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板坯连铸机二次冷却配水研究 板坯连铸机二次冷却配水研究 总第１０１期２００６年第１期 文章编号：１６７２－１１５２（２００６）０１－００２５－０２ ＳＨＡＮＸＩＭＥＴＡＬＬＵＲＧＹ Ｔｏｔａｌ１０１Ｎｏ．１，２００６ 板坯连铸机二次冷却配水研究 （１．山西新临钢钢铁有限公司，山西临汾０４１０００；２．北京科技大学冶金与生态工程学院，北京１０００８３） 摘要：阐述了二次冷却的基本原理、生产应用情况及二次冷却强度的选择，对山西新临钢钢铁有限公司板坯 二次冷却制度选择 文献标识码：Ａ 收稿日期：２００５－１１－２５ 连铸机二次冷却配水配气改造情况作了说明。关键词：二次冷却中图分类号：ＴＧ２４４＋．３ 铸坯二次冷却技术（文中简称二冷）是连铸的关键技术之一，对铸坯的表面质量和内部质量有重要影响，连铸坯表面裂纹、内部裂纹、铸坯鼓肚、中心偏析和中心裂纹等缺陷的形成与二冷有紧密联系，尤其是在高拉速条件下，铸坯温度升高，坯壳减薄，容易产生铸坯鼓肚、内裂、偏析等缺陷。因此，要求二冷控制以减轻或防止高拉速引起的铸坯鼓肚、内裂等缺陷。一般来说二冷的强弱对铸坯的液芯长度有影响，液芯长度超过铸机允许值时，不得不降低拉速而影响产量。二冷的横向不均匀（铸坯各面冷却不一致），可导致铸坯跑偏、方坯脱方等缺陷，影响正常生产。二冷的纵向不均匀会使铸坯表面急冷或回温，严重时可导致铸坯表面裂纹或中间裂纹，或扩大原有的各种裂纹。 式中：ｈ———换热系数； ——喷水密度，ｎ＝０．４５￣０．７５。Ｗ— 也有关于铸坯表面温度、喷水速度对换热系数影响的报导，但认识还不一致。 应该指出，由于上述常数ｎ＜１，当需要调节换热系数ｈ时，需要喷水量的变化范围是很大的，实际系统经常不能满足要求。即使可做调节，其对铸坯的冷却作用也只能在总散热量的３０％范围以内起作用，要想通过二冷水量明显改变铸坯的凝固组织和液芯长度还是相当不易的。二冷在连铸生产中起着重要保障作用，生产中的二冷系统设备故障和操作事故会影响生产的顺利进行，并使铸坯质量恶化。 ２连铸钢种二冷制度的选择 人们对连铸钢种二冷的要求和认识虽有所发 铸坯离开结晶器后，即进入二冷区。在二冷区铸 展，但仍然有局限。实际控制上也存在许多困难，一般铸机在开浇前选定二冷基本参数时，要根据钢种选择先设置的二冷制度。几台典型铸机的情况如下： 上海宝钢集团公司铸机上预置７种冷却方式。根据产品等级、碳含量、锰硫比等因素选用方式１、２、 坯受到下列冷却作用： （１）空间的辐射散热及对大气的对流散热；（２）二冷水射到铸坯表面的冷却作用；（３）支承辊等设备对铸坯的接触冷却；积水对铸坯的冷却作用。（４）铸坯上淌水、 经验表明二冷水喷射到铸坯表面的冷却作用所带走的热量约占铸坯总散热的３０％。 连铸坯的喷水冷却在流动传热领域属于大空间不连续喷射的过冷膜沸腾传热。沸腾传热的研究结果指出，膜沸腾的传热强度（热流密度）与热物体表面的温度、表面状态、气膜和液相的流动状态有关。喷射冷却方面的研究是很不充分的，一般认为： ４、５、６；Ｎｂ－Ｖ钢选方式７；高磷钢选方式３，其中方式３ 的冷却强度最高，比水量为０．１Ｌ／ｋｇ￣１．４Ｌ／ｋｇ。以２０５ ｍｍ×２０５ｍｍ铸坯为例，２０钢比水量为０．６７Ｌ／ｋｇ，４０Ｃｒ比水量为０．４６Ｌ／ｋｇ，６０Ｓｉ２Ｍｎ的比水量为０．１４Ｌ／ｋｇ。 邯郸钢铁股份有限公司超低头铸机，将钢种分为Ａ、Ｂ、Ｃ组，比水量分别设定为０．８Ｌ／ｋｇ、０．６Ｌ／ｋｇ和０．４Ｌ／ｋｇ。Ａ组为低碳钢镀板、硅钢），Ｂ（冲压钢、 作者简介：王小平，男，１９７４年生，在山西新临钢钢铁有限公司工作，现为北京科技大学冶金与生态工程学院在职研究生，工程师。Ｔｅｌ：０３５７－３０９１１６７，Ｅ－ｍａｉｌ：ｚａｎｇｘｉａｏｊｕｎ１２３＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ 山西冶金第２９卷 组为锅炉板、船板钢等，Ｃ组为石油管线钢调质钢等。 天津钢管有限责任公司圆坯连铸机采用两套（２０号及３０号） 喷水表，比水量０．５５Ｌ／ｋｇ￣０．７０ 根据最小二乘法原理，编制一元高次回归方程程序，将同一钢种、同一断面、不同拉速下的水该断面下量输入到回归程序中，即可得到该钢种、的拉速串级自动配水参数。将这些参数输入到板坯集散控制系统中，即可完成对二冷水的拉速串级配水控制。 以Ｑ２３５钢种、断面为１８０ｍｍ×１２５０ｍｍ的铸坯为例，利用一元二次回归程序，对二冷水１０路流量进行回归计算，得出其二冷水控制模型参数见表１。