板坯连铸二冷配水对铸坯质量的影响 [兼容模式]

浅谈二冷喷嘴对连铸板坯质量的影响【摘要】在连铸过程中，连铸坯热量传递过程与铸坯质量是有着直接的联系，在连铸二冷区的传热方式中，喷嘴喷雾冷却是连铸二次冷却的一种主要的传热方式。

为了能够了解二冷喷嘴对连铸板坯质量的影响，文章将以邯钢西区2150mm板坯铸机为例，从二冷喷嘴与铸坯的传热原理出发，对铸坯质量缺陷类型与位置以及对板坯质量的影响进行分析与探讨。

【关键词】二冷喷嘴；连铸板坯；质量引言邯钢西区2150mm板坯连铸机铸坯断面为（230～250）mm*（900～2150）mm，主要生产钢种是为普碳钢、低合金钢以及管线、船板钢等。

该板坯连铸机在浇注过程中最常见的铸坯质量缺陷是表面角部出现横裂纹以及三角区出现裂纹的问题。

二冷喷嘴是调节和控制连铸二次冷却的主要手段，通过喷淋水冷的方式，促使铸坯凝固，从而达到铸坯的工艺要求。

为了能够降低连铸机在浇注过程中，铸坯质量出现裂纹等缺陷问题，对喷淋水与铸坯之间的传热喷嘴进行科学的、合理的选型与布置，能够在最大程度上提高铸坯的质量。

1 二冷喷嘴与铸坯的传热原理与特征1.1 铸坯冷却的原理在进行连铸时，将铸坯从结晶器中拉出后的外壳虽然经过凝固成型，但是其中心还是呈现一种高温液体的状态。

为了能够帮助铸坯完全凝固，就需要在经过二冷区再次凝固。

铸坯经过二冷区的喷淋水冷却，热量从铸坯内部进行热传递，传递到表面被冷却水带走，从而达到全部凝固。

1.2 二冷区与铸坯换热的特征在二冷区对铸坯进行喷淋水是其主要的方式，喷淋水冷却将水雾转化为非常多的小水滴，并采用高速棚舍的方式，将小水滴全部喷射到铸坯的表面上。

在小水滴经过高速喷射到铸坯表面上时，水滴碰壁发生碰壁的现象根据无量纲参数韦伯数主要可以分为三类。

We=pdv2/q为无量纲参数韦伯数公式。

以p为水滴密度kg/m3，d为水滴直径m，v为水滴流数m/s，q为水滴表面张力N/m2。

⑴当We80时，水滴与铸坯表面接触后，分裂为若干小水滴；⑶当We800℃。

连铸机冷却水对铸坯质量的影响一、一冷水控制1、水温结晶器进水温度过高会使热面温度提高，减小结晶器传热效率，容易产生渗钢、粘连等事故；结晶器水温过低，会使坯壳冷却过强，造成坯壳在结晶器内凝固收缩量增大，容易产生振痕深和表面横裂等缺陷。

水温差一般控制在5-6℃，不大于10℃，过小会造成铸坯宽面纵裂。

2、水流速水流速一般控制在6-12m/s，水速增加，可明显降低结晶器冷面温度，避免间歇式地水沸腾，消除热脉动，可减少铸坯菱变和角部裂纹。

但是水速超过一定范围时，随着水速增加热流量增加很少，但系统阻力增加很多，因而水速过大也没有必要。

3、水质当大量的热量通过铜壁传给冷却水，铜板冷面温度有可能超过100℃，使水沸腾，水垢沉积在铜板表面形成绝热层，增加热阻，热流下降，导致铜壁温度升高，加速了水的沸腾，严重影响铜板传热，对振痕、脱方、偏离角内裂和漏钢都有不利影响。

所以，结晶器必须使用软水，其总盐含量不大于400mg/l，硫酸盐不大于150mg/l，氯化物不大于50mg/l，硅酸盐不大于40mg/l，悬浮质点小于50mg/l，质点尺寸不大于0.2mm，碳酸盐硬度不大于1-2°dH, pH值为7-8. 4、水流量结晶器的最大供水量，对于板坯和大方坯，每流为500-600m3/h，对于小方坯为100-150m3/h。

异形坯腹板裂与板坯宽面纵裂一样都与凝固初期冷却强度过高有关。

弱冷却有利于减少纵裂。

当结晶器冷却水量从180-210 m3/h减少到100m3/h时，腹板裂纹减少。

当结晶器喷淋水从6m3/h减少到4m3/h时，纵裂减少。

二、二冷水控制1、冷却强度在整个二冷区应当采取自上到下冷却强度由强到弱的原则，要避免铸坯表面局部降温剧烈而产生裂纹，故应使铸坯表面横向及纵向都能均匀降温。

通常铸坯表面冷却速度应小于200℃/m，铸坯表面温度回升应小于100℃/m。

同时铸坯在矫直时要避开700-900℃的脆性温度区，以免产生横裂纹。

连铸二冷配水工艺技术北京科技大学冶金工程研究院 刘建华liujianhua@主要内容1 二冷控制的重要性 2 铸坯凝固传热模型 3 二冷配水原理及方法简介 4 连铸二冷动态配水系统1. 二冷控制的重要性 出结晶器的连铸坯凝固坯壳厚度仅有8～15mm， 铸坯的中心仍为液态钢水 为使铸坯快速凝固及实行顺利拉坯，结晶器之后 设置二次冷却装置，在该区域铸坯的凝固坯壳厚 度继续增加； 铸坯在二次冷却区中可能经受弯曲、矫直的变化， 同时液态钢水的大部分（或全部）发生凝固。

