CN102527975B - 一种改善方圆坯中心偏析及缩孔的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改善方圆坯中心偏析及缩孔的方法，在对铸坯实施冷却时，采用铸坯内外弧方向冷却强度一致、左右侧方向冷却强度一致而内外弧方向冷却强度大于左右侧方向冷却强度的冷却方式，使铸坯内外弧方向的凝固壳生长速率相对较快，而左右侧方向的生长速率相对较慢，从而使得铸坯凝固末端的液芯为一个在内外弧方向被压扁、左右侧方向被拉长的长形区域。本发明通过控制偏析溶质元素及凝固收缩的分配方式，避免铸坯中心小范围偏析富集，从而有效地改善方圆坯等断面宽厚尺寸相近的连铸坯的中心偏析及缩孔，成效明显且效果稳定，简单易行，成本低，实施的性价比高。同时有利于连铸动态轻压下技术和末端电磁搅拌技术的实施。

Description

一种改善方圆坯中心偏析及缩孔的方法

技术领域

本发明涉及钢铁材料及其他金属材料的连续浇铸成型技术，具体指一种改善连铸坯中心偏析及缩孔的方法，该方法主要适用于各种断面宽厚尺寸相近的连铸坯的浇铸凝固过程，特别是方坯连铸、矩形坯连铸和圆坯连铸凝固过程。

背景技术

以其高效率、高成材率、低能耗和高质量等优越性，钢铁连铸取代了模铸，并得到了迅速的发展。随着钢铁行业的高速发展，国内外钢产量已经达到了饱和状态，钢产品的质量成了钢铁行业发展的重要目标。连铸坯的质量对后续产品的生产及最终产品质量有重要影响。高质量铸坯的生产，成了连铸生产企业和连铸工作者的主要目标。提升钢铁产品质量已经成为钢铁企业提高竞争力的主要途径。目前国内对高端钢产品的连铸生产仍处于技术瓶颈，连铸坯中心偏析、中心缩孔等缺陷得不到有效控制。现有连铸技术已无法满足高质量铸坯生产的要求，新技术的研究开发及产业化极其重要。

钢中存在着其他溶质元素，如：C、Mn、P、S及一些微合金元素。由于在金属液相和固相中的溶解度不同，在浇铸凝固过程中，这些溶质元素可能会在局部区域大量聚集，导致铸坯中心的C、Mn、P、S等元素的含量明显高于其他部位，这即是中心偏析，导致铸坯探伤不合格。中心偏析和中心疏松、缩孔密切相关，铸坯中心偏析通常伴随着中心疏松和中心缩孔。

钢铁浇铸过程中存在凝固收缩。在铸坯凝固末期，液芯固相率较高，钢液粘稠流动困难；凝固末端处的凝固速度较快，且相邻枝晶生长造成了“搭桥”，阻止了钢液向桥下面钢液凝固收缩的及时补充；铸坯完全凝固后，得不到钢液补缩的铸坯中心就留下了孔隙，即中心缩孔。

图1 a为连铸方坯的中心偏析实物形态图。图1 b为连铸圆坯的中心缩孔实物形态图。

中心偏析和缩孔为连铸坯的重要质量缺陷，会降低钢的机械性能和耐腐蚀性能等使用性能，在制造线材时经常会发生拉拔断线，严重危害后续产品的质量。中心偏析和缩孔是衡量连铸坯质量的一个重要指标，为连铸坯质量不合格的主要因素之一。要实现高质量铸坯的连铸生产，必须减少甚至消除这些质量缺陷。

现有的解决方法措施分析：

目前国内外对于连铸坯中心偏析和中心缩孔的研究较多。根据已有文献，减轻铸坯中心偏析和中心缩孔的方法可归纳为以下几种：1) 凝固末端强冷；2) 控制钢液成分和纯净度；3) 控制冷却强度；4) 控制钢液的流动及凝固组织； 5) 电磁搅拌；6) 轻压下技术。

