564 工程科学学报，第43卷，第4期 48 7900 (b) 44 7700 7500 36 7300 9 7100 28 6900 4 6700 0 300600900120015001800 0 300600900120015001800 Temperature/℃ Temperature/℃ 1500 0.0045 (c) (d) 1200 0.0043 0.0041 0.0039 600 (s. 0.0037 300 0.0035 0.0033 0 300 600900120015001800 450 1500 15501600 16501700 Temperature/℃ Temperature/℃ 1.0 0.8 04 0.2 0460147014801490150015i01520 Temperature/℃ 图2钢的热物性参数.(a)热导率：(b)密度：(c)热焓：(d)黏度：(e)固相率 Fig.2 Thermophysical parameters of the steel:(a)conductivity;(b)density;(c)enthalpy,(d)viscosity;(e)solid fraction 1600 断面的宏观偏析情况.铸坯宏观偏析检测方法为： Simulated results Measured results 首先进行铸坯横断面低倍浸蚀，从浸蚀后的横断 1400 面找到铸坯的凝固末端位置，过凝固末端位置从 内弧至外弧做垂线，并用直径为6mm的钻头沿着 1200 垂线进行钻屑取样，最后利用碳硫分析仪(Leco CS844)检测碳元素含量.该检测方法的优势是能 1000 够准确定位凝固末端位置，进而得到更准确的中 心偏析结果.图4为碳偏析检测结果与模拟结果 800 的对比，可以看出计算得到的碳偏析度与检测结 4 81216 20 Distance from meniscus/m 果基本吻合，进而验证了模型计算宏观偏析的准 图3计算得到的铸坯表面温度和测量结果的对比 确性.碳偏析度通过公式(13)计算，其中，：为检 Fig.3 Comparison between the calculated and measured results of the 测位置i处的碳偏析度，m,为检测位置i处的碳含 billet surface temperature 量，m0为钢液中碳的初始含量.断面的宏观偏析情况. 铸坯宏观偏析检测方法为： 首先进行铸坯横断面低倍浸蚀，从浸蚀后的横断 面找到铸坯的凝固末端位置，过凝固末端位置从 内弧至外弧做垂线，并用直径为 6 mm 的钻头沿着 垂线进行钻屑取样，最后利用碳硫分析仪（Leco CS844）检测碳元素含量. 该检测方法的优势是能 够准确定位凝固末端位置，进而得到更准确的中 心偏析结果. 图 4 为碳偏析检测结果与模拟结果 的对比，可以看出计算得到的碳偏析度与检测结 果基本吻合，进而验证了模型计算宏观偏析的准 确性. 碳偏析度通过公式（13）计算，其中，ri 为检 测位置 i 处的碳偏析度，mi 为检测位置 i 处的碳含 量，m0 为钢液中碳的初始含量. 6700 6900 7100 7300 7500 7700 7900 0 300 600 900 1200 1500 1800 0 300 600 900 1200 1500 Temperature/℃ (c) 1450 1500 1550 1600 1650 1700 0.0033 0.0035 0.0037 0.0039 0.0041 0.0043 0.0045 Viscosity/(Pa·s) Temperature/℃ (d) 1460 1470 1480 1490 1500 1510 1520 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 Solid fraction Temperature/℃ 0 300 600 900 1200 1500 1800 24 28 32 36 40 44 48 Temperature/℃ (a) 0 300 600 900 1200 1500 1800 Temperature/℃ (b) Conductivity/(W·m−1·K−1 ) Density/(kg·m−3 ) Enthalpy/(kJ·kg−1 ) (e) 图 2    钢的热物性参数. （a）热导率；（b）密度；（c）热焓；（d）黏度；（e）固相率 Fig.2    Thermophysical parameters of the steel: (a) conductivity; (b) density; (c) enthalpy; (d) viscosity; (e) solid fraction 0 4 8 12 16 20 800 1000 1200 1400 1600 Simulated results Measured results Temperature in side face center/ ℃ Distance from meniscus/m 图 3    计算得到的铸坯表面温度和测量结果的对比 Fig.3    Comparison between the calculated and measured results of the billet surface temperature · 564 · 工程科学学报，第 43 卷，第 4 期