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连铸技术是冶金领域的一项重大技术进步,其中二次冷却与铸机产量和铸坯质量密切相关。板坯连铸的铸坯凝固坯壳厚度是连铸生产中的一个重要参数,它直接反映了铸坯的二次冷却区的冷却状况以及连铸工艺的合理性,并为二冷制度的设计以及优化提供重要依据。在铸坯凝固过程中,中心偏析是铸坯内部质量问题,如何改善和防止产生中心偏析至关重要,所以研究铸坯凝固壳生长形貌意义重大,它不仅能判断偏析产生的位置,还能通过分析发现偏析产生的原因。研究分析铸坯凝固壳生长形貌和凝固坯壳厚度,可以为轻压下技术提供宝贵信息,还可以提高铸坯的生产质量。本文运用射钉法对重钢2号板坯连铸机生产的板坯进行凝固坯壳厚度的测量。测试针对170mm×1400mm断面的Q235A和D36两个钢种进行,测试位置为铸坯横断面1/2,1/4,1/8三处,并且利用凝固定律计算得到相应位置的凝固系数以及铸坯凝固终点位置。测试结果表明,铸坯的液相穴长度随拉速的增大而变长,铸坯1/8位置最后凝固,且此位置易产生中心偏析。建立了重钢2号板坯连铸的二冷传热数学模型,并运用温度测量仪测量铸坯横向表面温度,对传热模型的边界条件进行修正。在原有的边界条件基础上,考虑了二冷区横向水流密度分布,使传热模型更接近实际情况,模拟结果更加准确。运用板坯连铸二次冷却仿真软件对AH36钢凝固过程进行仿真模拟表明,铸坯凝固坯壳厚度以及铸坯横向内弧表面温度变化一致,但是分布不均匀,导致铸坯横向1/4位置最先凝固,1/8位置最后凝固,凝固壳形貌呈“哑铃型”,在1.1m/min拉速下1/8处的凝固末端比1/2处的凝固末端位置延后近2.5m,1.25m/min拉速下1/8处的凝固末端比1/2处延后近3m。由于铸坯横向冷却的不均匀性,致使最后凝固的1/8处的溶质高于周围区域,产生严重的偏析。通过对二冷区喷嘴进行优化布置,使得铸坯横向水流密度分布更加合理,凝固过程中凝固壳厚度以及铸坯横向内弧表面温度分布更加均匀。优化后,铸坯横向各位置的凝固终点较接近,最后凝固处为1/4位置。优化后凝固壳形貌呈“一”字型,170mm×1400mm断面铸坯的最后凝固位置1/4处的凝固末端比最先凝固位置1/2处的凝固末端延后600mm,240mm×1400mm断面铸坯1/4处的凝固末端比1/2处延后500mm。将喷嘴优化结果应用于实际生产中,经验证表明AH36钢铸坯内部质量问题得到改善。