凝固末端强冷是指在铸坯的凝固末端执行强冷，使铸坯迅速收缩，挤压液芯，使钢液回流，偏析溶质重新分配，减轻铸坯中心偏析；同时通过铸坯收缩挤压，减轻和消除铸坯中心缩孔，其原理类似于轻压下。但是，该方法的有效实施存在以下几个方面的限制：1) 连铸过程中铸坯的凝固末端位置随连铸工艺参数的变化而变化，实际操作中不易准确确定；2) 该方法通常采用的是静态控制，不能在线动态调节控制凝固末端位置的水量，使得强冷控制不一定能够准确实施在凝固末端位置上；3) 末端较强的冷却可能会带来铸坯裂纹等新的质量缺陷。因此，此方法的实施效果不太理想。

通过改善钢液的成分和纯净度来改善连铸坯偏析及缩孔不太现实。由于钢种和性能的要求，钢种的化学成分及元素是无法调整的。因此，控制钢液成分和纯净度的可行性较差；而且，效果也受到炼钢和精炼技术水平的限制。

连铸冷却强度与铸坯钢种以及连铸机的结构有很大关系。连铸机有一个固定的冶金长度，连铸坯必须在一定拉坯距离内完全凝固，铸坯的冷却强度不能无限度地降低。部分钢种不能采用强冷，否则易产生裂纹等缺陷。因此，通过控制冷却强度来改善中心偏析和缩孔的局限性比较大。

连铸过程中，可采用控制钢液流动的方法来改变铸坯的凝固组织，从而改善连铸坯的中心偏析和缩孔。通常在结晶器区域采用各种方法控制钢液流场和温度场，增加等轴晶率和控制凝固组织。但是，由于鼓肚变形等问题，在二冷区的钢液流动控制较难，铸坯的中心偏析不易控制。因此，通过此方法来改善铸坯中心偏析和缩孔的效果有限。

电磁搅拌技术是借助在铸坯液相穴中感生的电磁力，加强钢水的运动。改善铸坯中心偏析和中心缩孔效果最好的电磁搅拌技术为凝固末端电磁搅拌(F-EMS)。即在连铸坯凝固末端位置，通过电磁搅拌加强连铸坯液相穴的钢液流动，打断“搭桥”的枝晶，加强钢水补缩，促使富集的偏析溶质回流再分配，可以一定程度上改善连铸坯的中心偏析和中心缩孔。但凝固末端电磁搅拌的安装位置是固定的，没有实施动态调节；而实际连铸中，铸坯的凝固末端随着工艺参数 (如拉速、过热度、冷却工艺、钢种等) 而变化；连铸坯凝固末端位置与F-EMS的安装位置是否一致成为了实际操作中的技术局限和难点。实际连铸中，很难做到准确地在连铸坯凝固末端实施电磁搅拌。因此，凝固末端电磁搅拌的使用效果稳定性受到各种因素的影响，而且电磁搅拌技术的实施大大增加了连铸生产成本。

目前，使用较为广泛，效果相对较明显的改善中心偏析和缩孔的方法为动态轻压下技术。连铸二冷动态轻压下技术是在连铸过程中，采用数学模型在线预测连铸坯的凝固末端，并对辊缝实施动态调整缝，在连铸坯的凝固末端实施轻压下，减少连铸坯中心疏松、中心缩孔，并促使铸坯液相穴的钢液回流再分配，减轻连铸坯中心偏析。在实际生产应用中，动态轻压下技术的实施效果，与凝固末端位置的准确确定密切相关。如果预测的凝固末端位置准确，实施的效果较好；反之，则无明显效果，甚至恶化铸坯质量。由于计算速度要求，动态轻压下通常采用一维凝固传热模型，无法预测铸坯凝固末端的形状，且对连铸传热边界条件作了很多的假设，凝固末端位置预测的准确性受到影响，这都直接关系到实际生产应用的效果。总体来说，实际生产中动态轻压下技术对铸坯中心偏析和缩孔的改善成效明显，但技术应用的效果不够稳定。此外，连铸动态轻压下装备成本及运行成本较高，增加了连铸生产成本。

综上所述，在连铸凝固末端对铸坯的中心偏析和中心缩孔进行控制为最有效的手段。目前比较有效的控制改善方法的成本代价均比较高，且控制改善效果不够稳定。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种运行成本低的改善断面宽厚尺寸相近的连铸坯中心偏析及缩孔效果明显且效果稳定的方法，本方法特别适合方圆坯。

