喷嘴在连铸坯二次冷却过程中的应用和发展

根据喷嘴在二次冷却区的作用，分析了喷嘴的冷、热态特性、喷嘴布置以及冷却水控制等因素对铸坯冷却效果的影响，同时介绍喷嘴在连铸机上使用现状和高效连铸机对二冷技术的新要求。     

超低头板坯连铸二冷喷淋系统的优化

为进一步提高超低头铸机板坯质量,通过对目前连铸二冷区现有喷嘴的冷态特性进行测试分析,研究了喷嘴的特性及布置.从喷嘴选型、喷嘴布置及电动阀选型方面进行了优化设计,实现了“弱冷”配水的均匀冷却,使铸坯矫直温度横向、纵向都控制在980～1 020℃,提高了铸坯二次冷却的效果.     

连铸坯凝固过程中传输现象基础知识系列讲座：第二十讲 连铸二次冷却的优？

介绍了连铸坯冷却的冶金准则,以小方坯和板坯连铸为例,详细讲述了二次制度优化的目标、表面温度反算法和冶金冷却准则函数优化法,并对连铸二次控制的几种方法进行了系统总结和简要分析。     

板坯连铸二冷制度优化

应用二冷区铸坯表面温度测定和连铸坯硫印、低倍检验等方法，分析评价了攀钢板坯连铸现行二冷制度对铸坯内部质量的影响，并在此基础上优化完善了连铸二冷配水制度。结果表明，采用增大二次冷却强度、增加二冷段后区铸坯冷却能力的配水制度对减轻铸坯中心偏析、扩大铸坯等轴晶率、提高铸坯内部质量有明显效果，为进一步完善连铸二冷控制制度提供了坚实的技术基础。     

高效连铸二次冷却喷嘴的性能

对某小方坯连铸机高效化改造中，二次冷却区所采用的三种喷嘴的冷态及热态性能进行了研究，获得了相应的性能参数。还对高效连铸二次冷却对喷嘴性能的要求进行了评价，提出了有效喷淋系统的概念。     

连铸二冷模型的开发与应用

连铸二次冷却制度是控制铸坯质量的关键,以方坯连铸机工艺和设备条件为基础,基于目标温度建立方坯连铸凝固传热的数学模型,在验证模型可靠性的基础上对方坯二次冷却制度进行优化,在实践应用中取得良好效果。     

二次冷却配水模型在石家庄钢厂中的应用

在连铸生产过程中,二次冷却配水的控制对铸坯质量和性能有直接的影响.本文介绍二冷水控制模型在石家庄钢厂大方坯自动化控制系统中的应用,实际生产表明该模型提高了系统的控制精度,进而大大提高了铸坯的表面和内部质量.     

连铸小方坯中心裂纹的成因分析及控制

从连铸工艺角度分析了2#连铸小方坯中心裂纹的形成原因,认为二次冷却强度过大和钢水过热度过高导致铸坯柱状晶发达,是引发铸坯中心裂纹形成的重要因素。通过降低比水量、优化各段二次冷却水分布量完善二次冷却工艺,降低钢水过热度等工艺措施,有效控制了中心裂纹的发生,铸坯质量明显改善。     

微观组织控制对板坯表面横裂纹的抑制

板坯表面横裂纹被公认为是由于薄膜状初生铁素体附近应力集中诱导而形成的,例如沿着奥氏体晶界形成的先共析铁素体。在目前的研究中,通过对连铸坯微观组织控制抑制横裂纹的构想进行了试验。每一个试验进行了3种检测,（11）二次冷却对锭坯微观组织影响测试;（b）微观组织热塑性热拉伸测试;（c）连铸板坯裂纹敏感性连铸试验。测试结果如下：（1）连铸板坯表面微观组织能够通过二次冷却进行控制。表层结构控制（SSC）冷却,在二冷区,出结晶器后的连铸坯强冷却到温度低于A3转变温度,随后连铸坯回温至1250K,形成薄膜状游离铁索体结构。（2）重熔和凝固之后的试样进行的热拉伸测试证明通过微观组织控制能够明显提高钢材的热塑性,钢材塑性凹槽几乎消失了。上述结果也再次证明为了评价微观组织控制对横裂纹敏感性的作用,在热拉伸测试中试样的重熔是必不可少的。（3）连铸测试证明微观组织控制能够减少横裂纹的敏感性。（4）通过SSC冷却,均匀细小的弥散析出相,例如（Ti,Nb）（C,N）,实现了预防横裂纹和微观组织控制的作用。     

大方坯连铸机二冷配水控制系统的改造及应用

以莱芜钢铁集团有限公司特殊钢厂大方坯连铸机二次冷却控制系统的改造为背景,介绍了二冷动态配水在线控制模型的开发及应用。控制模型基于坯龄模型和过热度补偿策略,能有效抑制拉速波动带来的影响,保证连铸坯的均匀冷却,从而增强了对浇铸参数的适应性。生产实践证明,该控制模型界面友好、运算快、运行稳定准确,减少了人工干预的环节,连铸坯质量得到改善。     

