基于结晶器模拟器研究包晶钢弯月面区域初始凝固行为及其对高速连铸的优化意义

本研究针对包晶钢高速连铸过程中弯月面区域初始凝固行为不明确的问题，通过结晶器模拟器对比分析两种拉速（Vc=10 mm·s?1与33 mm·s?1）下的凝固特性。结果表明：较高拉速下凝固系数降至1.91 mm·s?1/2，热阻（Rtot/Rslag等）与坯壳厚度减小，热通量提升0.23–0.31 MW·m?2。研究确定了0.5液相分数为坯壳厚度判定标准，揭示了拉速升高导致保护渣消耗量与液渣膜厚度降低的不利影响，为包晶钢高速连铸工艺优化提供了关键理论依据。

　　

通过结晶器模拟器（Mold Simulator）研究包晶钢在两种拉速（V_c=10 mm·s^?1和V_c=33 mm·s^?1）下弯月面区域的初始凝固现象。研究发现，当拉速从10 mm·s^?1提升至33 mm·s^?1时，坯壳凝固系数由2.04 mm·s^?1/2降低至1.91 mm·s^?1/2，同时坯壳厚度、保护渣膜厚度及各类热阻（包括总热阻R_tot、渣膜热阻R_slag、固相热阻R_s、液相热阻R_l及界面热阻R_int）均呈现下降趋势。热通量与结晶器表面温度随拉速提高而上升，在33 mm·s^?1条件下，热通量较10 mm·s^?1高出0.23–0.31 MW·m^?2，结晶器表面温度升高31.7–34.6 K。研究确认0.5液相分数为界定坯壳厚度的合适标准。然而，拉速提高也导致保护渣消耗量与液渣膜厚度减少，对凝固坯壳表面质量产生不利影响。这些发现为包晶钢高速连铸过程中的传热优化与坯壳形成控制提供了关键见解。