1. 二冷控制的重要性生产普钢为主向生产优钢、品种钢、特钢转变， 对连铸机的二冷控制要求也越来越高必须根据钢种、浇注断面、浇注温度、拉坯 速度和铸机几何尺寸等参数来制定连铸机二冷区合 适的冷却制度。

提高配水计算的适时性、可靠性，优化二冷控制1. 二冷控制的重要性1.1 二次冷却对铸坯质量的影响各段之间的冷却不均匀，导致铸坯表面温度呈现 周期性的回升导致凝固壳发生反复相变，是铸坯皮下裂纹 形成的原因。

1.1 二次冷却对铸坯质量的影响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。

粗大纵裂纹较细小的纵裂纹1.1 二次冷却对铸坯质量的影响二冷不当，矫直时刚好位于脆性区，在矫直力作用下，容易在振痕波 谷出现表面横裂纹。

局部的强冷会使表面产生张应力而产生表面裂纹。

1.1 二次冷却对铸坯质量的影响二次冷却太弱，易产生鼓肚 二冷区内铸坯四个面的非对称性冷却，会加重铸坯菱变 二冷冷却强度对铸坯中心偏析也有影响1.1 二次冷却对铸坯质量的影响 二冷较易调整，但对铸坯质量影响显著  二冷对表面质量和内部质量影响不一致  二冷技术的发展较为迅速扒皮率,%70 60.06050 40 30 2010 0 150.0抽样板坯34块16.7 4.8234试验方案1. 二冷控制的重要性1.2 二冷的主要工艺参数 冷却强度 根据所浇注的钢种决定 冷却方式和装备 水喷雾冷却、气－水喷雾冷却、干式冷却、半干式冷 却等 冷却水的分配 二冷区整个长度上的分配要与铸坯的凝固相适应；在 宽度方向上的分布要求温度尽可能均匀。

《特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺的研究》篇一一、引言在钢铁生产过程中，连铸机是重要的生产设备之一，其工作性能直接影响着钢坯的质量和生产成本。

特厚矩形坯连铸机作为其中的一种，其生产出的钢坯广泛应用于重工业领域。

然而，在连铸过程中，二冷区配水工艺对钢坯的质量具有重要影响。

因此，本文针对特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺进行研究，旨在提高钢坯的质量和生产的效率。

二、特厚矩形坯连铸机概述特厚矩形坯连铸机是一种大型的钢铁生产设备，其工作原理主要是将高温钢水注入到结晶器中，经过冷却凝固后形成钢坯。

在连铸过程中，二冷区配水工艺对钢坯的质量有着至关重要的影响。

特厚矩形坯的特点在于其厚度较大，这也就意味着在连铸过程中需要更高的热力学条件和更精确的二冷配水工艺。

三、二冷配水工艺研究1. 配水系统概述二冷配水系统是特厚矩形坯连铸机的重要组成部分，其主要作用是在二冷区为钢坯提供适量的冷却水，以保证钢坯的凝固质量和生产效率。

该系统主要由水泵、管道、喷嘴等组成。

2. 配水工艺参数的研究配水工艺参数的设定直接影响到钢坯的冷却效果和质量。

本文通过实验和模拟的方法，对配水工艺参数进行了深入研究。

主要包括喷嘴类型、喷嘴位置、喷水量、喷水压力等参数的研究。

实验结果表明，适当的喷水量和喷水压力可以有效地改善钢坯的冷却效果和质量。

3. 配水系统的优化针对特厚矩形坯的特点，本文对二冷配水系统进行了优化设计。

主要措施包括改进喷嘴结构、优化喷嘴布局、调整喷水量和喷水压力等。

通过优化设计，使得配水系统更加适应特厚矩形坯的连铸过程，提高了钢坯的质量和生产效率。

四、实验结果与分析通过实验和模拟的方法，本文对特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺进行了研究。