本发明的技术方案为：

一种改善方圆坯中心偏析及缩孔的方法，其技术要点在于：在对铸坯实施冷却时，采用铸坯内外弧方向冷却强度一致、左右侧方向冷却强度一致而内外弧方向冷却强度大于左右侧方向冷却强度的冷却方式，使铸坯内外弧方向的凝固壳生长速率相对较快，而左右侧方向的生长速率相对较慢，从而使得铸坯凝固末端的液芯为一个在内外弧方向被压扁、左右侧方向被拉长的长形区域。

所述铸坯内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度可以按下述两种方法确定。

方法一

① 借助计算机数值仿真技术，采用连铸二维凝固传热仿真模型，细化考虑二冷各区每排喷嘴横向水流密度分布对传热边界条件的影响，模拟分析内外弧方向和左右侧方向在不同冷却强度下铸坯的温度分布、凝固壳生长形貌以及凝固末端的液芯形态；内外弧方向和左右侧方向不同的冷却强度即对应不同的冷却方式；

② 在不同冷却方式下，内外弧方向的冷却强度不能过强以避免铸坯裂纹，左右侧方向的冷却强度不能过弱以避免坯壳厚度太薄而导致漏钢；针对不同冷却方式预测分析连铸坯凝固壳生长形貌以及凝固末端液芯宽度，在避免漏钢和裂纹产生的前提下，研究获得模拟状态下最优的冷却方式；模拟状态下最优的冷却方式是偏析溶质及凝固收缩分配面积最大的那种冷却方式，即凝固末端处液芯在两侧面方向上长度最大的那种冷却方式；

③ 将模拟状态下最优的铸坯冷却方式应用到实际连铸中，通过对实际生产的铸坯进行低倍分析，研究铸坯中心偏析以及中心缩孔状况，如果中心偏析及中心缩孔满足铸坯质量要求，则该模拟状态下最优的铸坯冷却方式对应的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度即为实际的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强；否则进行下一步；

④ 将前一步铸坯实际中心偏析分布状态以及中心缩孔状况信息反馈回到模拟仿真分析中，对第②步模拟状态下最优的冷却方式进行调整，得到模拟状态下更优化的冷却方式；

⑤ 将该模拟状态下更优化的铸坯冷却方式应用到实际连铸生产中，通过对实际生产的铸坯进行低倍分析，研究铸坯中心偏析以及中心缩孔状况，如果中心偏析及中心缩孔满足铸坯质量要求，则该模拟状态下更优化的铸坯冷却方式对应的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度即为实际的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强；否则对前面得到的更优化的冷却方式进行调整，得到进一步优化的冷却方式并应用于实际连铸生产中，直到实际铸坯中心偏析及中心缩孔满足铸坯质量要求，此时的冷却方式对应的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度即为实际的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强。

方法二

① 借助计算机数值仿真技术，采用连铸二维凝固传热仿真模型，细化考虑二冷各区每排喷嘴横向水流密度分布对传热边界条件的影响，模拟分析内外弧方向和左右侧方向在不同冷却强度下铸坯的温度分布、凝固壳生长形貌以及凝固末端的液芯形态；内外弧方向和左右侧方向不同的冷却强度即对应不同的冷却方式，每种冷却方式应避免漏钢和裂纹产生；

② 在不同冷却方式下，内外弧方向的冷却强度不能过强以避免铸坯裂纹，左右侧方向的冷却强度不能过弱以避免坯壳厚度太薄而导致漏钢；针对不同冷却方式预测分析连铸坯凝固壳生长形貌以及凝固末端液芯宽度，在避免漏钢和裂纹产生的前提下，将偏析溶质及凝固收缩分配面积最大，即凝固末端处液芯在两侧面方向上长度最大，的那种冷却方式作为最优的冷却方式并应用到实际连铸生产中，该最优的冷却方式对应的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度即为实际的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强。

与现有的中心偏析及缩孔改善技术相比，本发明具有如下有益效果：

① 采用本连铸冷却工艺，通过控制调整断面宽厚尺寸相近的连铸坯的凝固末端液芯形态，控制偏析溶质元素及凝固收缩的分配方式，避免铸坯中心小范围偏析富集，从而有效地改善方圆坯等断面宽厚尺寸相近的连铸坯的中心偏析及缩孔。

