La ségrégation du carbone dans les brames coulées en continu provient d'une répartition inégale du carbone entre les phases solide et liquide lors du processus de solidification. La phase solide solidifiée en premier (cristaux) contient moins de carbone, ce qui entraîne une accumulation excessive de carbone à l'interface entre le solide et le liquide, formant une zone locale à haute concentration de carbone. Ce défaut persiste tout au long du processus de laminage à chaud jusqu'à la mise en service du produit, dégradant gravement les performances de transformation du matériau, induisant des défauts de structure en bandes et de traitement thermique, et réduisant considérablement les propriétés mécaniques finales et la durée de vie du produit. Cette étude examine systématiquement la ségrégation du carbone des aciers d'alliage à faible teneur en carbone (20CrMo, 3130), à teneur moyenne en carbone (4142, 45) et à haute teneur en carbone (GCr15) sous différents paramètres de coulée continue (surgir, vitesse d'extraction, agitation électromagnétique du cristalliseur). L'étude définit clairement les fenêtres de procédé optimales pour les aciers typiques. Pour des brames de dimensions 170 mm × 170 mm, il est recommandé, pour l'acier faiblement allié 20CrMo, un surgir de 20~25 ℃, une vitesse d'extraction ≤1,60 m/min, un courant M-EMS de 195~205 A ; pour l'acier moyennement allié 4142SR, un surgir de 20~28 ℃, une vitesse d'extraction de 1,58~1,62 m/min, un courant M-EMS de 200~208 A ; pour l'acier fortement allié GCr15, un surgir de 18~25 ℃, une vitesse d'extraction ≤1,16 m/min, un courant M-EMS de 195~202 A. Les résultats principaux indiquent : 1) l'effet de la teneur en carbone, avec l'augmentation de la teneur en carbone, la proportion de ségrégation négative du centre à la moitié du rayon des brames diminue de 45 % à 28 %, et le rapport de ségrégation négative entre la courbe intérieure et extérieure diminue de 1,5 à 1,24 ; 2) l'impact du surgir, où, à vitesse d'extraction et agitation électromagnétique constantes, un surgir de la fonte entre 20~30 ℃ permet d'obtenir l'indice de ségrégation carbone optimal (le plus bas) ; 3) l'effet de l'agitation électromagnétique, où, dans une plage spécifique d'intensité de champ magnétique, un renforcement de l'agitation électromagnétique du cristalliseur réduit efficacement la plage de fluctuation de l'indice de ségrégation du carbone ; 4) l'influence de la vitesse d'extraction, où une augmentation de la vitesse d'extraction entraîne une augmentation significative de l'indice de ségrégation du carbone dans les brames. Cette étude révèle quantitativement la relation entre les paramètres clés du procédé de coulée continue et la ségrégation du carbone dans les aciers à différentes teneurs en carbone, fournissant une base directe pour un contrôle efficace de la ségrégation du carbone dans la production industrielle par l'optimisation du surgir, de l'intensité de l'agitation électromagnétique et de la vitesse d'extraction, en insistant particulièrement sur la nécessité d'une optimisation spécifique selon la teneur en carbone de l'acier.

Ségrégation du carbone; agitation électromagnétique; vitesse d'extraction en coulée continue; surgir