钢带喂入钢液中熔化过程及对铸坯组织的影响

连铸坯纯净化和组织均匀化是连铸技术不断发展的动力。近年来，连铸技术取得了巨大

进步，但在连铸坯成分、组织、性能均匀性方面仍存在较大问题，主要表现为铸态组织粗大、
柱状晶发达、合金钢铸坯芯部疏松和偏析仍较严重。

结晶器喂钢带技术是将一定厚度的弹性钢带喂入结晶器，利用钢带在熔体中的熔融吸

热，改变结晶器内熔体的温度场，降低结晶器内熔体过热度和温度场梯度，同时利用钢带
的机械运动来破碎熔体枝晶组织，增加晶粒生长的形核质点，是提高铸坯等轴晶率、实现连
铸坯近等轴晶的一种可行技术，能够改善连铸生产中容易出现的铸坯偏析、疏松、裂纹等缺
陷。

连铸结晶器喂钢带技术能够提高连铸坯质量、优化铸坯凝固组织，在工业上有良好的应

用前景，受到国内外企业和研究机构的广泛关注。李维彪等对连铸结晶器喂钢带技术进行了
相关理论计算，结果表明，钢带喂入改变了结晶器内温度场的分布；模拟结果显示，钢带
在结晶器内先凝固后熔化，降低了钢水过热度和铸坯断面温度梯度，使温度分布更有利于
等轴晶结晶过程的进行，有利于铸坯形核率的提高。

目前，连铸结晶器喂钢带技术在国际上处于保密状态，如何设计合理的试验方案，研

究钢带在钢液中的熔化过程，准确判定钢带在钢液中的熔化终点，是结晶器喂带技术工业
化应用的关键之一。研究钢带喂入结晶器后直至在钢液中全部熔化过程中钢带厚度变化规律，
在实验室条件下研究钢带在钢液中的熔化过程，对实现对钢带熔化过程和熔化终点的控制
具有重要意义。

现有研究通过试验设计，在实验室条件下对钢带在不同条件下的熔化过程进行测试，

研究不同厚度钢带在钢液中的熔化规律以及对铸坯等轴晶率的影响。

试验证明钢带在钢液中熔化过程曲线呈两阶段特征，即开始时钢带残余厚度随喂入时

间增加快速，研究范围内最大增加比例可达百分之百；随着喂入时间不断增加，钢带厚度
达到最大值后开始缓慢减小，钢带开始熔化，直到钢带在钢液中全部溶化，此时钢带残余
厚度变为零。

钢带厚度和钢液过热度影响到钢带熔化终点时间。厚度增加，过冷度减小，钢带融化终

点时间长，研究范围内融化终点时间小于一百秒。

钢带喂入比定义为喂入钢带截面积与铸坯截面积比值，用来表征钢带喂入量。通过研究

不同喂入比钢带喂入对铸坯组织影响，对本成分钢液结晶器中喂入钢带的合适喂入比为百
分之一，过大的喂入比会导致铸坯芯部疏松缺陷。