二冷配水对304不锈钢连铸板坯质量的影响
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图 * (") 不锈钢板坯连铸在配水 % 下水流密度及导 热系数 ./01 * 23456 789: ;5<=/4> 3<; ?534 463<=756 @9577/@/5<4 97 (") =43/<85== =4558 =83A 34 B9% :3456 6345
度变化更为合理， 而对坯壳厚度及凝固的液心长 度影响并不大。 目前对新的配水已进行了生产实验， 实践证 明新的配水更加科学合理， 符合实际。
二冷区共分 * 段， 前 & 段为汽雾冷却， !+*段 为水冷。为研究二冷配水对 !"# 不锈钢铸坯温度 场变化的影响， 给定 & 种配水条件： 配水 , 为原配水条件， 总水量 -"* ./012， 主 占总水量的 3#’ ， 该配 要分布在二冷区的 ,、 & 段， 水不合理， 使 , 段足辊区温降太快。 配水 & 为优化后的配水条件， 总水量 3"( ./ 优 化 后 减 少 了 ,、 占总水量的 012， & 段 的 配 水， 使 , 段足辊区温降变缓， 铸坯的温度分布更 3"’ ， 均匀合理。 应用有限元法， 建立了计算连铸过程板坯温 度场 的 数 学 模 型， 并编制了方便适用的计算软
・ 试验研究 ・
二冷配水对 !"# 不锈钢连铸板坯质量的影响
赵莉萍 麻永林 赵建伟 王宝峰 张建国 曹建刚 王鹤立 丁 国
（包头钢铁学院材料系， 包头 !"#!"!） （太原钢铁集团公司） 摘 要 模拟计算了连铸拉速为 !%& ’(’)* 时， 不同二冷配水下铸坯 根据 $!# 不锈钢凝固时的结晶特性， $!# 不锈钢 连铸板坯 凝固特性 二冷配水
第 Q$ 卷第 # 期 Q!!Q 年 S 月
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第)期 赵莉萍等： 二冷配水对 (") 不锈钢连铸板坯质量的影响 ・ &* ・ ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! ! 温降快， 表面温度在 !"" # 以下， 最低达 $%" # 。 此时钢的塑性变坏， 同时坯壳较薄， 如果坯壳生长 不均匀， 在热应力和组织应力的作用下， 容易出现 漏钢和热裂纹， 这一点在实际生产中已得到证实。 为防止在连铸过程中出现漏钢和连铸坯出现 热裂纹， 改进了二冷区的配水方式。配水 % 是在 配水 & 的条件下， 将 & 段水减少 %"’ ， % 段水减少 &"’ 后的配水方案。 改进配水后坯壳表面的温度下降缓慢， 在坯 壳较薄时， 铸坯的表面温度均在 !"" # 以上， 可减 少钢坯的热应力和组织应力， 有效的防止漏钢和 热裂纹的出现， 满足 (") 钢凝固特性的要求。目 前配水 % 已在实际中应用， 效果良好。 ! 二冷配水对 !"# 钢铸坯传热特性的影响 图 * 分别为配水 & 和配水 % 时对应的 & 图 )、 段至 * 段的水流密度和导热系数。由图 ) 和图 * 可以看出 & 段的水量减少 %"’ ， % 段的水量减少 减少的水量约占原总水量的 &&’ ， 其换热 &"’ ， 系数均减少， 但减少的绝对值并不很大， 同时 & 段 和 % 段的距离也较短， 因此， 水量减少 &&’ ， 对铸 坯凝固时坯壳的生长和液心的总长度影响不大 （如图 %、 ， 液心的总长度增加了 %* ++， 约增长 (） (,-’ 。
图 & !"# 不锈钢板坯配水 , 下连铸温度场及坯壳生 长情况 7189& :;2<=6>128 >?0@?A=>BA? C1?DE =2E 6D=F 6G?DD 8A;H128 <;2E1>1;2 ;C !"# 6>=12D?66 6>??D 6D=F => I;, H=>?A A=>?