实验结果表明，适当的喷水量和喷水压力可以有效地改善钢坯的冷却效果和质量。

同时，优化后的配水系统能够更好地适应特厚矩形坯的连铸过程，提高了钢坯的质量和生产效率。

与传统的二冷配水工艺相比，优化后的配水系统具有更高的冷却效率和更好的钢坯质量。

《异形坯连铸二冷区动态配水控制研究》篇一一、引言随着现代冶金工业的快速发展，异形坯连铸技术已成为钢铁生产过程中的关键环节。

二冷区作为连铸过程中的重要部分，其动态配水控制技术对于保障铸坯质量和提高生产效率具有重要意义。

本文将针对异形坯连铸二冷区动态配水控制进行深入研究，旨在提高铸坯质量，降低生产成本，为冶金工业的可持续发展提供技术支持。

二、异形坯连铸二冷区概述异形坯连铸是指采用特定形状的结晶器，生产出具有特定断面形状的铸坯。

二冷区作为连铸过程的重要环节，主要作用是对铸坯进行二次冷却，以防止铸坯在凝固过程中产生裂纹、缩孔等缺陷。

二冷区的配水控制直接影响到铸坯的质量和生产成本，因此，研究二冷区动态配水控制技术具有重要意义。

三、动态配水控制技术现状及问题目前，异形坯连铸二冷区配水控制多采用传统的手动调节或简单的自动控制系统。

这些方法难以根据铸坯的实际凝固状态进行实时调整，导致配水不均，进而影响铸坯质量。

此外，传统方法无法充分考虑铸坯的异形特点，导致二冷区的冷却效果不理想。

因此，研究动态配水控制技术，实现根据铸坯的实际凝固状态进行实时、精确的配水控制，成为当前的重要研究方向。

四、动态配水控制技术研究内容为了解决上述问题，本文提出了异形坯连铸二冷区动态配水控制技术的研究。

首先，通过建立数学模型和仿真分析，对二冷区的冷却过程进行深入研究。

其次，开发一种基于实时检测和自动控制的动态配水系统，该系统能够根据铸坯的实际凝固状态和异形特点进行实时调整，实现精确的配水控制。

最后，通过实际生产过程中的试验验证，对动态配水控制技术的效果进行评估和优化。

五、研究方法与技术手段本研究将采用理论分析、仿真分析和试验验证相结合的方法。

首先，通过理论分析建立二冷区冷却过程的数学模型，为后续的仿真分析和试验验证提供理论依据。

其次，利用仿真软件对二冷区的冷却过程进行仿真分析，以深入了解二冷区的冷却特性和影响因素。

最后，通过实际生产过程中的试验验证，对动态配水控制技术的效果进行评估和优化。

连铸钢坯二次冷却制度的优化研究（河北唐银钢铁有限公司，河北唐山064000）在国民经济发展中，钢铁生产处于重要地位，是重要的支柱产业，对国民经济的健康发展有着重大的影响。

连铸是钢铁工业的核心生产环节，对对于提高钢铁生产效率和质量都有直接的影响，长期以来一直是钢铁工业的热门研究内容。

在钢铁生产中二次冷却制度对于连铸的质量有着重要影响。

在实际的连铸生产中，很多企业都存在着二次冷却不规范问题，影响了连铸钢坯的质量。

本文从二次冷却制度的特点和常见问题进行论述，提出了几点优化建议。

标签：连铸钢坯;二次冷却;优化连铸钢坯的质量决定因素包括众多方面，主要衡量标准是表面质量和内部质量。

连铸钢坯的完成，需要经过能量的释放和热量的传递，从液态钢变为固态钢。

这一过程，对冶炼工艺和设备都有极高的要求。

在控制好冶炼工艺和设备后，最为重要过程就是二次冷却了。

能否生产出合格的连铸钢坯，全部由二次冷却过程决定。

因此，二次冷却制度极为重要。

1 连铸二次冷却的作用和特点连铸钢坯的生产过程，主要是通过对流传热和传导、辐射等方式，使钢水中的热能释放出去，转为固态钢坯。

释放的热量主要是显热、潜热、过热这三部分的能量。

过热是从液态钢水的浇铸温度TC到液相温度T1时，所释放出来的热量。

而潜热则是从液相温度T1到固线温度Ts时送释放的热量。

显热是从固相温度Ts到普通的环境温度T0这一冷却过程释放的热量。

2 连铸钢坯质量与二次冷却的紧密关系二次冷却对连铸钢坯的质量有着重要影响。

连铸钢坯的生产过程中，影响其质量的因素主要包括了钢水温度、拉速、铸坯断面以及结晶器和钢种等。

在操作工艺和铸机设备条件固定的情况下，所有影响钢坯质量的因素中，只有二次冷却这一因素可以人为控制。

如果二次冷却弱冷时，会降低铸坯的凝固速度，虽然生产率有所下降，但可以在高温下生产钢坯，有利保证钢坯的质量。

当二次冷却遇到强冷时，可以加快铸坯的凝固速度和拉速，让铸机保持较高的生存率，但容易产生各种裂纹，使铸坯存在缺陷。

《特厚矩形坯连铸机二冷配水工艺的研究》篇一一、引言随着钢铁工业的快速发展，特厚矩形坯连铸机作为钢铁生产中的重要设备，其生产效率和产品质量直接影响到整个钢铁企业的经济效益。

