李辉成，徐必靖，任振海，陈占领，朱富强，邹 晋

(1.江苏常州中天钢铁集团，江苏 常州 213011； 2.江西省科学院 应用物理研究所，江西 南昌 330096)

连铸坯偏析程度会直接影响轧制后棒材的成分、组织均匀性和力学性能，最终影响终端产品的使用性能，因此铸坯均质化一直是影响棒材质量的瓶颈问题[1]。行业对连铸坯均质化主要通过控制铸坯的连铸工艺参数，如过热度、拉速、比水量等；采用物理场处理，如电磁搅拌(E-EMS/S-EMS/F-EMS)、脉冲磁致振荡(PMO)、轻压下等干预手段控制铸坯成分偏析程度[5-7]。

对一些偏析要求比较严格的钢种，如轴承钢、齿轮钢等，现有的连铸控制手段已不能满足成分偏析控制要求，在生产流程中常用补充手段，如轧制前工序的加热炉高温扩散处理[8-10]。由于轧制生产连续性，铸坯在加热炉内一直处于高温状态，其内部的成分动态变化情况无法检测或者获取。现有的加热工艺制定主要是根据实际操作经验或行业经验来确定，缺乏具体的量化指标参考，如加热时间、加热温度因素与铸坯内部成分变化的量化关系。本文以Fick第二定律为基础，通过二阶偏微分方程求解，并结合初始条件和边界条件，简化求解方形铸坯横断面一维扩散方程式，建立连铸坯中的碳高温扩散预测模型。然后，通过160 mm×160 mm高碳GCr15的中心碳成分在不同高温扩散下的变化进行验证。

1 高温扩散模型

连铸坯中碳扩散适用于Fick第二定律，即

(1)

为了便于计算，假设碳扩散为一维方向扩散，铸坯碳成分……