·1342· 北京科技大学学报 第33卷 变形，并背离结晶器表面弯曲，接下来的钢液在弯曲 研究不多.因此本文以此出发对LCAK钢头坯皮下 坯壳表面的溢流形成了一个hook:②基于弯月面凝 hook结构特征进行研究. 固和钢液溢流的机理-，首先弯曲的弯月面凝固， 1研究方法 接下来钢液在凝固了的弯月面上的溢流形成hook, 这种机理目前的认同度比较高.在低碳钢尤其是超 1.1浇铸参数 低碳钢中更易于形成hook结构，这主要是异于凝固 研究对象为低碳铝镇静钢连铸开浇头坯，实验 温度和糊状区厚度，超低碳钢凝固温度高、糊状区 钢种成分如表1所示，连铸结晶器规格为1300mm× 窄，造成其hook组织深 230mm,采用非正弦振动，使用标准双孔浸入式水 随着技术的进步，用户对低碳冷轧钢板表面质 口，滑板控流并吹氩保护.实验炉次正常拉速为1.0 量的要求也越来越高，这就要求铸坯中引起冷轧钢 mmin-.开浇起始拉速为0.4m·min,但由于开 板表面长条缺陷的大型夹杂物数量越少.然而，连 浇头坯下线前己切头0.9m,所以取样头坯只包含 铸开浇阶段由于浇铸状态的不稳定，很容易造成结 0.8mmin-l、0.85mmin-1、0.9mmin-及1.0m· 晶器卷渣等，并由此造成头坯表层大型夹杂物数量 min-'四个拉速.实验炉次的具体浇铸条件如表2 急剧增大，头坯洁净度已经成为各钢厂急需解决的 所示，同时表3给出了所用保护渣的成分和性能 问题.铸坯表层大型夹杂物的数量除了与结晶器卷 表1实验所用低碳铝镇静钢成分（质量分数） 渣有关外，还与易对夹杂物进行捕捉的hook结构密 Table 1 Composition of LCAK steel for test % 切相关，而以往的研究主要集中于超低碳钢正常浇 Si Mn P Al 铸条件下的hook结构特征及形成机理，对普通低碳 0.04 0.02 0.18 0.010 0.004 0.023 铝镇静钢(LCAK)开浇阶段头坯中hook特征的相关 表2实验炉次的具体浇铸条件 Table 2 Detailed casting conditions of test heats 拉速 结品器窄面 中包温度/ 液相线 结品器振动参数** 冷却水流量/ 振动频率/ (m*min-1) ℃ 温度”/℃ 振幅/ 负滑脱时间/ 负滑脱时间 (L.min-1) mm (周min) 5 占周期比/% 0.8 1577 540 1531.3 5.7 113 0.16 31 0.85 1577 540 1531.2 5.7 113 0.16 31 0.9 1577 540 1531.2 5.7 125 0.14 30 1.0 1570 540 1531.2 6 137 0.13 30 注：*T因=1536-{78cc+7.6ms+4.9心n+34.40p+33s+4.7cQ+3.10w+1.300+3.61c:*★不对称振动曲线，速度向上的 时间/一个周期=60% 表3实验所用保护渣的成分及性能 Table 3 Composition and properties of mold fluxes 质量分数/% 理化性能 密度/ 熔脸点/ 黏度1 粒度/ MgO Fe203 AL203 R20 H20 C 碱度 (g'mL-1) ℃ (Pa.s) % 32.44 3.66 34.22 0.5 2.28 7.77 11.98 0.21 3.22 1.05 0.77 1070 0.22 99.81 1.2取样方案 1.3hook特征定义 由于有较大压下量的轻压下，铸坯宽面振痕被 hook结构的特征包括深度、高度、厚度和倾角 磨平，难以直观找到hook结构的位置，所以选择从 等，如图2所示.表中定义了两个参考点，O1为hook 窄面进行取样.在铸坯右窄面中心截取不同拉速所 与振痕的交点，O2为振痕与下部垂直表面的转折 对应铸坯试样(30mm×20mm×l5mm)若千，对试 点.hook深度是指hook顶端（即最靠里处）到铸坯 样垂直于振痕的截面进行研磨抛光，之后使用饱和 表面的垂直距离，它表征了扒皮过程为了彻底消除 苦味酸溶液进行侵蚀，如图1所示，再通过金相显微 hook结构及其相关的表面缺陷而需要去除的表皮 镜对侵蚀出来的hook结构进行观测分析. 厚度.hook长度是指hook顶端到根部的直线距离.北 京 科 技 大 学 学 报 第 33 卷 变形，并背离结晶器表面弯曲，接下来的钢液在弯曲 坯壳表面的溢流形成了一个 hook; ②基于弯月面凝 固和钢液溢流的机理［8--12］，首先弯曲的弯月面凝固， 接下来钢液在凝固了的弯月面上的溢流形成 hook， 这种机理目前的认同度比较高． 