气水雾化喷嘴在方坯连铸机上的应用

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℃。

智能喷嘴在连铸的应用DOI:10.3969/j.issn.l006-110X.2021.02.014智能喷嘴在连铸的应用牛猛学（天津天铁冶金集团热轧板有限公司，河北056404）［摘要］连铸扇形段强水冷是板坯连铸生产的关键。

天铁热轧板公司现使用的连铸扇形段冷却喷嘴为传统气雾型喷嘴，由于水质原因喷嘴经常堵塞，影响了板坯的冷却效果和质量。

本文介绍了一种智能型喷嘴系统，阐述了 智能型喷嘴系统的构成及原理。

通过在热轧厂连铸车间一号板坯连铸机上实践使用,证明智能型喷嘴系统相比传统气雾型喷嘴堵塞现象大幅减少，铸坯质量明显提高，工人清理和更换喷嘴的劳动强度大为降低。

［关键词］连铸扇形段；智能喷嘴;铸坯质量；劳动强度Application of intelligent nozzle in continuous castingHU Meng-xue（Hot Rollinj Plate Co., Lth.,Tianjin Tianhc Metalluryicai Grocu »HEBEI 056404）Abstract Strocj wUca coolinj Jt coctinuocs castinj sectoa is the gey to s UU coctinuocs castinjproCuctioc- The coctinuocs ccstinj sectioc coolinj nozzie now uset by Tiantic Hoi Rollinj PlateCompany is tra-itiocai aerosolizee nozzle, because of the wUea quality reasocs, the nozzie is oftee blochee, aaectiny the coolinj effect and quality of s UU. This pser introCuces a soi of intelUyeyt nozziesystem, anJ expocuJs the compositioc and principic of the intelUyeyt nozzie system, Throcah practicaiuse ai 1# s UU coctinuocs castinj machine in coctinuocs castinj woOshoc of hvi rollinj pUnh J isprovet that s C c intelliyeat nozzie system yreatiy reeuccs the blochaye of nozzie comparet with tranitiocat aerosolizee nozzle, the quality of billct is oCviocsIyanh the U-oa inteesity of cleaniny anhreeUciny nozzles is ereatiy reeucee Oa woraers-Key words coctinuocs castinj sectoa, intelUyeyl nozzle, s UU quality, U-oa inteesity0引言板坯连铸机的功能是将高温液态钢水通过结 晶器冷却，形成有一定厚度的坯壳,并以一定速度拉出，在扇形段（二冷区）强制冷却（二次冷却）后快 速降温并进一步凝固,后经矫直冷却和火焰切割成为成品板坯，其中扇形段的强制冷却是影响板坯质量的关键工序4125。

小方坯连铸机二冷气-水喷嘴测试及应用实践刘国贵1曾祖谦1何宇明1潘永忠1汤兴隆1 刘晨2沈朝杰2（1.重庆钢铁股份有限公司；2、上海外高桥喷雾系统公司）摘要：简要介绍重钢炼钢厂在对1#小方坯连铸机进行增流改造时，针对改造前铸机使用二冷压力水喷嘴生产中铸坯严重内裂问题，结合铸机特点首次引进气-水喷嘴进行测试及成功使用，最终解决了内裂，满足了小方坯铸机高效化生产要求。

关键词：小方坯高效化铸机内裂压力水喷嘴气-水喷嘴1前言连铸坯质量与二次冷却状态关系密切，二次冷却的好坏很大程度上取决于二冷区喷嘴结构和喷水条件（如流量、压力、距离），喷嘴结构决定了冷却水的水流密度分布、水滴速度、水滴直径，目前连铸机上广泛使用压力水喷嘴和气-水喷嘴，压力水喷嘴是高压流体通过喷嘴破碎为液滴而实现喷雾冷却，气-水喷嘴是将压缩空气和水从不同方向在喷嘴内的混合室混合（也可在喷嘴外面汇合），借助压缩空气动能进一步把水雾化成很细的水滴，以高速打在铸坯表面上。

