王璞等：连铸控流模式对大方坯及棒材组织结构与宏观偏析影响 ·1083 轧棒材实际生产条件为对象，通过工业实验揭示 机基本参数及所浇铸的中碳45钢主要化学成分 组合控流技术对大方坯铸态结构与宏观偏析的影 分别如表1和表2所示，热轧圆棒直径为250mm. 响，同时分析相关铸态缺陷在轧制过程中的演变 铸机与水口形貌如图1所示，其中传统直通式水 规律，以期为连铸流程特殊钢长材生产综合质量 口和新型五孔水口并匹配不同电流与频率的M- 的提升提供实验与理论依据. EMS和F-EMS及拉速等都有控制钢液流动进而 1试验内容与方法 影响大方坯连铸凝固过程的作用.在现行二冷强 度下基于控制变量法设计工业试验，方案如表3 某特钢厂生产45钢的主要工艺流程为：110t电 所示.然后采用低倍侵蚀、钻屑分析等手段对不 弧炉→LF钢包精炼→VD真空脱气→3流410mm× 同控流模式下45钢铸坯和轧材中的疏松、缩孔及 530mm断面大方坯弧形连铸机→热轧大棒材.铸 偏析进行对比研究 表1大方坯连铸机及生产工艺基木参数 Table 1 Bloom continuous casting machine and its basic production parameters Number of Spacing of each Cross-section/ Radius of continuous Mold length/ Maximum metallurgical Electromagnetic stirring castings strand/mm (mm×mm） caster/m mm length/m technology 3 strands 2200 410×530 16.5 780 34 M-EMS+F-EMS 表245钢主要化学成分（质量分数） 位置如图2所示.将各浇铸工况下取得试样的横、 Table 2 Chemical composition of 45 steel 纵截面用车、铣、磨加工制备，使检验面不存在影 Si Mn Cr Ni P 响观察效果的加工痕迹.选用容积比例1：1的工 0.42-0.500.17-0.370.5-0.8≤0.25≤0.25≤0.035≤0.035 业盐酸水溶液作为侵蚀剂，将表面加工后的试样 浸泡在侵蚀剂中，并处于水浴温度70℃的环境下 1.1低倍样制备 侵蚀20min.侵蚀结束后立即用清水冲刷表面后 45钢连铸大方坯及热轧棒材横、纵截面取样 用高压气流吹干，拍照记录并对中心缺陷进行观 Tundish M-EMS Zone I Water sptay Zone 2 Air mist spra A=A 022 Ze4 Air misgay Signle-port pozzle Five-port nozzle 10700 000 Unit mm 田☒ ⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕ F-EMS ⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕ 图1大方坯铸机和两种水口示意图 Fig.I Schematic diagram of the bloom casting machine and the two kinds of nozzles轧棒材实际生产条件为对象，通过工业实验揭示 组合控流技术对大方坯铸态结构与宏观偏析的影 响，同时分析相关铸态缺陷在轧制过程中的演变 规律，以期为连铸流程特殊钢长材生产综合质量 的提升提供实验与理论依据. 1    试验内容与方法 某特钢厂生产 45 钢的主要工艺流程为：110 t 电 弧炉→LF 钢包精炼→VD 真空脱气→3 流 410 mm× 530 mm 断面大方坯弧形连铸机→热轧大棒材. 铸 机基本参数及所浇铸的中碳 45 钢主要化学成分 分别如表 1 和表 2 所示，热轧圆棒直径为 250 mm. 铸机与水口形貌如图 1 所示，其中传统直通式水 口和新型五孔水口并匹配不同电流与频率的 M￾EMS 和 F-EMS 及拉速等都有控制钢液流动进而 影响大方坯连铸凝固过程的作用. 在现行二冷强 度下基于控制变量法设计工业试验，方案如表 3 所示. 然后采用低倍侵蚀、钻屑分析等手段对不 同控流模式下 45 钢铸坯和轧材中的疏松、缩孔及 偏析进行对比研究. 表 1 大方坯连铸机及生产工艺基本参数 Table 1   Bloom continuous casting machine and its basic production parameters Number of castings Spacing of each strand/ mm Cross-section/ （mm×mm） Radius of continuous caster/m Mold length/ mm Maximum metallurgical length/m Electromagnetic stirring technology 3 strands 2200 410×530 16.5 780 34 M-EMS+F-EMS 表 2  45 钢主要化学成分（质量分数） Table 2   Chemical composition of 45 steel % C Si Mn Cr Ni S P 0.42–0.50 0.17–0.37 0.5–0.8 ≤0.25 ≤0.25 ≤0.035 ≤0.035 1.1    低倍样制备 45 钢连铸大方坯及热轧棒材横、纵截面取样 位置如图 2 所示. 将各浇铸工况下取得试样的横、 纵截面用车、铣、磨加工制备，使检验面不存在影 响观察效果的加工痕迹. 选用容积比例 1∶1 的工 业盐酸水溶液作为侵蚀剂，将表面加工后的试样 浸泡在侵蚀剂中，并处于水浴温度 70 ℃ 的环境下 侵蚀 20 min. 侵蚀结束后立即用清水冲刷表面后 用高压气流吹干，拍照记录并对中心缺陷进行观 Tundish M-EMS F-EMS Signle-port nozzle Five-port nozzle 1900 780 350 1800 2200 3500 7490 2000 10700 Unit: mm Zone 1 Water spray Zone 2 Air mist spray Zone 3 Air mist spray Zone 4 Air mist spray ϕ90±3 ϕ95 ϕ40 23 36 ϕ141 ϕ115 ϕ45 ϕ106 ϕ12 25 35 150 3 mm 15 1120 300 245 95 70 55 90 &=3 mm ϕ141±1 175±2 1080±2 200±10 ϕ106±1 ϕ115 ϕ45ϕ40 30° 70 A A==A 图 1    大方坯铸机和两种水口示意图 Fig.1    Schematic diagram of the bloom casting machine and the two kinds of nozzles 王    璞等： 连铸控流模式对大方坯及棒材组织结构与宏观偏析影响 · 1083 ·