② 本发明从中心偏析和缩孔产生的机理出发，通过控制凝固过程中偏析溶质元素及凝固收缩的分配方式来改善铸坯中心偏析和缩孔，成效明显且效果稳定。本方法结合数值仿真技术，对连铸冷却工艺进行改进，简单易行，成本低，实施的性价比高。

③ 本发明使连铸坯凝固末端的液芯横向面积扩大，不但可以将扩大偏析溶质元素和凝固收缩的分配面积，而且有利于连铸动态轻压下技术和末端电磁搅拌技术的实施。在对铸坯实施凝固末端压下或搅拌时，宽大的液芯面积有利于偏析溶质元素的回流再分配，为连铸动态轻压下和电磁搅拌的有效实施提供了有利条件，提高其实施效率。

附图说明

图1 a-连铸方坯的中心偏析实物形态图。

图1 b-连铸圆坯的中心缩孔实物形态图。

图2a-连铸方坯凝固末端液芯形态及偏析示意图。

图2b-连铸圆坯凝固末端液芯形态及偏析示意图。

图3a-非对称冷却下连铸方坯凝固末端形态及偏析示意图。

图3b-非对称冷却下连铸圆坯凝固末端形态及偏析示意图。

具体实施方式

在连铸过程中，铸坯从外往里逐渐凝固。由于连铸坯偏析溶质元素在液相中的溶解度比固相的大，钢中的偏析溶质元素容易在凝固过程中富集到铸坯中心部位的液芯。因此，在铸坯外部的初生坯壳里偏析溶质元素相对较少，而在内部的最终凝固区域相对较多，甚至出现大量富集，造成中心偏析。在铸坯凝固末期，液芯固相率较高，钢液粘稠流动困难；凝固末端处的凝固速度较快，且相邻枝晶生长造成了“搭桥”，阻止了钢液向桥下面钢液凝固收缩的及时补充；铸坯完全凝固后，得不到钢液补缩的铸坯中心就留下了孔隙，形成铸坯中心缩孔。对于断面宽厚尺寸相近的连铸坯，铸坯的各个面或圆周面的二次冷却强度通常设定为相同。而且，由于尺寸相近，不均匀的横向冷却强度分布对其液芯形状的影响相对很小。宽厚尺寸相近的连铸坯的凝固末端的液芯通常为铸坯中心一个点，如图2a图2b所示。因此，在铸坯中心的凝固末端小范围区域里，偏析溶质元素大量富集，造成铸坯中心的偏析严重，且铸坯凝固收缩形成的孔隙聚集在此小区域内，形成严重的中心缩孔，从而导致铸坯质量探伤不合格。

本发明的原理是，在铸坯不同方向上实施非对称冷却，在内、外弧方向实施相对强冷，而在侧面方向实施相对弱冷。如图3a图3b所示，采用非对称冷却方法后，连铸坯内、外弧方向的凝固壳生长速率相对较快，而侧面方向的生长速率相对较慢，使得铸坯凝固末端的液芯为一个平行于内外弧面的长形区域，而不是铸坯中心的一个小区域。因此，铸坯的凝固终端由一个点变成了一条平行于内外弧面的线，钢中的偏析溶质元素可以均匀地分配到这条线上，避免大量偏析溶质元素在一个点上局部富集，减轻改善了铸坯的中心偏析局部恶化问题。同时，铸坯的凝固收缩也不会全部作用在铸坯中心一个点上，而是分配到了凝固末端这条线上，避免了严重的铸坯中心缩孔，从而优化改善铸坯的内部质量，提高铸坯质量探伤合格率。本发明最优目标为：在避免漏钢和裂纹产生的前提下，铸坯凝固末端的液芯面积最大化，即凝固末端处液芯在两侧面方向上长度最大，这样铸坯的偏析溶质元素以及凝固收缩尽可能地分布到最大的面积区域，避免局部偏析及缩孔严重，从而减轻改善连铸坯的中心偏析和中心缩孔。鉴于铸坯溶质偏析及凝固收缩无法从根源上去除，实际生产中只需要中心偏析及中心缩孔满足铸坯质量要求即可。