二冷配水工艺作为连铸机的重要环节，对于保证铸坯的质量、防止裂纹和内部缺陷具有重要作用。

因此，本文旨在研究特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺，以提高铸坯的质量和生产效率。

二、特厚矩形坯连铸机概述特厚矩形坯连铸机是一种用于生产大型矩形坯的连铸设备，其结构复杂，生产要求高。

在连铸过程中，二冷配水工艺对于控制铸坯的凝固过程、防止裂纹和内部缺陷具有重要作用。

因此，对二冷配水工艺的研究具有重要意义。

三、二冷配水工艺研究现状目前，国内外对于连铸机二冷配水工艺的研究已经取得了一定的成果。

然而，针对特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺研究尚不够完善。

现有研究中主要关注配水量的控制和配水系统的优化，但对于配水均匀性和配水策略的研究尚不够深入。

因此，本文将重点研究特厚矩形坯连铸机的二冷配水均匀性和配水策略。

四、二冷配水工艺研究方法本文采用理论分析、数值模拟和工业试验相结合的方法，对特厚矩形坯连铸机的二冷配水工艺进行研究。

首先，通过理论分析，研究二冷配水工艺的基本原理和影响因素。

其次，利用数值模拟软件，建立连铸机二冷配水系统的数学模型，分析配水均匀性和配水策略对铸坯质量的影响。

最后，通过工业试验，验证数值模拟结果的正确性，并优化二冷配水工艺。

五、二冷配水均匀性和配水策略研究1. 二冷配水均匀性研究二冷配水均匀性是保证铸坯质量的重要因素。

通过数值模拟和工业试验，研究二冷配水系统的水流分布规律，分析水流速度、流量和方向对配水均匀性的影响。

同时，优化二冷配水系统的结构，提高配水均匀性。

2. 配水策略研究配水策略是控制二冷配水过程的关键。

通过理论分析和数值模拟，研究不同配水策略对铸坯质量的影响。

根据铸坯的凝固过程和裂纹敏感区域，制定合理的配水策略，以提高铸坯的质量和生产效率。

s 0
式中, u 为 j 区长度上的变量。这里的密度 ! j 也 是依据 P j 所描述的范围而定, 是 !固, ! 混 和! 液 三 者中的一个。 为热传导
式中, Tz 为 t 时深度为 x 的 z 点的温度 ; h 为热函 , 包括可知热能和潜在热能 ; !为密度; 率。
2 模型的描述
21 模型跟踪 板坯连铸二冷动态配水系统是 L2 级过程控
况下 , 模型计 算机以其强 大的功能 , 利用 文字、 图像、 动画甚至声 音等 , 模拟并展现 连铸二冷 配水中复杂 的热交 换。给出了建立新型的连铸二 冷配水控制动态模型 通过计算机 模拟该模型控制的应用过程。 [ 关键词 ] 连铸机 ; 二冷配水 ; 数 学模型 ; Dynacs; 切片
0
前言
当铸坯移动超过一个切片的 长度时, 一个新 的切片就会增加 , 这个切片移动时, 在 t 时该切片 的可知热能出现的热量散失H ( t ) 可依据切片的当 前位置来判定。当切片在结 晶器中时, 热量散失 的计算公式如下 : H ( t) = H ( T) # ( Ts - Tm) + ∀ # (T4 sT4 a)
m 4 ( T s4 T a)
n , m 是根据经验确定的两个参数。 1 2 积分分析法 积分分析法是运用有限的元素对铸流进行积 分分析的方法。使用积分法 , 每个温度函数 T ( x , t ) 可近似 为关于 x 的 4 个多项式 Pj ( x , t ) |
4 j = 1。
其中两个多项式是有关固 态部分的, 另外两个一 个是有关液态部分的 , 一个是有关混合状态部分 的。
r ∃ %
中由模型跟踪所得到的数据, 如浇铸速度、 铸流规 格等 , 如表 2 给出的是对 Q235B 钢的仿真。

《异形坯连铸二冷区动态配水控制研究》篇一一、引言随着现代冶金工业的快速发展，异形坯连铸技术已成为钢铁生产过程中的关键环节。

在连铸过程中，二冷区作为冷却系统的核心部分，对铸坯的质量具有决定性影响。

动态配水控制技术作为一种先进的技术手段，对于提高二冷区的冷却效果和铸坯质量具有重要意义。

本文将针对异形坯连铸二冷区动态配水控制进行研究，分析其技术原理、实施方法和应用效果。

二、异形坯连铸二冷区概述异形坯连铸二冷区是指连铸过程中，铸坯在完成初冷后进入的第二个冷却区域。

该区域的主要作用是对铸坯进行进一步的冷却，以使其达到所需的物理性能和化学性能。

二冷区的冷却效果直接影响到铸坯的质量，包括表面质量、内部组织结构和力学性能等方面。

三、动态配水控制技术原理动态配水控制技术是一种根据铸坯的实际冷却需求，实时调整配水量的技术手段。

该技术通过传感器实时监测铸坯的温度、形状和移动速度等参数，根据这些参数计算所需的配水量，并通过控制系统实时调整喷嘴的开启数量和喷水压力，以实现动态配水。

四、异形坯连铸二冷区动态配水控制实施方法在异形坯连铸二冷区实施动态配水控制，需要从以下几个方面进行考虑：1. 传感器布置：在二冷区内布置温度传感器、形状传感器和移动速度传感器等，实时监测铸坯的相关参数。