出 ! 段表面温度为 (*3 & 段表面温度为 (3# ) ， 出 # 段表面温度为 (-! ) 。在足辊区很短的 )， 距离内， 铸坯的表面温度下降了 ,*! ) ， 且二冷区 的冷却速度也超过了 ," ) /6， 距液面距离为 3%&! 0 时完全凝固。
#
结论
水量与 （&）二冷区的配水并不是越强越好， 导出的热流并不完全成正比。应当根据钢与水的 换热特性、 钢种的凝固特性以及拉速制定出相应 的配水制度。 （%）连铸二冷配水应在保证不漏 钢 的 前 提 下， 采用弱水冷却可减小热应力， 减弱柱状晶的生 长， 增大等轴晶的比例， 减轻偏析。 （(）(") 钢的二冷配水应保证在 & 段 % 段坯 壳较薄时， 铸坯表面温度不小于 !"" # ， 能够减小 热应力和组织应力， 防止热裂及漏钢。
参考文献
& % 史宸兴 1 实用连铸冶金技术 1 北京： 冶金工业出版社， &!!$ 1 ))! C883< D E1 F98/;/7/@34/9< 97 CG=45</4/@ F43/<85== F4558=1 H69<+3I/<0 3<; （-） ： F4558+3I/<0， &!!* )-* ( 赵莉萍，麻永林 1 不锈钢板坯连铸温度场凝固末端位置的研 究 , 包头钢铁学院学报， （&） ： %""%， %& &-
不锈钢板坯连铸过程实质是一个传热和相变 的过程， 这个过程决定了铸坯的最终组织状态和 性能。钢水在结晶器中凝固带走的热量仅占钢水 而 S!R 完全凝固热量的 Q!R 左右，
［"］
同时向液相内生长。当温度下降到 " #!! X 左右 液相逐渐消失。到 " $!! X 以下， !铁素体转变为 奥氏体， 成为奥氏体钢。
注到凝固结束过程中的温度场变化。连铸机为立 式板坯连铸机， 结晶器长 -"" 00， 二冷区分为五 段， 总长为 (%- 0， 产品规格为 （, "#" + , &-"）00 （,4" + &""）00。 5 图 & 为 !"# 钢连铸过程中配水 , 条件下温度 场变化及铸坯坯壳生长情况。由图 & 可看出： 当 浇钢温度为 , *"# ) ， 过热度为 ** ) ， 拉速为 "%3 铸坯出结晶器时表面温度为 (3! ) ， 坯壳 0/012， 万方数据 的厚度为 ,#%# 00。出 , 段表面温度为 -&" ) ， 出
图" U)1M " 含 9B"TR 的 U8LV)L9B 三元相图的垂直截面图 U8LV)L9B ?B)048 0,-C8 ;)-1B-’，08B08*;)H>4-B C8H?).*
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图 ! 为配水 & 条件下 !"# 钢铸坯温度场变化 及铸坯坯壳生长情况。铸坯出结晶器时表面温度 为 (3! ) ， 坯壳的厚度为 ,#%# 00。出 , 段表面温 出 & 段表面温度为 , ""# ) ， 出!段 度为 ("( ) ， 表面温度为 (44 ) ， 出 # 段表面温度为 (-- ) 。 在足辊区内铸坯的表面温度下降了 4# ) ， 距液面 距离为 3%#( 0 时完全凝固。 由计算结果可以看出： 在配水 , 的条件下 , 段和 & 段的配水较强，
的热量要在
二冷区带走。二冷区的配水比及冷却强度直接影 响到生产率及铸坯的质量。因此， 根据具体钢种 的凝固特性研究二冷区的配水制度， 对提高钢坯 的冶金质量非常重要。 > !"# 不锈钢的结晶特性 图 " 为含 "TR 9B 的 U8LV)L9B 三元垂直截面 其液相 （ /） 凝 图 ， $!# 钢的成分点位于 6 位置， 固过程为： （ 、 /! / W! ! / W!W " ! !W " ! "分别为 铁素体和奥氏体） 。结晶时， 首先从液相析出 !铁 贫 9B 的区域。温度下 素体， 而使周围成为富 V)、 万方数据 降到一定程度， 然后 " 、 !铁素体周围形成 " 相， !