本发明改善方圆坯中心偏析及缩孔的方法具体为：在对连铸坯实施冷却时，采用铸坯内外弧方向冷却强度一致、左右侧方向冷却强度一致而内外弧方向冷却强度大于左右侧方向冷却强度的冷却方式，使铸坯内外弧方向的凝固壳生长速率相对较快，而左右侧方向的生长速率相对较慢，从而使得铸坯凝固末端的液芯为一个在内外弧方向被压扁、左右侧方向被拉长的长形区域。

铸坯内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度可以按下述方法确定。

① 借助计算机数值仿真技术，采用连铸二维凝固传热仿真模型，细化考虑二冷各区每排喷嘴横向水流密度分布对传热边界条件的影响，模拟分析内外弧方向和左右侧方向在不同冷却强度下铸坯的温度分布、凝固壳生长形貌以及凝固末端的液芯形态；内外弧方向和左右侧方向不同的冷却强度即对应不同的冷却方式；

② 在不同冷却方式下，内外弧方向的冷却强度不能过强以避免铸坯裂纹，左右侧方向的冷却强度不能过弱以避免坯壳厚度太薄而导致漏钢；针对不同冷却方式预测分析连铸坯凝固壳生长形貌以及凝固末端液芯宽度，在避免漏钢和裂纹产生的前提下，研究获得模拟状态下最优的冷却方式；模拟状态下最优的冷却方式是偏析溶质及凝固收缩分配面积最大的那种冷却方式；随着铸坯凝固的不断进行，长形液芯区域面积不断减小，内外弧方向上的液芯厚度减小到一定值后，液芯的固相率较高，偏析溶质元素无法再运动和聚集，凝固收缩空隙也无法再得到填充，此时如果两侧面方向上的液芯长度越大，偏析溶质及凝固收缩的分配面积就越大；换句话说，模拟状态下最优的冷却方式即是凝固末端处液芯在两侧面方向上长度最大的那种冷却方式；

③ 将模拟状态下最优的铸坯冷却方式应用到实际连铸中，通过对实际生产的铸坯进行低倍分析，研究铸坯中心偏析以及中心缩孔状况，如果中心偏析及中心缩孔满足铸坯质量要求，则该模拟状态下最优的铸坯冷却方式对应的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度即为实际的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强；否则进行下一步；

④ 将前一步铸坯实际中心偏析分布状态以及中心缩孔状况信息反馈回到模拟仿真分析中，对第②步模拟状态下最优的冷却方式进行调整，得到模拟状态下更优化的冷却方式；

⑤ 将该模拟状态下更优化的铸坯冷却方式应用到实际连铸生产中，通过对实际生产的铸坯进行低倍分析，研究铸坯中心偏析以及中心缩孔状况，如果中心偏析及中心缩孔满足铸坯质量要求，则该模拟状态下更优化的铸坯冷却方式对应的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度即为实际的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强；否则对前面得到的更优化的冷却方式进行调整，得到进一步优化的冷却方式并应用于实际连铸，直到实际铸坯中心偏析及中心缩孔满足铸坯质量要求，此时的冷却方式对应的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度即为实际的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强。

由于钢铁的凝固特性以及钢种化学成分的限制，连铸坯中或多或少总会存在偏析和空隙现象，很难完全消除，只能尽量地将其控制在钢坯质量要求允许的范围内。铸坯钢种化学成分固定，钢种的偏析溶质元素的量无法改变，凝固收缩也无法避免；但是，可以在凝固过程中采取相应的措施来控制钢中偏析溶质元素以及缩孔的分配方式。本发明正是基于这样的思想而通过冷却强度差异来改变液芯的形状和大小而改善铸坯中心偏析及缩孔。

连铸坯的中心偏析及缩孔均产生于凝固过程中。本发明从中心偏析及缩孔的产生机理出发，通过改变铸坯凝固末端的液芯形态，结合连铸冷却工艺，控制偏析溶质元素及凝固收缩的分配方式，提出一种简单易行、低成本、成效明显的基于非对称冷却的改善铸坯中心偏析及缩孔的新方法，从而避免局部中心偏析及缩孔严重。经过大量的分析研究证明，该方法完全可行，可以有效地减轻改善断面宽厚尺寸相近的连铸坯，尤其是连铸方坯、矩形坯和圆坯的中心偏析及缩孔。本方法可以应用于各种断面宽厚尺寸相近的连铸坯的浇铸凝固过程，特别是方坯连铸、矩形坯连铸和圆坯连铸过程。本发明对改善连铸坯质量，提高连铸坯探伤合格率，实现优质连铸生产有重大的意义。