2. 控制系统设计：设计一套能够实时计算配水量并控制喷嘴开启数量和喷水压力的控制系统。

该系统应具备高度的自动化和智能化水平，能够根据实际情况进行自我调整。

3. 配水策略制定：根据铸坯的实际情况，制定合适的配水策略。

例如，对于表面温度较高的区域，应加大配水量；对于形状复杂的区域，应采用多角度、多喷嘴的配水方式。

4. 实施与优化：将传感器、控制系统和配水策略结合起来，在二冷区实施动态配水控制。

在实施过程中，应不断优化控制系统和配水策略，以提高冷却效果和铸坯质量。

五、应用效果分析通过在异形坯连铸二冷区实施动态配水控制，可以获得以下应用效果：1. 提高铸坯的表面质量：动态配水控制能够根据铸坯的实际冷却需求进行实时调整，使铸坯表面更加平整、光滑，减少表面裂纹和夹杂等缺陷。

连铸机冷却水对铸坯质量的影响一、一冷水控制1、水温结晶器进水温度过高会使热面温度提高，减小结晶器传热效率，容易产生渗钢、粘连等事故；结晶器水温过低，会使坯壳冷却过强，造成坯壳在结晶器内凝固收缩量增大，容易产生振痕深和表面横裂等缺陷。

水温差一般控制在5-6℃，不大于10℃，过小会造成铸坯宽面纵裂。

2、水流速水流速一般控制在6-12m/s，水速增加，可明显降低结晶器冷面温度，避免间歇式地水沸腾，消除热脉动，可减少铸坯菱变和角部裂纹。

但是水速超过一定范围时，随着水速增加热流量增加很少，但系统阻力增加很多，因而水速过大也没有必要。

3、水质当大量的热量通过铜壁传给冷却水，铜板冷面温度有可能超过100℃，使水沸腾，水垢沉积在铜板表面形成绝热层，增加热阻，热流下降，导致铜壁温度升高，加速了水的沸腾，严重影响铜板传热，对振痕、脱方、偏离角内裂和漏钢都有不利影响。

所以，结晶器必须使用软水，其总盐含量不大于400mg/l，硫酸盐不大于150mg/l，氯化物不大于50mg/l，硅酸盐不大于40mg/l，悬浮质点小于50mg/l，质点尺寸不大于0.2mm，碳酸盐硬度不大于1-2°dH, pH值为7-8. 4、水流量结晶器的最大供水量，对于板坯和大方坯，每流为500-600m3/h，对于小方坯为100-150m3/h。

异形坯腹板裂与板坯宽面纵裂一样都与凝固初期冷却强度过高有关。

弱冷却有利于减少纵裂。

当结晶器冷却水量从180-210 m3/h减少到100m3/h时，腹板裂纹减少。

当结晶器喷淋水从6m3/h减少到4m3/h时，纵裂减少。

二、二冷水控制1、冷却强度在整个二冷区应当采取自上到下冷却强度由强到弱的原则，要避免铸坯表面局部降温剧烈而产生裂纹，故应使铸坯表面横向及纵向都能均匀降温。

通常铸坯表面冷却速度应小于200℃/m，铸坯表面温度回升应小于100℃/m。

同时铸坯在矫直时要避开700-900℃的脆性温度区，以免产生横裂纹。

《异形坯连铸二冷区动态配水控制研究》篇一一、引言随着现代冶金工业的快速发展，异形坯连铸技术已成为钢铁生产过程中的关键环节。

在连铸过程中，二冷区作为铸坯冷却的重要环节，其配水控制对铸坯质量、生产效率和能源消耗具有重要影响。

因此，研究异形坯连铸二冷区动态配水控制，对于提高连铸生产效率和铸坯质量具有重要意义。

二、异形坯连铸二冷区概述异形坯连铸二冷区是指连铸过程中，铸坯在一次冷却后进入的第二个冷却区域。

该区域主要通过喷水装置对铸坯进行二次冷却，以控制铸坯的冷却速度和温度分布。

异形坯由于形状复杂，其传热过程和冷却要求也较为特殊，因此需要针对异形坯的特点进行配水控制。

三、动态配水控制技术动态配水控制技术是一种根据连铸过程中的实际工艺参数和铸坯状态，实时调整配水量的控制技术。

该技术通过监测铸坯的温度、拉速、结晶器热流等参数，结合数学模型和控制系统，实现对二冷区喷水装置的动态调节，以达到优化铸坯质量和生产效率的目的。

四、异形坯连铸二冷区动态配水控制研究针对异形坯连铸二冷区的动态配水控制，本研究从以下几个方面展开：1. 监测系统设计：设计一套适用于异形坯连铸的监测系统，包括温度监测、拉速监测、结晶器热流监测等，以实时获取连铸过程中的工艺参数和铸坯状态。

