 散热方式； (4)钢液密度、黏度等物理参数均为常数； (5)假设初始阶段钢液夹杂物均匀分布，且在 钢液内的体积不变 图2钻孔取样分布 2.2控制方程 Fig.2 Drill-hole sampling distribution 钢液在中间包内的流动是一个复杂的湍流流 2数值模拟 动过程，可以用连续性方程、动量方程(Navier- Stokes)和能量方程作为控制模型，运用-e多相 2.1模型假设 方程的湍流模型和VOF界面处理模型8-四，从而 对连铸过程八机八流中间包数学模型进行以 直观观察钢液速度、密度、温度场云图 下假设67， 2.2.1连续性方程 (1)钢液流动视为黏性不可压缩流体的稳态 a(pvi) =0 (2) 流动；由图 1（a）可知，盘条中间部位存在硅酸盐非 金属夹杂物，夹杂物为 C 类细 2.5 级；由图 1（b）可 知盘条中心组织为铁素体+珠光体+索氏体，索氏 体体积分数在 88%～89%，索氏体保持良好，即说 明轧线工艺控制良好；由图 1（c）可知试样中心存 在四级网状渗碳体. 选取存在网状渗碳体的试样， 按照图 2 的方法进行取样，采取横身切片钻孔的 方法，用碳硫分析仪对试样进行化验分析[15] ，碳偏 析指数按式（1）计算，铸坯中心平均碳偏析指数高 达 1.17，偏析指数见表 4. 碳偏析指数= 4w5 (C) w1 (C)+w2 (C)+w3 (C)+w4 (C) （1） 式中：w1 (C)～w5 (C) 为钻孔取样点 1～5（图 2）的碳 质量分数. 2    数值模拟 2.1    模型假设 对连铸过程八机八流中间包数学模型进行以 下假设[16−17] ： （1）钢液流动视为黏性不可压缩流体的稳态 流动； （2）数值模拟过程中忽略渣系和包壁厚度； （3）数值模拟过程辐射散热转化为钢液导热 散热方式； （4）钢液密度、黏度等物理参数均为常数； （5）假设初始阶段钢液夹杂物均匀分布，且在 钢液内的体积不变. 2.2    控制方程 钢液在中间包内的流动是一个复杂的湍流流 动过程 ，可以用连续性方程、动量方程（ Navier￾Stokes）和能量方程作为控制模型，运用 κ–ε 多相 方程的湍流模型和 VOF 界面处理模型[18−22] ，从而 直观观察钢液速度、密度、温度场云图. 2.2.1    连续性方程 ∂(ρvi) ∂xi = 0 （2） 表 2    82B 盘条化学成分（质量分数） Table 2    Chemical composition of 82B wire rods % C Si Mn S P Cr 0.82 0.23 0.75 0.005 0.016 0.258 表 3    82B 试样的力学性能 Table 3    Mechanical properties of 82B samples Sample Tensile strength / MPa Elongation after fracture / % Area reduction / % Sample 1 1200 18 41 Sample 2 1230 17 33 Sample 3 1220 19 37 Sample 4 1200 18 34 Sample 5 1210 17 36 表 4    碳偏析指数 Table 4    Carbon segregation index Sample Sample 1 Sample 2 Sample 3 Sample 4 Sample 5 Segregation index 1.15 1.17 1.18 1.17 1.16 100 μm 20 μm 20 μm (a) Silicate 441 μm 227 μm (b) (c) 图 1    SWRH82B 盘条试样显微组织. （a）非金属夹杂物；（b）索氏体；（c）网状渗碳体 Fig.1    Microstructures of the SWRH82B wire-rod samples: (a) non-metallic inclusion; (b) sorbate; (c) cementite network 5 1 4 2 3 图 2    钻孔取样分布 Fig.2    Drill-hole sampling distribution · 104 · 工程科学学报，第 42 卷，增刊 1