Vol.26 No.3 朱国森等：连铸板还凝固过程的应变分析 ·253· 1200 MM 120 响鼓肚应变的主要因素，而且表面温度与坯壳的 91100 100 厚度变化不大，所以鼓肚应变逐渐变大.在其他 000 80 扇形段内，坯壳厚度和表面温度是影响鼓肚应变 900 60 的主要因素，而且钢水的静压力和辊间距变化不 00 ·计算温度 40 大，所以鼓肚应变沿拉坯方向逐渐减小，但是，在 700 ·实测温度 20 辊间距突然增大的位置，鼓肚应变也突然增大， △坯壳温度 600 0 矫直应变只发生在铸机的矫直区间内，在铸 0 5 10 1520 25 30 坯内弧的凝固前沿产生拉应变，本研究中，矫直 距弯月面的距离m 图2铸坯表面温度及坯壳厚度 应变在0.055%左右，仅为鼓肚应变的15%20%. Fig.2 Surface temperature and thickness of the slab 当辊子开口度偏差为0.5mm时，其引起的应变值 2.0 在0.1%左右，仅为鼓肚应变的35%40%.此时， --Mn/S<10 连铸坯凝固前沿所受的总应变在0.38%以下，均 1.5 -Mn/s<25 ---Mn/S≥25 小于临界应变，也就不会产生裂纹 1.0 图5为辊子开口度偏差为2mm时凝固前沿 0.5 坯壳所受的鼓肚应变、矫直应变、辊子不对中应 一一一 变、临界应变和总应变的分布.当辊子的开口度 0 0.20.40.6 0.81.01.2 偏差达到2mm时，其引起的应变与0.5mm偏差 碳当量% 时有较大的差别，主要表现为：(1)不对中应变在 图3临界应变与碳当量的关系 0.3%0.4%间，超过鼓肚引起的应变：(2)刚出结 Fig.3 Relationships between critical strain and carbon 晶器和凝固末端的坯壳所受应变的较大；(3)在拉 equivalent 坯方向上，应变呈现逐渐递增的趋势，开口度偏 由(10)式计算和图3可得本研究钢种的临界应变 差对坯壳厚的铸坯的影响比坯壳薄的影响大：(4) 为0.5%. 从距弯月面5m的位置开始，坯壳所受的总应变 23铸坯凝固前沿的应变 均大于临界应变，铸坯也就容易产生裂纹，所以 在传热模型计算得到铸坯温度和坯壳厚度 在生产过程中，保证支撑辊的对中精度，尤其是 的基础上，通过应变分析模型可以得到铸坯在运 连铸坯凝固末端处的对中精度十分必要 行过程中凝固前沿所受的应变分布 2.4应变模型的检验 图4为辊子开口度偏差为0.5mm时，凝固前 图6为铸坯试样硫印检验的结果.其中(a)为 沿坯壳所受的鼓肚应变、矫直应变、辊子不对中 正常工况条件：(b)为测量开口度当天的铸坯.可 应变、临界应变和总应变的分布， 见，铸坯的内部裂纹的发生与应变分析模型的结 可见，在拉坯方向上，鼓肚应变呈先增大后 果基本一致，表明模型能够对铸坯质量进行预 减小的变化趋势：在同一扇形段内，鼓肚应变逐 测，并对设备的维护提供依据。 渐减小，在1“扇形段，钢水静压力及辊间距是影 1.20 1.20 鼓肚应变 鼓肚应变 矫直应变 矫直应变 80.90 辊子不对中应变 0.90 辊子不对中应变 总应变 一总应变 哭0.60 临界应变 0.60 临界应变 每0.30 0.30 业4达 cssiwnan4seaswewk2a兰wiMMyh 0 5 10 1520 25 30 0 1015 20 25 30 距弯月面的距离m 距弯月面的距离/m 图4辊子开口度偏差为0.5mm时，铸坯凝固前沿应变 图5辊子开口度偏差为2.0mm时铸还凝固前沿应变的 的分布 分布 Fig.4 Distributions of strain at the interface of solid and Fig.5 Distributions of strain at the interface of solid and liquid liquid朱 国 森等 连 铸 板 坯 凝 固 过 程 的应 变分 析 昌侧、殴很编 一百 产 卜 ‘ — 计算温度 实测温度 △ 坯壳温度 一一一一 一一一一一一一一 一一 距 弯 月 面 的距 离 图 