2. 数学模型建立：根据异形坯的传热特性和冷却要求，建立二冷区动态配水的数学模型。

该模型应考虑铸坯的形状、尺寸、材质等因素，以及连铸过程中的工艺参数变化。

3. 控制系统设计：设计一套基于数学模型的控制系统，实现对二冷区喷水装置的动态调节。

该系统应具备实时性、准确性和稳定性，以保障铸坯的质量和生产效率。

4. 实验验证与分析：在实际连铸生产线上进行实验验证，分析动态配水控制技术对铸坯质量、生产效率和能源消耗的影响。

通过实验数据和实际生产情况，对数学模型和控制系统进行优化和调整。

五、研究结论通过本研究，我们得出以下结论：1. 异形坯连铸二冷区动态配水控制技术能够有效提高铸坯的质量和生产效率。

《异形坯连铸二冷区动态配水控制研究》篇一一、引言随着现代冶金工业的快速发展，异形坯连铸技术因其能够生产具有特殊形状和性能的钢材产品而备受关注。

二冷区动态配水控制作为连铸过程中的关键技术之一，对于提高铸坯质量、降低生产成本、优化生产流程具有重要意义。

本文旨在研究异形坯连铸二冷区动态配水控制技术，以期为实际生产提供理论支持和技术指导。

二、异形坯连铸技术概述异形坯连铸技术是一种采用特殊形状结晶器，将熔融钢液连续铸成具有特定断面形状的铸坯的技术。

该技术具有生产效率高、产品质量好、节能环保等优点，广泛应用于钢铁生产领域。

然而，在连铸过程中，铸坯的质量受到多种因素的影响，其中二冷区配水控制是关键因素之一。

三、二冷区动态配水控制技术研究（一）二冷区配水控制的重要性二冷区配水控制是指对连铸过程中铸坯在二次冷却区域的冷却水进行合理分配和控制。

合理的配水控制可以保证铸坯在凝固过程中得到适当的冷却，从而避免出现裂纹、缩孔等质量问题。

因此，二冷区配水控制对于提高铸坯质量、优化生产流程具有重要意义。

（二）动态配水控制技术动态配水控制技术是一种根据铸坯的实际凝固状态和工艺要求，实时调整冷却水量的技术。

该技术能够根据铸坯的形状、尺寸、材质等因素，以及生产过程中的实际工艺要求，对冷却水量进行精确控制，从而实现优化生产流程、提高铸坯质量的目的。

（三）异形坯连铸二冷区动态配水控制策略针对异形坯连铸的特殊性，本文提出了一种基于实时检测和智能控制的二冷区动态配水控制策略。

该策略通过安装在水箱和喷嘴上的传感器，实时检测铸坯的温度、形状、尺寸等信息，并根据这些信息智能地调整冷却水量。

同时，该策略还考虑了生产工艺的要求、设备性能等因素，以实现最优的配水控制。

四、实验研究与结果分析为了验证本文提出的异形坯连铸二冷区动态配水控制策略的有效性，我们进行了一系列实验研究。

实验结果表明，采用该策略能够有效提高铸坯的质量，降低生产成本，优化生产流程。

具体来说，该策略能够使铸坯的表面质量得到显著改善，减少裂纹、缩孔等质量问题；同时，还能够降低能耗、提高生产效率，从而实现节能环保的目标。

40.二次冷却与铸坯质量有什么关系？经过二次冷却的铸坯，易存在表面缺陷、内部缺陷和形状缺陷，它影响了铸坯的质量。

通常表而缺陷起源于结晶器，内部缺陷也起源于结晶器，在连铸界己成共识。

但二次冷却区若软硬件配置不合理，将进一步扩大各种缺陷的发展。

在这里我们只分析二次冷却的影响。

a表而缺馅(1)表面纵向裂纹：主要原因是二次冷却局部过冷产生纵向凹陷从而导致纵向裂纹。

(2)表而、角部横向裂纹：二次冷却的水量过大、喷嘴偏斜直射铸坯角部等造成了表而横向裂纹。

(3)表面对角线裂纹：一般出现在方坯中，主要是由于四个面喷水不均匀、喷嘴堵塞等造成。

b内部缺陷(1)中间裂纹：它是由于铸坯在凝固过程中过冷或不均匀二次冷却产生的热应力作用在树枝晶较弱的部位而产生的、也称为冷却裂纹。

(2)中心星状裂纹(轴心裂纹)：原因是二次冷却过激造成了中心星状裂纹。

(3)中心偏析与中心疏松：中心偏析与中心疏松是对应的，它的形成是铸坯在二次冷却区凝固过程中，由于喷水冷却不均，柱状晶生成不规则；产生了“搭桥•现象。

