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,1318 北京科技大学学报 第31卷 定一组收缩辊缝，同时在铸坯一定的固相率分布范 用红外连续测温仪进行了铸坯表面温度测量，结果 围实施轻压下，动态模式控制的关键参数是压下区 如图2所示.图中横坐标是测量的时间，左边的纵 间、压下量和压下速率（单位时间的压下量），压下 坐标表示铸坯表面温度，右边的纵坐标表示拉坯速 区间以中心固相率（∫）为依据，中心固相率可以通 度.由图可以看到：当拉速发生变化时，铸坯表面温 过实验法和模型计算的方法获取[闺.板坯铸机单个 度有所波动，其中9.74m处，拉速恒定的阶段，铸坯 压下区间有1~2m,铸机无法精确地在某两个固相 的实际测量的表面温度变化很小，温度波动在 率间实施压下，要考虑整个扇形段内的固相率分布， 士10℃以内：在速度变化较大时温度波动在士20℃ 因此世界上不同厂家得出的最佳压下位置都不完全 以内：拉速由0.75mmin增加到1.1mmin1,温 相同].总压下量要完全补偿凝固俦坯的体积收 度由940℃升高到970℃，经过5min后，温度又回 缩；但过大的压下量会使铸坯内部产生裂纹，并使支 到950℃，并稳定在这个温度附近.13.58和 撑辊的疲劳寿命降低 20.33m处，铸坯表面温度的变坏也具有类似的规 此外实施轻压下时，扇形段要承受铸坯施加的 律，只是波动的幅度略有增加.铸坯表面温度最大 各种反作用力，导致辊缝最大变形量可达到1mm, 波动通过调整水量来稳定，但水量调整有滞后性，因 而单个扇形段压下的量最大约2mm,必须进行准确 此温度会发生波动，实验发现，当铸机的拉速发生 地辊缝补偿].采用ANSYS软件对整个扇形段、 变化时，通过二冷水的动态控制，可以将铸坯的表面 铸坯的变形状况进行了全面的分析，位移分布云图 温度控制在很小的范围内波动.，这有利于铸坯温度 如图1所示.在不同工况下的变形量为0.2~ 的稳定下降，降低热应力，提高铸坯质量，表明模型 1.0mm,动态轻压下过程中，辊缝的变化由铸坯热 计算准确性较高 收缩、轻压下和变形补偿构成 1000 974m 2033m处温度 拉速 520 07 40 60 80100120140160180 时间min 图2拉速变化时9.74,13.58和20.33m处温度测量值 Fig.2 Surface temperature of a slab at 9.74,13.58 and 20.33m from the meniscus in case of variational casting speed 图1扇形段与铸坯相互作用下Y向位移分布云图 采用了射钉法进行实验，三种拉速实验条件为 Fig.1 Contour plot of Y-directional displacement distribution under 0.8,1.0和1.2mmin1,射钉位置在离液面13.7m interaction of the segment and the slab 和15.7m处.由结果分析，铸坯的综合凝固系数为 实施轻压下后，铸坯的厚度发生了变化，此后的 25.32 mmmin1/2,凝固终点的计算值、实测值相差 扇形段必须根据模型跟踪的铸坯厚度、位置等数据， 0.23m,以此修正了传热模型的相关参数 调整扇形段的开口度，使扇形段始终紧贴在铸坯上， 2.2轻压下参数优化实验 防止铸坯鼓肚同时避免过大的载荷，如果传热模型 设计了14组实验来优化轻压下的关键参数， 计算的数据显示全凝固后的铸坯温度过低，必须放 主要考察压下位置和压下量变化对铸坯质量的影 弃辊缝控制，采用随动辊缝，使扇形段采用一定的夹 响.铸坯规格为200mm×1550mm,设计的轻压下 紧力压在铸坯上，起到保护扇形段的作用 工艺参数如表1所示，同时取了实验编号为13号和 2动态轻压下参数的优化 14号两组未采用轻压下的试样作对比，其拉速分别 为0.7和0.9mmin 2.1铸还表面温度、凝固终点校核 测量了以上实验的铸坯厚度，与设定值作对比， 对距结晶器液面9.74,13.58和20.33m处，采 结果如图3所示，由于扇形段的变形，实际辊缝几定一组收缩辊缝．