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摘要
直接轧制工艺中常存在铸坯头尾温差大的问题，控制铸坯温度的均匀性有利于减小棒材性能波动，对棒材生产具有重要意义。利用数值模拟研究了铸坯切断后不同部位的温度场变化，发现3 m/min拉速下，铸坯切断后头尾表面温差约为85 ℃，且其随运输时间增加而减小，但运输时间过长会导致铸坯温度无法满足轧制要求。针对铸坯头尾温差大的问题，提出了在连铸切割机后增设阶段冷却装置，同样利用数值模拟研究了增设阶段冷却装置对铸坯温度场的影响。结果表明，增设阶段冷却装置可有效减小连铸坯头尾温差，水流密度与铸坯长度基本呈抛物线关系，出冷却装置时的连铸坯头尾温差降低至约35 ℃，粗轧机入口处铸坯中部的芯表温差减小约9 ℃，尾部的芯表温差增大约19 ℃，阶段冷却装置对芯表温差的影响基本消除。根据计算结果对阶段冷却装置的关键工艺参数进行设计，利用某企业生产线进行阶段应用试验，对棒材屈服强度和抗拉强度等力学性能进行了研究。发现屈服强度和抗拉强度的波动范围为30 MPa，棒材性能均匀性得到有效控制，同时棒材屈服强度远高于415 MPa的要求，为减少炼钢过程的合金消耗提供了有利条件。研究结果为阶段冷却装置实际应用提供参考和依据，同时为钢铁企业控制铸坯头尾温差和棒材性能均匀性提供了新思路。
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