高碳钢连铸坯碳偏析研究取得重大突破

高碳钢连铸坯碳偏析研究取得重大突破

重庆大学材料科学与工程学院研究团队在高碳钢连铸坯碳偏析研究中取得重要突破。他们首次将时间序列自回归移动平均模型（ARMA）应用于分析连铸坯拉坯方向上的碳元素分布，为精确控制铸坯质量提供了新的理论依据。

研究团队通过ARMA模型，从固有周期和阻尼率两个维度定量分析了碳元素分布的波动特征。这一方法能够更准确地描述碳元素在连铸过程中的动态变化，为优化生产工艺提供了科学依据。

研究发现，冷却强度对铸坯不同区域的碳元素分布有显著影响：

• 在柱状晶区，强冷会减小平均固有周期和阻尼率，导致偏析程度增加；
• 在等轴晶区，强冷则会增大平均固有周期和阻尼率，降低偏析程度。

这一发现揭示了冷却条件与碳元素分布之间的定量关系，为优化冷却工艺提供了理论支持。

研究进一步揭示了不同区域碳元素分布的控制因素：

• 柱状晶区的周期和阻尼率主要受枝晶间距和温度梯度影响；
• 等轴晶区的周期和阻尼率则主要受凝固过程中的液相流动和局部冷却速率影响。

这一发现不仅对高碳钢连铸坯的质量控制具有重要指导意义，也为其他材料加工过程中的质量波动分析提供了新的思路。

在实际生产中，这一研究成果已展现出显著的应用价值。例如，宣钢通过优化工艺参数，将高碳钢连铸坯的碳偏析指数从1.12降至1.06，同时将恒拉速率从86%提升至95%，每月产量达到5万吨。

这一创新性的研究方法，为钢铁行业提供了更精细的元素分布控制手段。通过定量分析碳元素的波动特征，企业能够更精准地调整生产工艺，提高产品质量，降低生产成本。这一成果不仅适用于高碳钢生产，也为其他金属材料的连铸过程优化提供了新的参考。