同时在铸坯一定的固相率分布范 围实施轻压下．动态模式控制的关键参数是压下区 间、压下量和压下速率（单位时间的压下量）．压下 区间以中心固相率（ f s）为依据中心固相率可以通 过实验法和模型计算的方法获取［4］．板坯铸机单个 压下区间有1～2m．铸机无法精确地在某两个固相 率间实施压下要考虑整个扇形段内的固相率分布 因此世界上不同厂家得出的最佳压下位置都不完全 相同［5－6］．总压下量要完全补偿凝固铸坯的体积收 缩；但过大的压下量会使铸坯内部产生裂纹并使支 撑辊的疲劳寿命降低． 此外实施轻压下时扇形段要承受铸坯施加的 各种反作用力导致辊缝最大变形量可达到1mm 而单个扇形段压下的量最大约2mm必须进行准确 地辊缝补偿［7－8］．采用 ANSYS 软件对整个扇形段、 铸坯的变形状况进行了全面的分析位移分布云图 如图 1 所示．在不同工况下的变形量为0∙2～ 1∙0mm．动态轻压下过程中辊缝的变化由铸坯热 收缩、轻压下和变形补偿构成． 图1 扇形段与铸坯相互作用下 Y 向位移分布云图 Fig．1 Contour plot of Y-directional displacement distribution under interaction of the segment and the slab 实施轻压下后铸坯的厚度发生了变化此后的 扇形段必须根据模型跟踪的铸坯厚度、位置等数据 调整扇形段的开口度使扇形段始终紧贴在铸坯上 防止铸坯鼓肚同时避免过大的载荷．如果传热模型 计算的数据显示全凝固后的铸坯温度过低必须放 弃辊缝控制采用随动辊缝使扇形段采用一定的夹 紧力压在铸坯上起到保护扇形段的作用． 2 动态轻压下参数的优化 2∙1 铸坯表面温度、凝固终点校核 对距结晶器液面9∙7413∙58和20∙33m处采 用红外连续测温仪进行了铸坯表面温度测量结果 如图2所示．图中横坐标是测量的时间左边的纵 坐标表示铸坯表面温度右边的纵坐标表示拉坯速 度．由图可以看到：当拉速发生变化时铸坯表面温 度有所波动其中9∙74m 处拉速恒定的阶段铸坯 的实际测量的表面温度变化很小温度波动在 ±10℃以内；在速度变化较大时温度波动在±20℃ 以内；拉速由0∙75m·min －1增加到1∙1m·min －1温 度由940℃升高到970℃经过5min 后温度又回 到 950 ℃并 稳 定 在 这 个 温 度 附 近．13∙58 和 20∙33m处铸坯表面温度的变坏也具有类似的规 律只是波动的幅度略有增加．铸坯表面温度最大 波动通过调整水量来稳定但水量调整有滞后性因 此温度会发生波动．实验发现当铸机的拉速发生 变化时通过二冷水的动态控制可以将铸坯的表面 温度控制在很小的范围内波动．这有利于铸坯温度 的稳定下降降低热应力提高铸坯质量表明模型 计算准确性较高． 图2 拉速变化时9∙7413∙58和20∙33m 处温度测量值 Fig．2 Surface temperature of a slab at 9∙7413∙58and20∙33m from the meniscus in case of variational casting speed 采用了射钉法进行实验三种拉速实验条件为 0∙81∙0和1∙2m·min －1射钉位置在离液面13∙7m 和15∙7m 处．由结果分析铸坯的综合凝固系数为 25∙32mm·min －1／2凝固终点的计算值、实测值相差 0∙23m以此修正了传热模型的相关参数． 2∙2 轻压下参数优化实验 设计了14组实验来优化轻压下的关键参数． 主要考察压下位置和压下量变化对铸坯质量的影 响．铸坯规格为200mm×1550mm设计的轻压下 工艺参数如表1所示同时取了实验编号为13号和 14号两组未采用轻压下的试样作对比其拉速分别 为0∙7和0∙9m·min －1． 测量了以上实验的铸坯厚度与设定值作对比 结果如图3所示．由于扇形段的变形实际辊缝几 ·1318· 北 京 科 技 大 学 学 报 第31卷