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任务3.3控制二冷强度、拉矫及脱锭

3.3.1根据拉速及断面控制冷却水量的大小

6.1.4.1二次冷却在连铸操作中的作用

铸坯离开结晶器出口时，只有外壳凝固成固体。被凝固壳保围起来的钢液芯，在二次冷

却区靠直接喷淋到铸坯表面的水雾逐步冷却凝固。二次冷却系统应该均匀控制铸坯表面和铸

坯内部温度，使之不产生太大的温度波动。然而由于二次冷却的复杂性，喷出的水雾不可能

十分均匀，水雾冲击区域和辊子接触区域传热条件也不同，以及钢液凝固潜热在结晶温度范

围放出等原因，铸坯温度波动是难以避免的。好的二次冷却系统应能避免过大的或急剧的温

度变化。

6.1.4.2二次冷却水控制技术

为了达到好的二次冷却效果，除了喷嘴构造和布置，辊子间距等设备条件外，控制冷却

水量、水压、水温等形成合适的冷却强度，是二冷操作的基本点。对于常用钢种和铸速不高

的铸机，可以采用“按比例控制”的方法，即观察显示仪表的拉速或利用PLC使水量和拉速

对应变化。但是铸速变化大、铸速高或钢种质量要求复杂时需要采用“计算机动态控制”方

法。国际知名的连铸机供应商都开发了适应其铸机的二冷控制软件。我国在消化引进技术后

也开发了二次冷却控制软件，以改善二冷强度的控制。

6.1.4.3二次冷却与铸机产量和铸坯质量密切相关

在其他工艺条件不变时，二冷强度增加，拉速增大，则铸机生产率提高；同时，二次冷

却对铸坯质量也有重要影响，与二次冷却有关的铸坯缺陷有以下4种：

A内部裂纹

在二冷区，如果各段之间的冷却不均匀，就会导致铸坯表面温度呈现周期性的回升。回

温引起坯壳膨胀，当施加到凝固前沿的张应力超过钢的高温允许强度和临界应变时，铸坯表

面和中心之间就会出现中间裂纹。而温度周期性变化会导致凝固壳发生反复相变，是铸坯皮

下裂纹形成的原因。

B表面裂纹

由于二冷不当，矫直时铸坯表面温度低于900℃，刚好位于“脆性区”，再有AIN、Nb(CN)

等质点在晶界析出降低钢的延性，因此在矫直力作用下，就会在振痕波谷处出现表面横裂纹。

C铸坯鼓肚

如二次冷却太弱，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，凝固

壳就会发生蠕变而产生鼓肚。

D铸坯菱变(脱方)

菱变起源于结晶器坯壳生长不均匀性。二冷区内铸坯4个面的非对称性冷却，造成某两

个面比另外两个面冷却得更快。铸坯收缩时在冷面产生了沿对角线的张应力，会加重铸坯扭

曲。菱变现象在方坯连铸中尤为明显。

因此，应从连铸机产量和铸坯质量这两方面综合考虑，以确定合理的二冷制度。

6.1.5思考题

1.怎样做到拉速与冷却水量的匹配？

2.怎样做到铸坯断面与冷却水量的匹配？

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3.3.2冷却水量在各段的分配

6.2.4.1二次冷却水控制制度的制订

所有铸机根据所浇钢种、断面和拉速范围制订有分区、分内外弧的二次冷却水控制制度。

6.2.4.2冷却强度

二次冷却区的冷却强度，一般用比水量来表示。比水量的定义是：所消耗的冷却水量与

通过二冷区的铸坯重量的比值，单位为Kg(水)/kg(钢)或L(水)/Kg(钢)。比水量与铸机类型、

断面尺寸、钢种等因素有关。比水量参数选择比较复杂，考虑因素较多。钢种与比水量大致

关系可见表6-1。

表6-1钢种与比水量关系

按裂纹敏感性分类的钢种