.1674 工程科学学报，第43卷，第12期 文提出的压下量的计算公式如下： 避开损坏的扇形段进行压下，奥钢联轻压下通常 S=[max(S1,S2)+S3+S4l/n+S5 (22) 将压下区间对应铸坯中心固相率设置为03~ 其中，S为总压下量，mm;S1为中心偏析沿厚度方 0.95,即中心固相率为0.3时开始压下，中心固相率 向带宽，mm;S2为中心疏松或缩孔沿厚度方向的 为0.95时结束压下.本技术将钢种分为几个大类， 带宽，mm;n为压下效率，为芯部变形量与铸坯厚 取铸坯的纵剖试样做低倍检验，找出V型偏析的 度方向总变形量之比；S3为铸坯凝固收缩量，mm: 形成位置，测量其到铸坯中心线的距离，认为 S4为板坯鼓肚量，mm;S为铸坯因温度降低引起 V型偏析形成点的坯壳固相率为0.9~1.0，由6可 的热收缩量，mm. 计算该位置对应的中心固相率，以此确定压下开 2.1.4精确可控单段压下技术 始位置.图15为不同末端压下量铸坯中心偏析情 以Q345钢为例，首先将中心固相率为0.9对 况，其中图15(a)为C偏析度，图15b)为末端轻压 应的位置作为该钢种轻压下的结束位置，考虑将 下2mm铸坯的低倍检验结果，图15(c)为末端压 该位置设定在某一扇形段的出口处，模型可以根 下10mm铸坯的低倍检验结果，可以看出末端压 据这一设定值反向计算拉坯速度，给出合理的建 下量增大后岛状偏析加重，形成带状偏析，中心偏 议拉速.通常上V型偏析开始形成位置对应铸坯 析度高达1.15.通过低倍检验结果，测量铸坯岛状 中心固相率为0.55，结合模型计算和经验参数，中 偏析的形貌及岛状偏析的尺寸，确定岛状偏析边 心固相率0.55~0.9这个区间对应铸坯长度约为 界距离铸坯中心的距离，岛状偏析边界固相率为 1.5m,而一个扇形段长度在2.0m左右，可实现在 1,计算出铸坯中心所对应的固相率，即为压下的 一个扇形段内压下，以此可实施精准压下，同时能 结束位置. -Reduction 1:2,3,5,2 mm Reduction 2:2,3,5,10 mm 1.20 Reduction 1 目L5 Casting speed:1.5 m'min b 1.05 32- Reduction 2 1.00 0.95 (a) (c) 0.90 -20.020406080100 Distance from the center of thickness/mm 图15不同末端压下量铸坯中心偏析情况.(a)两种末端压下量对应C偏析度结果：(b)末端压下2mm低倍结果：(c)末端压下10mm低倍结果 Fig.15 Center segregation of different reduction amount at the end of solidification:(a)result ofC segregation ratio:(b)macrostructure of C segregation of 2 mm reduction amount:(c)macrostructure of C segregation of 10 mm reduction amount 2.1.5连铸非稳态压下技术 有变化，临界点位置变化幅度小于200mm时，模 连铸生产过程受铸机状态和生产计划等多因 型锁定压下位置及压下量均固定不变，只有当两 素影响，拉速变化，即非稳态状态时常发生.目前 个临界点位置移动超过200mm时，才按照模型的 普遍采用的压下方式是通过模型计算压下起止点 计算结果进行控制，调节压下量和压下位置，同时 的位置来实时指导压下过程，拉速波动时，模型计 压下量分多次调节，每次调节量不超过0.5mm,调 算的起点和结束点位置发生变化，压下位置和各 节量可根据液压阀的灵敏度进行修正.由此在非 段压下量随即发生变化，如图16(a)所示，这就容 稳态过程中实现对压下量的稳定控制，如图16(b) 易造成压下位置和压下量的频繁波动，而本技术 所示 采用临界点控制法，可有效解决压下位置和压下 此外，针对切换过程造成的很长一段铸坯未 段的频繁波动现象.