La segregación de carbono en las palanquillas de colada continua se debe a la distribución desigual del carbono entre las fases sólida y líquida durante el proceso de solidificación. La fase sólida que se solidifica primero (cristales) tiene un contenido de carbono más bajo, lo que provoca la acumulación excesiva de carbono en la fase líquida en frente de la interfaz sólido-líquido, formando una zona localizada de alto carbono. Este defecto atraviesa todo el proceso desde el laminado en caliente hasta la vida útil del producto, deteriorando gravemente el rendimiento de procesamiento del material, causando defectos de estructura en bandas y defectos de tratamiento térmico, y reduciendo significativamente las propiedades mecánicas finales y la vida útil del producto. Este estudio investiga sistemáticamente las reglas de segregación de carbono en aceros aleados bajos en carbono (20CrMo, 3130), aceros aleados medios en carbono (4142, 45) y aceros aleados altos en carbono (GCr15) bajo diferentes parámetros del proceso de colada continua (sobrecalentamiento, velocidad de extracción, agitación electromagnética del cristalizador). El estudio define claramente las ventanas de proceso optimizadas para los tipos típicos de acero. Para palanquillas de 170 mm × 170 mm, se recomienda para el acero bajo en carbono 20CrMo un sobrecalentamiento de 20~25 ℃, velocidad de extracción ≤1.60 m/min, corriente M-EMS de 195~205 A; para acero medio en carbono 4142SR un sobrecalentamiento de 20~28 ℃, velocidad de extracción de 1.58~1.62 m/min, corriente M-EMS de 200~208 A; para acero alto en carbono GCr15 un sobrecalentamiento de 18~25 ℃, velocidad de extracción ≤1.16 m/min, corriente M-EMS de 195~202 A. Los resultados principales indican: 1) efecto del contenido de carbono donde, con el aumento del contenido de carbono, la proporción de segregación negativa desde el centro hasta la mitad del radio de la palanquilla disminuye del 45% al 28%, y la relación de segregación negativa arco interior/arco exterior disminuye de 1.5 a 1.24; 2) efecto del sobrecalentamiento donde, con velocidad de extracción y agitación electromagnética constantes, un sobrecalentamiento del acero en la cucharada de 20~30 ℃ produce el índice óptimo (mínimo) de segregación de carbono; 3) efecto de la agitación electromagnética donde, dentro de un rango específico de intensidad del campo magnético, aumentar la agitación electromagnética del cristalizador reduce eficazmente la fluctuación del índice de segregación de carbono; 4) efecto de la velocidad de extracción donde un aumento en la velocidad de extracción provoca un aumento significativo en el índice de segregación de carbono en la palanquilla. Este estudio revela cuantitativamente la ley de influencia de parámetros clave del proceso de colada continua en la segregación de carbono en aceros de diferentes contenidos de carbono, proporcionando una base directa para el control efectivo de la segregación de carbono mediante la optimización del sobrecalentamiento, la intensidad de agitación electromagnética y la velocidad de extracción en la producción industrial, enfatizando especialmente la necesidad de optimización específica según el contenido de carbono del acero.

Segregación de carbono; agitación electromagnética; velocidad de extracción en colada continua; sobrecalentamiento