1084 工程科学学报，第43卷，第8期 表3试样编号及浇铸试验工况 点外，每个方向均等间距选取8个取样位置，分别 Table 3 Sample numbers and casting conditions 记为1/8r、2/8r、3/8r、4/8r、5/8r、6/8r、7/8r及r.其 (Current intensity/A)\ 中r表示工件表面距钻样中心点距离，数字0表示 Sample Injection Superheat Casting speed/ (Frequency/Hz) number mode degree/℃ (m-min) 钻样中心点.根据检测结果由式(1)计算该点处的 M-EMS F-EMS 碳偏析指数，并将3个对称轴方向(1+4、2+5、3+6) 115-S3B Normal 0.38 00 7007.5 nozzle 的偏析指数分别绘制在一张图上进行成分分布特 115-S3 .Normal 20 0.38 8001.5 7007.5 nozzle 性分析 536-S1B Five-port 33 0.38 00 70017.5 Ci nozzle Ri= (1) 536-S2B Five-port 33 0.38 3001.5 7007.5 Ciln nozzle El 578-S2A Five-port 28 0.38 50011.5 66017.5 nozzle 式中，R:为当地碳偏析指数；C为钻屑点处化学分 579-S1A Five-port 28 0.38 5001.5 8005 nozzle 析测定的碳质量分数；n为钻屑点的个数 579-S3B Five-port 28 0.40 5001.5 800八5 nozzle 2实验结果与讨论 579-S2B Five-port 28 0.42 5001.5 800八5 nozzle 2.1结晶器不同控流模式对凝固组织的影响 察评级 图3为结晶器不同控流模式下45钢大方坯横 1.2偏析检测 截面宏观组织结构对比.其中可见，大方坯中心等 通过碳硫分析仪测定取样点处的碳含量，取 轴晶区明显地向下面的外弧侧偏离.由于二冷水 样方式如图2所示.钻屑时，先在取样点处预钻 喷淋在铸流内弧上的冗余量容易沉积，而外弧冷 2mm左右，清除钻出的屑样以消除表面氧化层对 却水打击在铸坯表面后直接掉落，内弧冷却强度 检验效果的影响.考虑到弧形连铸大方坯凝固组 比外弧大；此外，铸坯液相穴中的晶核或游离枝 织可能存在的不对称性，在每块铸坯及轧材横截 晶在重力作用下向外弧侧沉积，也将抑制外弧侧 面3个几何对称轴上选取6个方向.除工件中心 柱状晶的生长.这两种效应导致了所揭示的铸态 (a) (b) 6J 6s● 6时 ●，号888888 ●5 ◆5 图2大方坯铸坯(a)与热轧棒材(b)截面取样及钻屑示意图 Fig.2 Schematic diagram for section sampling and drilling of the as-cast bloom (a)and hot-rolled bar(b)察评级. 1.2    偏析检测 通过碳硫分析仪测定取样点处的碳含量，取 样方式如图 2 所示. 钻屑时，先在取样点处预钻 2 mm 左右，清除钻出的屑样以消除表面氧化层对 检验效果的影响. 考虑到弧形连铸大方坯凝固组 织可能存在的不对称性，在每块铸坯及轧材横截 面 3 个几何对称轴上选取 6 个方向. 除工件中心 点外，每个方向均等间距选取 8 个取样位置，分别 记为 1/8r、2/8r、3/8r、4/8r、5/8r、6/8r、7/8r 及 r. 其 中 r 表示工件表面距钻样中心点距离，数字 0 表示 钻样中心点. 根据检测结果由式（1）计算该点处的 碳偏析指数，并将 3 个对称轴方向（1+4、2+5、3+6） 的偏析指数分别绘制在一张图上进行成分分布特 性分析. Ri = Ci ∑n i=1 Ci/n （1） 式中， Ri 为当地碳偏析指数； Ci 为钻屑点处化学分 析测定的碳质量分数；n 为钻屑点的个数. 2    实验结果与讨论 2.1    结晶器不同控流模式对凝固组织的影响 图 3 为结晶器不同控流模式下 45 钢大方坯横 截面宏观组织结构对比. 其中可见，大方坯中心等 轴晶区明显地向下面的外弧侧偏离. 由于二冷水 喷淋在铸流内弧上的冗余量容易沉积，而外弧冷 却水打击在铸坯表面后直接掉落，内弧冷却强度 比外弧大；此外，铸坯液相穴中的晶核或游离枝 晶在重力作用下向外弧侧沉积，也将抑制外弧侧 柱状晶的生长. 这两种效应导致了所揭示的铸态 表 3    试样编号及浇铸试验工况 Table 3    Sample numbers and casting conditions Sample number Injection mode Superheat degree/℃ Casting speed/ (m·min−1) (Current intensity/A) \ (Frequency/Hz) M-EMS F-EMS 115-S3B Normal nozzle 20 0.38 0\0 700\7.5 115-S3Z Normal nozzle 20 0.38 800\1.5 700\7.5 536-S1B Five-port nozzle 33 0.38 0\0 700\7.5 536-S2B Five-port nozzle 33 0.38 300\1.5 700\7.5 578-S2A Five-port nozzle 28 0.38 500\1.5 660\7.5 579-S1A Five-port nozzle 28 0.38 500\1.5 800\5 579-S3B Five-port nozzle 28 0.40 500\1.5 800\5 579-S2B Five-port nozzle 28 0.42 500\1.5 800\5 30 mm 410 mm 30 mm 410 mm 530 mm 530 mm A B Casting direction 6-1 6-2 6-3 6-4 6-5 6-6 6-7 6-8 3-8 3-7 3-6 3-5 3-4 3-3 3-2 3-1 4-14-24-34-44-54-64-74-8 5-1 5-2 5-3 5-4 5-5 5-6 5-7 5-8 2-8 2-7 2-6 2-5 2-4 2-3 2-2 2-1 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 0 (a) 6-1 6-2 6-3 6-4 6-5 6-6 6-7 6-8 3-8 3-7 3-6 3-5 3-4 3-3 3-2 3-1 5-1 5-2 5-3 5-4 5-5 5-6 5-7 5-8 2-8 2-7 2-6 2-5 2-4 2-3 2-2 2-1 4-1 1-1 1-2 1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8 4-24-34-44-54-64-74-8 0 (b) 图 2    大方坯铸坯（a）与热轧棒材（b）截面取样及钻屑示意图 Fig.2    Schematic diagram for section sampling and drilling of the as-cast bloom (a) and hot-rolled bar (b) · 1084 · 工程科学学报，第 43 卷，第 8 期