[发明专利]一种实现连铸板坯均匀二次冷却的方法

说明书

技术领域

本发明属于板坯连铸技术领域，特别涉及一种连铸生产中控制铸坯在二次冷却区进行均匀冷却的方法，主要适用于板坯连铸生产。

背景技术

中国的连续铸钢生产近年来取得了很大进展，据统计2008年全国重点钢铁企业的连铸比达到了99.17％。由于连铸坯的质量决定着最终钢产品的质量，因而如何更好地控制和提高铸坯的质量一直是国内外冶金工作者研究的重点。在连铸过程中，铸机的高作业率和铸坯的高质量都与钢水的凝固过程密切相关，连铸二次冷却就是对出结晶器的铸坯继续进行强化冷却。研究表明，连铸坯的表面裂纹、内部裂纹、铸坯鼓肚、中心偏析和中心裂纹等缺陷的形成均与二次冷却有密切关系。

为了保证铸坯的质量，改善二次冷却制度，实现铸坯的均匀冷却是关键。目前大部分板坯连铸机二次冷却区扇形段每排只有三个喷嘴，为了使连铸过程中喷嘴的喷淋水能够覆盖整个铸坯宽度，喷嘴的高度、角度选取都比较大，而且相邻喷嘴之间的间距也比较大。这种情况下，由于三个喷嘴之间二重、三重水量的叠加极易造成二次冷却水量分布的不均匀，引起铸坯凝固过程中温度的不均匀变化，产生较大的热应力影响铸坯的质量。

专利CN 101432086A公开了一种喷嘴调节装置，在连铸坯引导装置的机架框上安装有液压活塞调节装置，垂直于连铸坯输送方向至少有两个喷嘴，为每个喷嘴分配喷嘴持有装置并且喷嘴持有装置固定在至少一个液压活塞调节装置上。在操作活塞轴向调节运动的情况下实现喷嘴与该轴向调节运动平行的调节运动，以改变喷嘴彼此之间的距离以及改变喷嘴与铸坯的垂直距离。

专利CN 201283419Y公开了板坯连铸机扇形段二次辅助冷却用活动喷淋架，通过连杆顶升机构，可实现喷嘴的喷淋宽度在铸坯宽度方向的实时、在线可调，即二冷喷嘴的高度、宽度能在线实时根据浇注铸坯的规格进行切换。

然而，前述专利只是强调了根据铸坯的宽度进行调节喷嘴的喷淋宽度，并没有提及如何有效地进行二次均匀冷却；而且，目前国内外钢厂多采用的是固定式喷淋架，同排喷嘴与铸坯的间距均相同，类似的活动喷淋架调节装置的使用近期还难以实现。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现板坯连铸二次冷却过程中均匀冷却的方法，解决连铸板坯因冷却不均匀而造成的铸坯质量问题。

一种实现板坯连铸过程中均匀二次冷却的方法，技术关键是优化喷嘴的布置方式，最大程度地实现板坯表面宽度方向上的均匀冷却。具体方法为：根据铸坯生产现场的工艺条件，选择合适类型的扁平形气-水喷嘴。在垂直于拉坯方向平面上的三个喷嘴，使两侧喷嘴距铸坯表面的距离相同，中间喷嘴距铸坯表面的距离高于两侧的喷嘴，高出值为50mm～150mm。两侧喷嘴距铸坯表面的距离的以及中间喷嘴高出两侧喷嘴高度的合适值，需要结合板坯连铸机的实际生产过程，对组合喷嘴进行冷态测试确定。

三个扁平形喷嘴均位于垂直拉坯方向的同一平面时，三个喷嘴的扁平出水口设置成与垂直平面成一定的角度，角度大小为±3-7°比较合适；或者三个喷嘴的扁平出水口长度方向上与垂直面平行，其中两侧的喷嘴位于垂直拉坯方向的同一平面，中间喷嘴所处位置与两侧喷嘴所在的垂直面保持一定的距离，偏离的距离控制在±15-25mm。上述布置目的是使各喷嘴的喷淋水尽可能不在垂直于拉坯方向的同一平面上发生直接碰撞，从而造成的局部水量过大、影响铸坯二次冷却的均匀性。

本发明的优点在于：在现行喷淋架固定不变的情况下，只需改动喷淋杆的长度达到喷嘴距离铸坯表面的高度不同，同时改变喷嘴出水口的偏置状态，就可以很容易实现喷淋水在铸坯宽度方向上比较均匀的分布，为提高板坯质量提供了可靠性保障。

附图说明

图1为垂直于拉坯方向的平面上喷嘴(1、2、3)距离铸坯(4)表面不同高度的示意图；

图2为单个扁平形气一水雾化喷嘴喷淋(7)时在铸坯表面呈现的带状(8)水域图；

图3为三个喷嘴均在垂直于拉坯方向的同一平面上，喷嘴的扁平喷水口(9)与垂直平面均成一定的夹角，下方的直线(8)代表的是各个喷嘴喷淋区域呈现的带状水域示意图；

图4为三个喷嘴中两侧的喷嘴(1、3)在垂直于拉坯方向的同一平面，中间喷嘴(2)所在的垂直拉坯方向的平面与两侧喷嘴所在的平面保持一定的距离，下方的直线(8)代表的是各个喷嘴的喷淋区域呈现的带状水域示意图。

图5为HPZ3.9-110B30的扁平形气-水雾化喷嘴，依照上述布置方式，在气体压力为0.2Mpa、水压力为0.3Mpa条件下的水量分布图。

具体实施方式