Claims (2)

1.一种改善方、圆坯中心偏析及缩孔的方法，其特征在于：在对连铸坯实施冷却时，采用铸坯内外弧方向冷却强度一致、左右侧方向冷却强度一致而内外弧方向冷却强度大于左右侧方向冷却强度的冷却方式，使铸坯内外弧方向的凝固壳生长速率相对较快，而左右侧方向的生长速率相对较慢，从而使得铸坯凝固末端的液芯为一个在内外弧方向被压扁、左右侧方向被拉长的长形区域；

所述铸坯内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度是按下述步骤确定的，

① 借助计算机数值仿真技术，采用连铸二维凝固传热仿真模型，细化考虑二冷各区每排喷嘴横向水流密度分布对传热边界条件的影响，模拟分析内外弧方向和左右侧方向在不同冷却强度下铸坯的温度分布、凝固壳生长形貌以及凝固末端的液芯形态；内外弧方向和左右侧方向不同的冷却强度即对应不同的冷却方式；

②针对不同冷却方式预测分析连铸坯凝固壳生长形貌以及凝固末端液芯宽度，在避免漏钢和裂纹产生的前提下，研究获得模拟状态下最优的冷却方式，模拟状态下最优的冷却方式是偏析溶质及凝固收缩分配面积最大的那种冷却方式；

③ 将模拟状态下最优的铸坯冷却方式应用到实际连铸中，通过对实际生产的铸坯进行低倍分析，研究铸坯中心偏析以及中心缩孔状况，如果中心偏析及中心缩孔满足铸坯质量要求，则该模拟状态下最优的铸坯冷却方式对应的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度即为实际的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度；否则进行下一步；

④ 将前一步铸坯实际中心偏析分布状态以及中心缩孔状况信息反馈回到模拟仿真分析中，对第②步模拟状态下最优的冷却方式进行调整，得到模拟状态下更优化的冷却方式；

⑤ 将该模拟状态下更优化的铸坯冷却方式应用到实际连铸生产中，通过对实际生产的铸坯进行低倍分析，研究铸坯中心偏析以及中心缩孔状况，如果中心偏析及中心缩孔满足铸坯质量要求，则该模拟状态下更优化的铸坯冷却方式对应的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度即为实际的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度；否则对前面得到的更优化的冷却方式进行调整，得到进一步优化的冷却方式并应用于实际连铸生产中，直到实际铸坯中心偏析及中心缩孔满足铸坯质量要求，此时的冷却方式对应的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度即为实际的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度。

2.一种改善方、圆坯中心偏析及缩孔的方法，其特征在于：在对连铸坯实施冷却时，采用铸坯内外弧方向冷却强度一致、左右侧方向冷却强度一致而内外弧方向冷却强度大于左右侧方向冷却强度的冷却方式，使铸坯内外弧方向的凝固壳生长速率相对较快，而左右侧方向的生长速率相对较慢，从而使得铸坯凝固末端的液芯为一个在内外弧方向被压扁、左右侧方向被拉长的长形区域；

所述铸坯内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度是按下述步骤确定的，

① 借助计算机数值仿真技术，采用连铸二维凝固传热仿真模型，细化考虑二冷各区每排喷嘴横向水流密度分布对传热边界条件的影响，模拟分析内外弧方向和左右侧方向在不同冷却强度下铸坯的温度分布、凝固壳生长形貌以及凝固末端的液芯形态；内外弧方向和左右侧方向不同的冷却强度即对应不同的冷却方式，每种冷却方式应避免漏钢和裂纹产生；

②针对不同冷却方式预测分析连铸坯凝固壳生长形貌以及凝固末端液芯宽度，在避免漏钢和裂纹产生的前提下，将偏析溶质及凝固收缩分配面积最大的那种冷却方式作为最优的冷却方式并应用到实际连铸生产中，该最优的冷却方式对应的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度即为实际的内外弧方向冷却强度和左右侧方向冷却强度。

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