·1002· 工程科学学报，第39卷，第7期 19.0 过热度△15℃ 1.0r 18.5 ◆过热度△25℃ 0.9 18.0 过热度△35℃ 比水量0.18L·kg 0.8 17.5 比水量0.25L·kg 17.0 0.7 比水量0.30L·kg 拉速/(mmin 轻压下压下区域 16.5 0.6 -0.43 05 ·0.48 ==050 15.5 0.4 0.52 15.0 0.3 14.5 0.2 14.0 0.1 13.5 420.430.440.450.460.470.480.490.500.510.520.53 02468101214161820222426283032 拉速/mmin 距结品器弯月圆的距离/m 图7不同拉速下过热度和二冷强度对凝固终点的影响 图9不同拉速下沿拉坯方向铸坯的中心固相率 Fig.7 Effects of the superheat and the secondary cooling water in- Fig.9 Effects of different casting speeds on the central solid fraction tensities on the solidification end under different casting speeds 25℃，比水量为0.18Lkg时，不同拉速对BU铸坯中 拌位置的研究较少，凝固末端电磁搅拌对中心偏析和 心固相率人的影响.通过对比可以看出，随着拉速的 中心缩孔的效果取决于钢种以及搅拌处的液芯厚 增加，糊状区以及轻压下的可压区域均被延长，且向凝 度.根据文献的介绍，基于凝固模型的计算以及工 固终点移动.因为在空冷区热量的释放速率基本没有 业试验，对于大方坯高碳钢采用末端电磁搅拌，要取得 发生变化，而热量释放的时间减小了.拉速每增加 比较好的铸坯的中心偏析和中心缩孔，末端电磁搅拌 0.05mmin,轻压下可压区域增加0.37m,而轻压下 器所安装的位置处的确定准则主要有凝固率在60%~ 压下起始点向凝固终点移动约1.5m 70%和中心固相率在0.1~0.2，由于本研究的铸机同 f=0-f=0.04-·f0.75-…f=1.00 时采用凝固末端电磁搅拌和轻压下，为了方便比较，确 150 定凝固末端电磁搅拌器所在的位置的准则采用中心固 120 相率在0.1~0.2.对于大方坯生产高碳钢进行轻压下 90 60 试验，为了最大程度降低中心偏析以及中心缩孔，Wo加 拉速0.43mmin 30 和Thomas叨针对大方坯生产高碳钢进行了不同压下 158 量的试验，为了确保充分的压下量抵达液芯来打断枝 120 晶流动，压下量需要在20~30mm:根据Wu等网的分 析，大方坯生产高碳钢进行轻压下，平均压下率需要在 拉速0.48m·mim 30 1.8~6.6mmm1,大方坯轻压下的压下效率在7%~ 34%(作用在液芯的压下量与在铸坯表面施加的压下 120 量的比)，而最优的轻压下压下区间是最小的压下强 90 60 拉速0.50 mmin 度来补偿凝固收缩但不产生裂纹.因此.在压下开始 30 时要避免大的高的压下强度，可通过计算连铸过程固 158 相率的分布来决定轻压下的压下区间.在轻压下作用 120 区间液态钢不能自由的流动，根据Takahashi网研究， 60 轻压下开始的铸坯中心固相率为0.3，不同的钢厂获 拉速0.52m·min 30 得的最佳的铸坯中心固相率分别为0.2~0.9、0.20~ 10 1520 25 0 0.75和0.55~0.75m 距结品器弯月面距离m 本文基于高温拉伸试验获得BU高温热塑性曲线 图8不同拉速下大方坯厚度方向的等固相率线 获得的BU的零强度温度(ZST)和零塑性温度(ZDT) Fig.8 Isolines of different solid fractions on the bloom thickness di- 分别为1352℃和1320℃，计算得到零强度温度和零塑 rection with different casting speeds 性温度对应的固相率分别为0.75和1.由于高碳钢对 4.2凝固末端电磁搅拌位置及轻压下压下区间的确定 在零强度温度附件裂纹的敏感性很强，压下区间要避 目前，关于如何确定凝固末端电磁搅拌最佳的搅 开这个区域即工程科学学报，第 39 卷，第 7 期 图 7 不同拉速下过热度和二冷强度对凝固终点的影响 Fig． 7 Effects of the superheat and the secondary cooling water in￾tensities on the solidification end under different casting speeds 25 ℃，比水量为 0. 18 L·kg － 1时，不同拉速对 BU 铸坯中 心固相率 fs的影响． 通过对比可以看出，随着拉速的 增加，糊状区以及轻压下的可压区域均被延长，且向凝 固终点移动． 因为在空冷区热量的释放速率基本没有 发生变化，而热量释放的时间减小了． 拉速每 增 加 0. 05 m·min － 1，轻压下可压区域增加 0. 37 m，而轻压下 压下起始点向凝固终点移动约 1. 5 m． 图 8 不同拉速下大方坯厚度方向的等固相率线 Fig． 8 Isolines of different solid fractions on the bloom thickness di￾rection with different casting speeds 4. 2 凝固末端电磁搅拌位置及轻压下压下区间的确定 目前，关于如何确定凝固末端电磁搅拌最佳的搅 图 9 不同拉速下沿拉坯方向铸坯的中心固相率 Fig． 9 Effects of different casting speeds on the central solid fraction 拌位置的研究较少，凝固末端电磁搅拌对中心偏析和 中心缩孔的效果取决于钢种以及搅拌处的液芯厚 度［16］． 根据文献的介绍，基于凝固模型的计算以及工 业试验，对于大方坯高碳钢采用末端电磁搅拌，要取得 比较好的铸坯的中心偏析和中心缩孔，末端电磁搅拌 器所安装的位置处的确定准则主要有凝固率在 60% ～ 70% 和中心固相率在 0. 1 ～ 0. 2，由于本研究的铸机同 时采用凝固末端电磁搅拌和轻压下，为了方便比较，确 定凝固末端电磁搅拌器所在的位置的准则采用中心固 相率在 0. 1 ～ 0. 2． 对于大方坯生产高碳钢进行轻压下 试验，为了最大程度降低中心偏析以及中心缩孔，Won 和 Thomas［17］针对大方坯生产高碳钢进行了不同压下 量的试验，为了确保充分的压下量抵达液芯来打断枝 晶流动，压下量需要在 20 ～ 30 mm; 根据 Wu 等［18］的分 析，大方坯生产高碳钢进行轻压下，平均压下率需要在 1. 8 ～ 6. 6 mm·m － 1，大方坯轻压下的压下效率在 7% ～ 34% ( 作用在液芯的压下量与在铸坯表面施加的压下 量的比) ，而最优的轻压下压下区间是最小的压下强 度来补偿凝固收缩但不产生裂纹． 因此． 在压下开始 时要避免大的高的压下强度，可通过计算连铸过程固 相率的分布来决定轻压下的压下区间． 在轻压下作用 区间液态钢不能自由的流动，根据 Takahashi［19］研究， 轻压下开始的铸坯中心固相率为 0. 3，不同的钢厂获 得的最佳的铸坯中心固相率分别为 0. 2 ～ 0. 9、0. 20 ～ 0. 75 和 0. 55 ～ 0. 75［20］． 本文基于高温拉伸试验获得 BU 高温热塑性曲线 获得的 BU 的零强度温度( ZST) 和零塑性温度( ZDT) 分别为 1352 ℃和 1320 ℃，计算得到零强度温度和零塑 性温度对应的固相率分别为 0. 75 和 1． 由于高碳钢对 在零强度温度附件裂纹的敏感性很强，压下区间要避 开这个区域［21］． · 2001 ·