［!］ 件 。利用该计算软件， 按照配水 , 和配水 & 条 件， 计算了 !"# 钢 , &4" 00 5 ,4" 00 连铸坯从浇
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温度场的变化， 分析了二冷配水对 $!# 不锈钢凝固时传热特性的影响， 并提出提高铸坯质量的二冷配水原则。 关键词
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图 * (") 不锈钢板坯连铸在配水 % 下水流密度及导 热系数 ./01 * 23456 789: ;5<=/4> 3<; ?534 463<=756 @9577/@/5<4 97 (") =43/<85== =4558 =83A 34 B9% :3456 6345
度变化更为合理， 而对坯壳厚度及凝固的液心长 度影响并不大。 目前对新的配水已进行了生产实验， 实践证 明新的配水更加科学合理， 符合实际。
二冷区共分 * 段， 前 & 段为汽雾冷却， !+*段 为水冷。为研究二冷配水对 !"# 不锈钢铸坯温度 场变化的影响， 给定 & 种配水条件： 配水 , 为原配水条件， 总水量 -"* ./012， 主 占总水量的 3#’ ， 该配 要分布在二冷区的 ,、 & 段， 水不合理， 使 , 段足辊区温降太快。 配水 & 为优化后的配水条件， 总水量 3"( ./ 优 化 后 减 少 了 ,、 占总水量的 012， & 段 的 配 水， 使 , 段足辊区温降变缓， 铸坯的温度分布更 3"’ ， 均匀合理。 应用有限元法， 建立了计算连铸过程板坯温 度场 的 数 学 模 型， 并编制了方便适用的计算软
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二冷配水对 !"# 不锈钢连铸板坯质量的影响
赵莉萍 麻永林 赵建伟 王宝峰 张建国 曹建刚 王鹤立 丁 国
（包头钢铁学院材料系， 包头 !"#!"!） （太原钢铁集团公司） 摘 要 模拟计算了连铸拉速为 !%& ’(’)* 时， 不同二冷配水下铸坯 根据 $!# 不锈钢凝固时的结晶特性， $!# 不锈钢 连铸板坯 凝固特性 二冷配水
第 Q$ 卷第 # 期 Q!!Q 年 S 月
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参考文献
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同时向液相内生长。当温度下降到 " #!! X 左右 液相逐渐消失。到 " $!! X 以下， !铁素体转变为 奥氏体， 成为奥氏体钢。
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图 ! 为配水 & 条件下 !"# 钢铸坯温度场变化 及铸坯坯壳生长情况。铸坯出结晶器时表面温度 为 (3! ) ， 坯壳的厚度为 ,#%# 00。出 , 段表面温 出 & 段表面温度为 , ""# ) ， 出!段 度为 ("( ) ， 表面温度为 (44 ) ， 出 # 段表面温度为 (-- ) 。 在足辊区内铸坯的表面温度下降了 4# ) ， 距液面 距离为 3%#( 0 时完全凝固。 由计算结果可以看出： 在配水 , 的条件下 , 段和 & 段的配水较强，
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二冷区带走。二冷区的配水比及冷却强度直接影 响到生产率及铸坯的质量。因此， 根据具体钢种 的凝固特性研究二冷区的配水制度， 对提高钢坯 的冶金质量非常重要。 > !"# 不锈钢的结晶特性 图 " 为含 "TR 9B 的 U8LV)L9B 三元垂直截面 其液相 （ /） 凝 图 ， $!# 钢的成分点位于 6 位置， 固过程为： （ 、 /! / W! ! / W!W " ! !W " ! "分别为 铁素体和奥氏体） 。结晶时， 首先从液相析出 !铁 贫 9B 的区域。温度下 素体， 而使周围成为富 V)、 万方数据 降到一定程度， 然后 " 、 !铁素体周围形成 " 相， !
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温度场的变化， 分析了二冷配水对 $!# 不锈钢凝固时传热特性的影响， 并提出提高铸坯质量的二冷配水原则。 关键词
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