在低碳钢尤其是超 低碳钢中更易于形成 hook 结构，这主要是异于凝固 温度和糊状区厚度，超低碳钢凝固温度高、糊状区 窄，造成其 hook 组织深［13］． 随着技术的进步，用户对低碳冷轧钢板表面质 量的要求也越来越高，这就要求铸坯中引起冷轧钢 板表面长条缺陷的大型夹杂物数量越少． 然而，连 铸开浇阶段由于浇铸状态的不稳定，很容易造成结 晶器卷渣等，并由此造成头坯表层大型夹杂物数量 急剧增大，头坯洁净度已经成为各钢厂急需解决的 问题． 铸坯表层大型夹杂物的数量除了与结晶器卷 渣有关外，还与易对夹杂物进行捕捉的 hook 结构密 切相关，而以往的研究主要集中于超低碳钢正常浇 铸条件下的 hook 结构特征及形成机理，对普通低碳 铝镇静钢( LCAK) 开浇阶段头坯中 hook 特征的相关 研究不多． 因此本文以此出发对 LCAK 钢头坯皮下 hook 结构特征进行研究． 1 研究方法 1. 1 浇铸参数 研究对象为低碳铝镇静钢连铸开浇头坯，实验 钢种成分如表 1 所示，连铸结晶器规格为 1 300 mm × 230 mm，采用非正弦振动，使用标准双孔浸入式水 口，滑板控流并吹氩保护． 实验炉次正常拉速为 1. 0 m·min － 1 ． 开浇起始拉速为 0. 4 m·min － 1 ，但由于开 浇头坯下线前已切头 0. 9 m，所以取样头坯只包含 0. 8 m·min － 1 、0. 85 m·min － 1 、0. 9 m·min － 1 及 1. 0 m· min － 1 四个拉速． 实验炉次的具体浇铸条件如表 2 所示，同时表 3 给出了所用保护渣的成分和性能． 表 1 实验所用低碳铝镇静钢成分( 质量分数) Table 1 Composition of LCAK steel for test % C Si Mn P S Alsol 0. 04 0. 02 0. 18 0. 010 0. 004 0. 023 表 2 实验炉次的具体浇铸条件 Table 2 Detailed casting conditions of test heats 拉速/ ( m·min － 1 ) 中包温度/ ℃ 结晶器窄面 冷却水流量/ ( L·min － 1 ) 液相线 温度* /℃ 结晶器振动参数＊＊ 振幅/ mm 振动频率/ ( 周·min － 1 ) 负滑脱时间/ s 负滑脱时间 占周期比/% 0. 8 1 577 540 1 531. 3 5. 7 113 0. 16 31 0. 85 1 577 540 1 531. 2 5. 7 113 0. 16 31 0. 9 1 577 540 1 531. 2 5. 7 125 0. 14 30 1. 0 1 570 540 1 531. 2 6 137 0. 13 30 注: * Tl ［14］ = 1 536 － { 78wC + 7. 6wSi + 4. 9wMn + 34. 4wP + 33wS + 4. 7wCu + 3. 1wNi + 1. 3wCr + 3. 6wAl} ; ＊＊ 不对称振动曲线，速度向上的 时间/一个周期 = 60% ． 表 3 实验所用保护渣的成分及性能 Table 3 Composition and properties of mold fluxes 质量分数/% 理化性能 SiO2 MgO CaO Fe2O3 Al2O3 R2O F H2O C 碱度 密度/ ( g·mL － 1 ) 熔融点/ ℃ 黏度/ ( Pa·s) 粒度/ % 32. 44 3. 66 34. 22 0. 5 2. 28 7. 77 11. 98 0. 21 3. 22 1. 05 0. 77 1 070 0. 22 99. 81 1. 2 取样方案 由于有较大压下量的轻压下，铸坯宽面振痕被 磨平，难以直观找到 hook 结构的位置，所以选择从 窄面进行取样． 在铸坯右窄面中心截取不同拉速所 对应铸坯试样( 30 mm × 20 mm × 15 mm) 若干，对试 样垂直于振痕的截面进行研磨抛光，之后使用饱和 苦味酸溶液进行侵蚀，如图 1 所示，再通过金相显微 镜对侵蚀出来的 hook 结构进行观测分析． 1. 3 hook 特征定义 hook 结构的特征包括深度、高度、厚度和倾角 等，如图 2 所示． 表中定义了两个参考点，O1为 hook 与振痕的交点，O2 为振痕与下部垂直表面的转折 点． hook 深度是指 hook 顶端( 即最靠里处) 到铸坯 表面的垂直距离，它表征了扒皮过程为了彻底消除 hook 结构及其相关的表面缺陷而需要去除的表皮 厚度． hook 长度是指 hook 顶端到根部的直线距离． ·1342·