1、在連鑄過程中經(jīng)常形成裂紋和凹陷等表面缺陷。研究表明，連鑄坯的表面缺陷大多形成于結(jié)晶器內(nèi)，而氣隙的產(chǎn)生與不均勻分布則直接引起了初生坯殼的不均勻生長，由此產(chǎn)生熱應(yīng)力集中，最終引起表面裂紋的出現(xiàn)。凝固過程中高溫相變引起的線收縮對于氣隙的形成有很大影響，因此有必要研究其對結(jié)晶器內(nèi)溫度場與應(yīng)力分布的影響。在實際連鑄過程和模擬計算中，結(jié)晶器偏角部位置存在一個溫度較高的熱點區(qū)域，此處坯殼表面溫度最高，坯殼最薄，容易出現(xiàn)凹陷及裂紋，需要在結(jié)晶器設(shè)計方面

2、加以考慮。
　　針對以上問題，本文通過對某鋼廠提供的完整Q345B板坯及HRB400E小方坯漏鋼坯殼的測量研究并將坯殼周期性生長規(guī)律與高溫相轉(zhuǎn)變影響因素整合到傳熱模型中，建立了板坯及小方坯的熱力耦合數(shù)學(xué)模型。利用商業(yè)模擬軟件ANSYS，計算了不同拉速、過熱度以及δ鐵素體轉(zhuǎn)變量下Q345B板坯結(jié)晶器內(nèi)溫度場與應(yīng)力場分布。根據(jù)實際生產(chǎn)工藝對HRB400E小方坯結(jié)晶器內(nèi)溫度場與應(yīng)力場進(jìn)行了模擬計算。針對偏角部熱點區(qū)凹陷的問題，結(jié)合建立的

3、結(jié)晶器內(nèi)熱力耦合模型，分別對三種不同橫向曲面設(shè)計結(jié)晶器的溫度場與應(yīng)力場分布進(jìn)行了計算。
　　計算結(jié)果表明：在Q345B板坯連鑄過程中，沿拉坯方向，在距彎月面200mm處開始坯殼表面溫度、坯殼厚度均呈現(xiàn)周期性波動。拉速、過熱度以及δ鐵素體轉(zhuǎn)變量對于結(jié)晶器內(nèi)坯殼溫度場與應(yīng)力場分布均有較大影響。研究控制高溫凝固過程中δ鐵素體轉(zhuǎn)變，并適當(dāng)提高拉速以及降低鋼水過熱度能夠在一定程度上減小坯殼表面溫度、坯殼厚度以及應(yīng)力波動，降低鑄坯發(fā)生橫向及縱

4、向裂紋風(fēng)險，并有利于減小坯殼偏角部凹陷發(fā)生。而在HRB400E小方坯的連鑄過程中，結(jié)晶器內(nèi)沿拉坯方向距彎月面110 mm處開始鑄坯表面溫度開始呈現(xiàn)周期性分布。坯殼表面橫向溫度最高點位于偏角部20mm處并且沿拉坯方向位置固定。小方坯角部坯殼表面溫度與應(yīng)力分布不均勻程度均高于中心區(qū)域，較容易產(chǎn)生裂紋等缺陷。將模擬的坯殼厚度與實測坯殼厚度進(jìn)行了比較，模擬值與實測坯殼厚度分布規(guī)律一致，驗證了模型的可靠性。
　　通過對三種橫向曲面設(shè)計結(jié)晶器