连铸二冷知识学习总结.pdf

目录 1、二冷相关的铸坯质量问题 2 2、铸坯表面回温发生机制 2 3、二冷区传热方式及其影响因素3 4、二冷区冷却方式 4 5、二冷控制 5 5.1、连铸二冷控制方法 5 5.2、二冷制度的制定7 5.3、二冷控制的冶金准则8 6、二冷区设计9 6.1、比水量9 6.2、最小水量 10 6.3、二冷区总长度 11 6.4、二冷区分段个数 11 6.5、二冷区各段长度 11 6.6、二冷水的分配 12 6.7、供水管的配置形式 12 6.8、二冷区喷水量计算 13 6.9、二冷喷水计算实例 13 7、二冷相关设备选型 14 二冷学习总结 连铸二冷效果的优劣关系到铸坯质量和铸机产量，二冷控制是改善铸坯质量、提 高连铸机产量的重要手段之一。 1、二冷相关的铸坯质量问题 （1）中间裂纹 位于铸坯表面和中心之间，一般属于沿柱状晶间的开裂。其产生的主要原因是铸 坯通过二冷区时冷却不均匀，尤其是表面温度回升大而产生较大的热应力所致。铸坯 回热是产生中间裂纹的主要驱动力。 (2)皮下裂纹 位于离铸坯表面3～10mm 范围内。产生的原因是二次冷却不均匀，通过二冷区的 铸坯表面温度呈周期性变化，坯壳温降速度和温度回升速度过快，造成坯壳承受交变 热应力所致。 (3)中心裂纹 与凝固后期铸坯中心超过某一临界固相率后，因残余液体加速凝固所造成的较大 热应力有关，经常与中心疏松相伴发生，此时也可称为中心缩裂。此外，坯壳鼓肚或 辊列对弧偏差所产生的较大机械载荷外力，也会诱发中心裂纹。 (4)表面横裂纹 可能起源于结晶器内的初生坯壳，也可能在二冷区产生或扩展。比如，若二冷制 度不当，铸坯矫直时坯壳表面温度处于对应钢种的第三脆性区内，钢的延展性较低， 在矫直力的作用下坯壳横裂纹将沿其振痕波谷发生或扩展。 鼓肚和偏析 铸坯表面温度过高，钢的高温强度较低，在钢水静压力作用下，坯壳就会发生蠕 变而产生鼓肚。特别是在接近液相穴末端，因残余浓化钢水的枝晶间流动，坯壳鼓肚 将会加剧中心偏析的程度，也可能导致中心裂纹。 2、铸坯表面回温发生机制 铸坯裂纹等缺陷的形成与二冷区坯壳温度回升所造成的过大热应力密切相关。因 此，认清坯壳表面回温的产生机制，将坯壳回温抑制在合理范围内对提高产品质量将 十分有益。 铸坯在二冷区的换热包括冷却水的加热和蒸发换热、铸坯表面辐射换热及支承辊 传导换热等，不同的换热方式冷却强度各异。当铸坯经过支承辊时，其表面温度迅速 下降，而后逐渐回升，这种交替的换热方式，导致铸坯表面温度周期性上升和下降， 这是坯壳发生表面温度回升的一个机制。 坯壳表面温度回升的另一个机制是因换热强度与放热强度的差异性而产生的。在 连铸冷却过程中，如果铸坯释放的热量正好通过冷却带走，铸坯的表面温度就不会回 升。但是由于热交换过程被人为离散为几个不同的冷却阶段，并且每个冷却回路各个 位置具有同一换热强度，这就势必导致在同一个回路上，一部分的换热强度小于铸坯 放热强度，导致铸坯表面温度升高，另一部分的换热强度大于铸坯放热强度，导致铸 坯温度下降。这种坯壳的表面回温主要是由于目前二冷工艺中在同一冷却回路上采用 相同的水流密度所造成的。 3、二冷区传热方式及其影响因素 二冷区铸坯表面热量传输方式有多种，包括：铸坯表面辐射散热、铸坯与支承辊 接触导热、冷却水蒸发带走热量、冷却水加热带走热量等。因此，二冷区传热是一个 复杂的过程，受多种因素的影响，比如：铸坯表面温度、冷却水温度、外界环境温度、 表面氧化铁皮、水滴状态等。 （1）铸坯表面温度 铸坯表面温度与热流不是线性关系，一般可分为三种情况： 当Ts＜300℃时，热流随铸坯表面温度增加而增加，此时水滴润湿高温表面对流传 热； 当300℃＜Ts＜800℃时，热流随铸坯表面温度升高而下降，此时高温表面有蒸汽 膜，呈核态沸腾状态； 当Ts＞800℃时，热流几乎与铸坯表面温度无关，甚至呈下降趋势，这是因为高温 铸坯表面形成稳定蒸汽膜阻止水滴与铸坯接触。 二冷区铸坯表面温度一般在1000～1200℃之间，此时应改善喷雾水滴状况来提高 传热效率。 （2）水流密度