铸 坯 表面 温 度及 坯 壳厚度 八” ‘ ︸八了 ‘ 侧巨释蜀增、明 · 不匕二二 一 一 川 — 了 一 二 川 — — — 】二二 甲 — 叮 — 下 — ， 〕 碳 当量 图 临界 应 变与碳 当量 的 关 系 由 式 计 算和 图 可 得 本研 究钢 种 的临界应 变 为 铸 坯 凝 固 前 沿 的应 变 在 传 热 模 型 计 算 得 到铸 坯 温 度 和 坯 壳厚 度 的基 础 上 ， 通过应 变分 析模 型可 以得 到铸 坯在 运 行 过 程 中凝 固前沿 所 受 的应 变 分 布 图 为辊 子 开 口 度 偏 差 为 们 。 时 ， 凝 固前 沿 坯 壳所 受 的鼓 肚 应 变 、 矫 直 应 变 、 辊 子 不 对 中 应 变 、 临界 应 变 和 总应 变 的分 布 可 见 ， 在 拉 坯 方 向上 ， 鼓肚 应 变 呈 先 增 大 后 减 小 的变 化 趋 势 在 同一 扇 形 段 内 ， 鼓 肚 应 变 逐 渐 减 小 在 扇 形 段 ， 钢 水 静 压 力及 辊 间距 是 影 响鼓肚 应 变 的主 要 因素 ， 而 且 表 面温 度 与 坯 壳 的 厚 度 变 化 不 大 ， 所 以鼓 肚 应 变 逐 渐 变 大 在其 他 扇 形段 内 ， 坯 壳厚度和 表面 温度 是 影 响鼓 肚 应 变 的主 要 因素 ， 而 且钢 水 的静 压 力和 辊 间距 变 化 不 大 ， 所 以鼓 肚 应 变 沿 拉 坯 方 向逐渐 减 小 但 是 ， 在 辊 间距 突然 增 大 的位 置 ， 鼓 肚 应 变 也 突 然 增 大 矫 直 应 变 只 发 生 在铸 机 的矫 直 区 间 内 ， 在铸 坯 内弧 的凝 固前 沿 产 生 拉应 变 本研 究 中 ， 矫 直 应 变 在 左 右 ， 仅 为 鼓 肚 应 变 的 巧 一 当辊 子 开 口 度 偏 差 为 时 ， 其 引起 的应 变值 在 左 右 ， 仅 为鼓 肚 应 变 的 一 此 时 ， 连铸 坯 凝 固前 沿 所 受 的总应 变 在 以下 ， 均 小 于 临界 应 变 ， 也 就 不 会 产 生 裂 纹 图 为 辊 子 开 口 度 偏 差 为 时凝 固前 沿 坯 壳所 受 的鼓 肚 应 变 、 矫 直 应 变 、 辊 子 不 对 中应 变 、 临界 应 变 和 总 应 变 的分 布 当辊 子 的开 口 度 偏 差 达 到 时 ， 其 引起 的应 变 与 偏 差 时有 较 大 的差 别 主 要 表 现 为 不 对 中应 变 在 一 间 ， 超 过 鼓 肚 引起 的应 变 刚 出结 晶器 和 凝 固末 端 的坯 壳所 受应 变 的较 大 在拉 坯 方 向上 ， 应 变 呈 现 逐 渐 递 增 的趋 势 ， 开 口 度 偏 差 对 坯 壳 厚 的铸 坯 的影 响 比坯 壳薄 的影 响大 从 距 弯 月面 的位 置 开 始 ， 坯 壳所 受 的总应 变 均 大 于 临界 应 变 ， 铸 坯 也 就 容 易产 生裂 纹 所 以 在 生产 过 程 中 ， 保 证 支撑 辊 的对 中精度 ， 尤 其 是 连铸 坯 凝 固末 端 处 的对 中精 度 十 分 必 要 应 变 模 型 的检 验 图 为铸 坯试样硫 印检 验 的结果 其 中 为 正 常 工 况 条 件 为测 量 开 口 度 当天 的铸 坯 可 见 ， 铸 坯 的 内部 裂 纹 的发 生 与应 变分 析模 型 的结 果 基 本 一 致 ， 表 明模 型 能够 对 铸 坯 质 量 进 行 预 测 ， 并 对 设 备 的维 护 提 供 依 据 怪且 、︸︶日︸一︸ 俐例些芝珠 芝 督 。 · ，” 名 袭 月孟 篡 · ， 鼓肚应变 矫直应变 辊子不对 中应变 — 总应变 — 临界应变 瑞涵蕊赢众孟猛 侧俐名侣袭回终芝 勺幽幽幽脚幽幽幽洲 留幽洲‘ 共劝 距 弯 月面 的距 离 图 辊 子 开 口 度偏差 为 时 ， 铸坯 凝 固前 沿 应 变 的分 布 鼓肚应变 ▲ 矫直应变 今 辊子不对 中应变 —总应变 一 坠男沁一一乃‘ 一一 距 弯月 面 的距 离 图 辊 子 开 口 度偏 差 为 时铸 坯 凝 固前 沿 应 变 的 分 布 汤