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