c形状缺陷(1)菱形变形：它主要是在结晶器中形成，二次冷却不均匀会加剧菱形变形的形成，原因是喷嘴堵塞及安装时不对中、四侧水量不均匀、喷射角过大造成角部过冷。

(2)纵向凹陷：原因是二冷装置对弧不准，二次冷却局部过冷(特别是二次冷却装置的上部)。

41.高效连铸的二次冷却与传统连铸有什么不同？高效连铸与传统连铸相比，拉坯速度明显提高。

在高拉速浇铸情况下, 结洁净器出口处坯壳较薄，冶金长度增加。

高效连铸的二次冷却与传统连铸二次冷却相比的特点是：①冷却强度提高。

在国外高速连铸中，二冷比水量己达到2.5〜3. 0L / kg。

②二次冷却要求均匀，即根据铸坯不同情况实现控制冷却。

为了满足连铸高效化的要求，达到均匀强冷的效果，获得具有恒定高温的连铸坯，在板坯连铸中趋向于采用有直线段的二冷段(立弯式) 冷却，以获取对称的均匀冷却，在方坯连铸中尽量采用无障碍喷淋冷却，己获得更有效、更均匀的冷却效果，因此多采用刚性引锭杆。

二冷动态配水在莱钢板坯连铸中的应用宁伟1 卢波1 谢兴军1 阎炳正1 刘伟涛2 白居冰2 钱亮2（1.莱钢银山型钢炼钢厂，莱芜，271104；2.中冶连铸北京冶金技术研究院，北京，100081）摘要：莱钢银山型钢原2#连铸机采用参数法进行二冷自动配水，在热换中包和水口等操作中，由于拉速变化，水量波动较大，容易造成设备故障和铸坯质量问题。

经过对原有铸机进行改造，采用二冷动态配水，解决了在非稳定生产情况下存在的问题，铸坯质量得到了较大提高。

本文介绍所采用的动态配水模型。

关键词：板坯连铸机，二冷动态配水前言莱钢型钢2#老连铸机是2004年7月投产的常规板坯连铸机，铸坯的二次冷却采用参数控制。

参数控制的思路是根据浇铸钢种的特性，找出要使铸坯（若干控制点）表面温度符合目标温度时各冷却段水量的控制参数A、B、C，建立符合二次方程式的水量控制模型。

这里A、B、C是储存于智能仪表（PLC）的参数，V是拉坯速度，Q是各回路冷却水量[1]。

在实际应用中，如果拉坯变化不大，这种控制方式可以将铸坯温度控制在目标温度附近，能够保证铸坯内部质量。

但这种控制为静态控制，只能适用于拉速相对稳定的情况。

在热换中包和水口等过程中，拉速从正常值降到零或低拉速，各个冷却区的水量会同时减小。

但是，此时铸坯表面温度还较高，在内部钢水静压力的作用下，铸坯会产生鼓肚变形，导致铸坯内部产生裂纹和偏析；鼓肚变形还会增加拉坯阻力，造成设备故障。

为了解决减速过程中的问题，莱钢技术人员在生产实践中摸索出一套工艺参数，采用人工控制，在热换中包过程中逐步降低拉速，逐步降低各个冷却区的水量。

这种控制方式人为因素较多，不能很好地控制生产，不能有效地保证铸坯质量。

经过两年的生产实践，发现该连铸机不能满足产量和质量的要求，为了提高产量和铸坯质量，2007年10月，对老铸机进行了改造，采用了新的二冷动态配水技术。

目前，在国外先进的连铸机上，已经采用了“坯龄模型”和表面目标温度控制等方法[2]。

连铸方坯二冷冷却的优化及改进摘要：本文介绍了新疆伊犁钢铁有限责任公司炼钢厂小方坯连铸优化二次冷却制度过程，并根据实践结果对二冷配水量控制等方面进行了分析,并对二次冷却配水参数进行了优化以及调整，使铸坯质量得到明显提高。

关键词：二次冷却的重要性；存在问题；优化过程1.前言连铸机的二次冷却系统起着对铸坯进行连续冷却，使其逐渐完全凝固的作用。

在连铸生产中，二次冷却系统对铸坯的表面质量、坯壳厚度均匀形成、矫直效果等都有至关重要的影响，因此连铸二冷技术对连铸生产过程顺行、产品质量和生产效率均有重要影响。

随着连铸技术的高速发展，以及市场对铸坯质量要求的不断提高，尤其是对内部质量提出了更高的标准，二次冷却问题受到越来越多的重视。

2存在问题在生产过程中，由于二次冷却制度不当，出现的铸坯缺陷有：1在二冷区各段之间冷却不均匀，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，从而导致铸坯出现内部质量问题。