在压下结束位置两侧200mm 被压下的情况，提出全过程自适应压下控制方式， 处设置两个临界点，当拉速变化时，临界点位置均 拉速降到0.5mmin以下时，模型同样可以计算文提出的压下量的计算公式如下： S = [max(S 1,S 2)+S 3 +S 4]/n+S 5 （22） 其中，S 为总压下量，mm；S1 为中心偏析沿厚度方 向带宽，mm；S2 为中心疏松或缩孔沿厚度方向的 带宽，mm；n 为压下效率，为芯部变形量与铸坯厚 度方向总变形量之比；S3 为铸坯凝固收缩量，mm； S4 为板坯鼓肚量，mm；S5 为铸坯因温度降低引起 的热收缩量，mm. 2.1.4 精确可控单段压下技术 以 Q345 钢为例，首先将中心固相率为 0.9 对 应的位置作为该钢种轻压下的结束位置，考虑将 该位置设定在某一扇形段的出口处，模型可以根 据这一设定值反向计算拉坯速度，给出合理的建 议拉速. 通常上 V 型偏析开始形成位置对应铸坯 中心固相率为 0.55，结合模型计算和经验参数，中 心固相率 0.55～0.9 这个区间对应铸坯长度约为 1.5 m，而一个扇形段长度在 2.0 m 左右，可实现在 一个扇形段内压下. 以此可实施精准压下，同时能 避开损坏的扇形段进行压下. 奥钢联轻压下通常 将压下区间对应铸坯中心固相率设置 为 0.3～ 0.95，即中心固相率为 0.3 时开始压下，中心固相率 为 0.95 时结束压下. 本技术将钢种分为几个大类， 取铸坯的纵剖试样做低倍检验，找出 V 型偏析的 形成位置，测量其到铸坯中心线的距离 δ，认为 V 型偏析形成点的坯壳固相率为 0.9～1.0，由 δ 可 计算该位置对应的中心固相率，以此确定压下开 始位置. 图 15 为不同末端压下量铸坯中心偏析情 况，其中图 15(a) 为 C 偏析度，图 15(b) 为末端轻压 下 2 mm 铸坯的低倍检验结果，图 15(c) 为末端压 下 10 mm 铸坯的低倍检验结果，可以看出末端压 下量增大后岛状偏析加重，形成带状偏析，中心偏 析度高达 1.15. 通过低倍检验结果，测量铸坯岛状 偏析的形貌及岛状偏析的尺寸，确定岛状偏析边 界距离铸坯中心的距离，岛状偏析边界固相率为 1，计算出铸坯中心所对应的固相率，即为压下的 结束位置. −20 0 20 40 60 80 100 1.20 1.15 1.10 1.05 1.00 0.95 0.90 C segregation ratio Distance from the center of thickness/mm Casting speed: 1.5 m·min−1 Reduction 1: 2, 3, 5, 2 mm Reduction 2: 2, 3, 5, 10 mm 180 (a) (b) (c) Reduction 1 Reduction 2 图 15 不同末端压下量铸坯中心偏析情况. （a）两种末端压下量对应 C 偏析度结果；（b）末端压下 2 mm 低倍结果；（c）末端压下 10 mm 低倍结果 Fig.15 Center segregation of different reduction amount at the end of solidification：(a) result of C segregation ratio；(b) macrostructure of C segregation of 2 mm reduction amount；(c) macrostructure of C segregation of 10 mm reduction amount 2.1.5 连铸非稳态压下技术 连铸生产过程受铸机状态和生产计划等多因 素影响，拉速变化，即非稳态状态时常发生. 目前 普遍采用的压下方式是通过模型计算压下起止点 的位置来实时指导压下过程，拉速波动时，模型计 算的起点和结束点位置发生变化，压下位置和各 段压下量随即发生变化，如图 16(a) 所示，这就容 易造成压下位置和压下量的频繁波动，而本技术 采用临界点控制法，可有效解决压下位置和压下 段的频繁波动现象. 在压下结束位置两侧 200 mm 处设置两个临界点，当拉速变化时，临界点位置均 有变化，临界点位置变化幅度小于 200 mm 时，模 型锁定压下位置及压下量均固定不变，只有当两 个临界点位置移动超过 200 mm 时，才按照模型的 计算结果进行控制，调节压下量和压下位置，同时 压下量分多次调节，每次调节量不超过 0.5 mm，调 节量可根据液压阀的灵敏度进行修正. 由此在非 稳态过程中实现对压下量的稳定控制，如图 16(b) 所示. 此外，针对切换过程造成的很长一段铸坯未 被压下的情况，提出全过程自适应压下控制方式， 拉速降到 0.5 m·min−1 以下时，模型同样可以计算 · 1674 · 工程科学学报，第 43 卷，第 12 期