气-水喷嘴具有喷水流量调节范围大、冷却强度大、冷却均匀、不易堵塞等优点。

采用气-水喷嘴冷却，铸坯表面温度波动范围小，变化相对平缓[1]。

因此连铸二冷喷嘴选择及布置对控制连铸坯质量，尤其是内部裂纹控制至关重要，特别是在生产普通碳素钢硫磺偏高、高温钢及铸机处于高拉速、高作业情况下尤其重要。

2 重钢炼钢厂小方坯铸机基本情况重钢炼钢厂现有两台小方坯五机五流全弧形连铸机，其中1#机于1993年3月投产，原设计为四流，两点矫直，半径R1=10.3m,R2=18m, R3=∞, 生产200×250mm2, 250×250mm2断面，设计生产能力为30×104t/a，设备能力为50×104t/a。

1999年9月，2000年4月公司先后两次与国内某公司合作进行高效化改造，设计能力为60×104t/a，生产120×120mm2、150×150mm2、150×210mm2三种断面，平均拉速分别为3.3、2.65、1.9m/min,最高拉速分别为4.0、3.2、2.2m/min,最高月产钢6.3万吨，平均流产量6.0万t/a，先后使用国内某公司空心圆锥形压力水喷嘴及上海外高桥喷雾系统有限公司实心圆锥形压力水喷嘴，但改造投产后铸坯内裂严重，最高月因内裂改判达1300吨，严重影响公司生产合同兑现，铸机仅能生产HRB335等少数品种，连多年生产的硅钢也因缩孔、鼓肚严重而与轧钢厂异议不断。

气雾全水组合冷却的高碳钢连铸生产方法与设计方案一、气雾全水组合冷却的原理1.气雾冷却：在连铸过程中，通过喷射细小的水雾，有效增大了钢坯受冷面积，提高了冷却效率。

气雾冷却有效地促进了钢坯表面温度的迅速下降，避免了钢坯表面在连铸过程中产生脱碳和氧化。

2.全水冷却：通过喷射大量的水流对钢坯进行冷却，可以使钢坯内部温度均匀降低，防止出现温度梯度过大的情况。

全水冷却也能够增加钢坯内部应力的释放，减小钢坯的变形和裂纹的产生。

3.组合冷却：将气雾冷却和全水冷却结合起来，可以在快速冷却的同时保持较低的冷却速度，避免由于过快冷却而导致的应力过大和裂纹的产生。

二、气雾全水组合冷却的设计方案1.喷头设计：在气雾全水组合冷却中，喷头的设计是非常重要的。

喷头应该能够提供细小的气雾和充足的水流，以达到快速冷却的效果。

同时，喷头应具备均匀喷雾和喷水的能力，确保钢坯表面的温度分布均匀。

2.喷雾和喷水参数：喷雾和喷水的参数也直接影响到冷却效果。

对于气雾冷却，喷雾的粒径应该较小，一般为10-50μm。

对于全水冷却，水流的速度应该较大，一般为3-5m/s。

控制好喷雾和喷水的参数能够提高冷却效果。

3.冷却区域布置：在连铸机中，冷却区域的布置直接影响到冷却效果。

应根据钢坯的尺寸和形状合理设计冷却区域，并保证气雾和水流的覆盖面积。

同时，冷却区域应具备适当的冷却时间和空间，确保钢坯能够充分冷却。

4.控制系统：为了保证冷却效果，还需要一个可靠的控制系统。

控制系统应能够实时监测钢坯温度，并自动控制喷雾和喷水的参数。

同时，控制系统还应具备报警和自动停机等功能，以防止因温度异常而引发事故。

总之，气雾全水组合冷却是一种高效的高碳钢连铸生产方法。

通过合理的设计方案和控制系统，可以实现快速冷却和均匀温度分布，保证高碳钢连铸的质量和产量。

喷嘴测试系统开发及南钢方坯连铸二冷制度优化的开题报告标题：喷嘴测试系统开发及南钢方坯连铸二冷制度优化一、研究背景和意义南钢公司作为国内钢铁行业的领先企业之一，其方坯连铸生产线从诞生至今已有多年历史，设备老化、技术滞后等问题逐渐显现。