2二冷区铸坯四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沿对角线的压力，加重铸坯扭转，产生菱变，从而导致铸坯脱方加剧，制约了连铸的产量及钢坯质量。

3二次冷却太弱，铸坯表面温度过高，钢的高温强度较低，钢水在静压力作用下，凝固壳就会发生蠕变而产生鼓肚。

3原因分析及解决措施3.1二冷配水原则连铸机的生产率与铸坯质量在很大程度上取决于二次冷却。

为保证铸坯质量和产量，基于这两个方面的考虑，二次冷却都应遵循以下几个原则[1]：1上强下弱。

铸坯出结晶器后，在二冷上段坯壳薄、热阻小、坯壳收缩产生的应力亦小，这些条件有利于强冷以增加坯壳厚度，减少漏钢事故。

随着铸坯不断地向二冷下段运动，坯壳逐渐加厚，热阻增大，为避免铸坯表面因应力过大而产生裂纹，要逐渐减小冷却强度。

采用上强下弱的冷却制度，控制铸坯的液芯长度在连铸机的冶金长度内，才能避免带液相矫直而产生内裂纹。

D esign and applica tion of dynam ic secondary cooling system of slab ca ster a t J iuquan Steel
CHEN Zhiling (CCTEC Engineering Co. , L td. , B eijing 100081)
1 连铸机的工艺特点
1. 1 基本条件 连铸机的设计年产量为 100万 t,与铸机配套的
冶炼条件见表 1。
表 1 铸机配套条件
120 t转炉 120 t精炼炉 (LF) 预留 RH - MFB
平均出钢量
3座 (第一期 1座 ) 3座 (第一期 1座 )
1座 120 t/炉
1. 2 产品大纲 产品大纲如表 2所示 。
酒钢 200万 t工程板坯连铸机投产以来 ,经过 5
个多月的生产实践 ,采用二冷动态配水生产 ,铸坯质
量合格率保持在较高水平 ,各项指标达到设计要求 。 典型铸坯的低倍检验结果如表 3所示 。
表 3 铸坯检验结果
编号
中心 中心 角部 中间 三角区
针孔状 蜂窝状
夹杂
偏析 疏松 裂纹 裂纹 裂纹
气泡 气泡
综合考虑 ,确定合理的二冷制度 。
二冷区喷水冷却铸坯凝固壳的导热为 :
<
λ =m
( TL
-
TS )
e
凝固前沿放出的潜热为 :
ρ de
Lf m dt
凝固前沿放出的潜热 =凝固壳的传导传热
ρ Lf
m
de
λ =m
dt
( TL e
TS )
积分得 : e =
ρ λ m
( TL
-

107科学技术Science and technology板坯连铸机二次冷却水量对铸坯质量的影响与控制措施闫 彪（河北钢铁集团 唐钢信息自动化部，河北 唐山 063000）摘 要：随着世界科技不断进步，现代化企业越来越重视工业自动化的发展，在重型钢铁冶金企业里，自动化设备不仅能有效减低人工劳动强度，更能够在过程控制中达到更精准，更平稳，更迅速的级别，使产品生产的质量和效率远远超过传统的生产方式，但是，先进的设备控制过程也相对复杂，稳定高效的运行，是带来生产效益的必要条件。

自动化设备主要由硬件和软件两部分组成，质量可靠的硬件和完善高效的算法，是生产平稳进行和质量品控的可靠保障。

关键词：工业自动化；钢铁冶金企业；自动化设备中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：11-5004（2019）05-0107-2收稿日期：2019-05作者简介：闫彪，男，生于1980年，天津人，本科，冶金自动化工程师，研究方向：电气自动化。

在现代大型钢铁企业里，生产环节主要包含炼焦，炼铁，炼钢，连铸，轧钢。

其中连铸环节的作用就是通过结晶器、扇形段拉矫机等设备，使1600℃左右的高温液态钢水，冷却凝固成为固态的板坯，以供轧机轧制。

其中结晶器的作用是先生成表面坯壳，而板坯壳内的液心则需要在扇形段拉矫机的二次冷却水下进行逐渐冷却凝固。

图1 板坯连铸机二次冷却水量过程1 连铸机二次冷却水的冷却过程概述二次冷却水是通过在扇形段内弧和外弧均匀分布的喷淋水嘴，与高压气体混合后喷射在红热铸坯表面，再通过铸坯外壳逐渐传导内部液心，以达到整个铸坯冷却凝固的目的。

根据生产工艺要求，不同的钢种对应不同的冷却程序，即冷却水表，扇形段从上到下的每个区域对水量大小也有严格要求，并且随着铸坯拉速的改变，水量也会自动根据实时拉速，进行相应的调整。

这个调整过程的控制，是一个闭环的控制，通过流量传感器采集到的水量信号，以模拟量传回PLC 输入模板，比较与设定水量的大小，从而判定水阀的开度，再通过输出模板将模拟信号传到现场的气动控制阀门。