其中，喷嘴是影响连铸质量的重要因素之一，需要定期进行测试和维护。

因此，开发一套喷嘴测试系统是提高连铸生产质量的必要手段之一。

此外，南钢公司连铸生产线的二冷制度也需要优化。

二冷设备的升级改造，既可以提高生产线的生产效率，又可以降低生产成本，对南钢公司具有重要意义。

二、研究目标和内容本研究的目标是开发一套喷嘴测试系统，对南钢公司连铸生产线的喷嘴进行测试和维护，提高生产质量和效率；同时，对连铸二冷制度进行优化研究，降低生产成本，提高生产效率。

具体内容如下：1. 喷嘴测试系统开发(1) 研究喷嘴测试原理和方法，确定测试方案；(2) 开发喷嘴测试软件，实现喷嘴测试自动化、数字化；(3) 制作喷嘴测试标准模板，对经过测试的喷嘴进行标准化管理。

2. 连铸二冷制度优化研究(1) 研究现有连铸二冷设备的工作原理和技术参数；(2) 设计二冷升级改造方案，包括设备更新、冷却水切换等；(3) 优化制度参数配置，降低生产成本，提高生产效率。

三、研究方法和实验计划研究方法：1. 喷嘴测试系统开发：采用软件开发和硬件电路设计相结合的方法，开发一个全自动化数字化的喷嘴测试系统。

2. 连铸二冷制度优化研究：通过数据分析、试验验证、现场观察等方法，对现有连铸二冷设备进行深入分析，提出升级改造方案，并优化制度参数配置。

实验计划：1. 喷嘴测试系统试验：(1) 购买测试仪器材料，进行软硬件集成和调试；(2) 对南钢公司连铸生产线的喷嘴进行测试，获得测试数据；(3) 对测试数据进行分析和处理，制定喷嘴测试标准模板。

2. 连铸二冷制度优化试验：(1) 统计现有连铸二冷设备参数和生产数据，进行数据分析；(2) 设计二冷升级改造方案，购买设备和实施改造；(3) 调整制度参数配置，收集生产数据，评估改造效果。

连铸工一、填空：1、连铸设备主要由钢包回转台，（中间包），结晶器，结晶器振动装置，（二次冷却）和铸坯导向装置，拉坯矫直装置、切割装置、出坯装置等部分组成。

2、在铸机内，液体钢水转变为固态的半成品钢坯时放出的热量包括（过热）、（潜热）、显热。

3、钢水在连铸机中凝固传热是在三个冷却区内实现的，即结晶器（一次冷却）、喷水冷却区（二次冷却）和向周围环境辐射传热（三次冷却）三个区域。

4、从结晶器到最后一个支撑辊之间的传热机制（辐射）、（传导）和（对流）的综合作用。

5、连坯产生裂纹主要是受（热应力）、钢水静压力（矫直弯曲应力）等作用时产生。

6、连铸坯缺陷主要分为（内部缺陷）（表面缺陷）和形状缺陷。

7、表面纹裂是因为（结晶器）不均冷却和支撑超了坯壳强度造成。

8、角部纵裂主要是由（钢水成份）（浇注温度）（结晶器锥度）圆角半径及振动等因素影响。

9、横向角部裂纹是因（过强）的冷却和经常的（局部过冷），低温矫直造成。

10、铸坯质量检查主要为：钢水成分、铸坯外形尺寸（表面质量）（内部质量）。

11、中间包是连接钢包和结晶器之间盛放钢水的容器，它具有（减压）（分流）（去除夹杂物）和（储存钢水）等功效。

12、中间包车的主要功能是（实际多炉连浇），中间包在线烘烤。

13、中间包车按设计结构分为（悬挂式）（悬臂式）门式等多种形式。

14、结晶主要分为（管式）（喷状式）和组装式。

15、为了更好地适应坯壳收缩，减少气隙，提高传热率，目前有采用（双锥度）或（多锥度）的结晶器铜管。

16、我厂现采用的是（正弦）振动方式，它是由（偏心轮）机构实现的。

17、二次冷却的一个重要参数为冷却强度，它通常是用（比水量）来表示。

18、根据不同的钢种，不同的拉速，不同的断面，二次冷却为分为（超硬冷却）、硬冷却（中冷却）软冷却和极软冷却。

19、二冷装置各段水量分配原则是以铸坯的（凝固）相适应。

20、二次冷却是利用喷嘴将水雾化，目前主要有两种方法：一种是（采用雾化水喷嘴）一种是（气水雾化喷嘴）。