基于凝固传热模型的轴承钢GCr15二冷研究与应用

采用Gleeble 3500热应力/应变模拟机对轴承钢GCr15进行了高温力学性能测定，根据实际测量的结果，优化原有二冷制度并提出了适合轴承钢二冷冶金准则的二冷水表。并根据实际情况建立了大方坯连铸凝固传热模型，通过射钉试验表明模型准确可靠，在此基础之上提出了基于凝固传热模型的动态二冷控制方法，通过生产实践表明采用特征拉速控制二冷配水可以有效改善铸坯质量。     

钢液连铸二次冷却先进工艺模型的发展与研究

 钢液连铸二次冷却的效果直接影响连铸坯质量,为了合理地控制二次冷却过程,多种静态和动态控制工艺模型被提出。系统综述了目前二冷静态和动态控制工艺模型的发展,包括二冷区各回路水量与拉速呈一次线性或二次曲线关系的二冷控制工艺模型、基于修正有效拉速的二冷动态控制工艺模型和基于在线传热计算的二冷动态控制工艺模型等,以及基于钢液过热度和二冷进水温度的二冷控制先进工艺模型和基于在线温度测量反馈调节各回路水量的二冷动态控制工艺模型。随着二冷控制工艺模型的发展,其控制的实时性、可靠性、准确性以及运行的稳定性也逐渐提高,从而为高质量铸坯生产及智能化二冷控制奠定了基础。     

宝钢在线二冷控制模型的研发与应用

针对连铸生产过程中的二冷配水问题,建立了铸坯的凝固传热数学模型。通过实时模拟计算铸坯的温度场,并与PID控制技术相结合,开发了在线二冷控制模型。模型能自动根据钢种、铸坯规格及工艺参数的变化动态调整二冷控制水量,将铸坯的表面温度控制在工艺目标值附近。通过设计合理的控制系统架构,确保了二冷控制系统的稳定性及可靠性。在线测温结果表明,模型具有很高的计算精度。当拉速、浇注钢水过热度变化时,模型能快速将水量调整到目标值,速度快且超调小,从而确保铸坯的表面温度跟踪误差始终限制在较小范围内;当浇注过程处于相对稳态时,铸坯的表面温度保持在目标值。目前,模型已经应用于宝钢内外的多台连铸机,应用效果良好。     

汽车用钢大方坯连铸二冷配水数学模型

应用开发的连铸传热数学模型对石家庄钢铁有限责任公司炼钢厂电炉车间所生产的5个钢种及2种规格铸坯的二次冷却配水进行了模拟计算；根据铸坯凝固冷却过程冶金准则的要求，经反复模拟及优化，得出了二次冷却区各段水量与拉速的二次关系式；综合考虑了过热度对铸坯凝固过程的影响，建立了新的二次冷却水控制模型，并应用于实际生产。     

连铸板坯三维二冷动态配水与精准压下研究与应用

在现有工艺条件下,校验和完善二冷区铸坯凝固传热计算数学模型,开发三维二冷配水模型,解决目前设备状况下冷却水分布不均匀对铸坯温度的影响,从而控制铸坯表面质量,特别是铸坯的角部裂纹,同时对板坯连铸二冷配水制度进行改进和优化,使之满足高效连铸生产条件和改善铸坯质量的需要。提出压下参数计算公式,结合所开发三维二冷配水模型,优化现有压下工艺,提出并应用精准可控单段压下、非稳态压下控制,集中解决连铸板坯中心偏析、中心疏松和缩孔等内部质量问题。同时优化模型数据库,使之数据更加完备,模型计算更加准确,同时模型具备异钢种混浇过程二冷及压下控制功能,能够进行凝固终点W形预测与控制,可进一步提高模型适用性和准确性。模型开发并成功在多家钢厂现场应用,有效改善了铸坯裂纹和偏析等铸坯表面和内部的质量问题。      

大方坯连铸二冷技术研究

针对攀钢大方坯连铸引进的二冷控制技术在连铸比水量和二冷区水量分配等方面存在的问题,通过测试研究大方坯连铸典型钢种的高温延塑性能和二冷区的铸坯表面温度分布,制定了满足攀钢连铸品种开发要求的二冷控制制度。生产应用表明,连铸大方坯内部质量得到了明显提高。     

Dynamic Water Modeling and Application of Billet Continuous Casting

The continuous casting process is used for solidifying molten steel into semi-finished steel.The technology of secondary cooling is extremely important for output of the casting machine and billet quality.A dynamic water model was introduced,including solidification model in the secondary cooling,feedforward control strategy based on continuous temperature measurement in tundish,and feedback control strategy based on surface temperature measurement.The mathematical model of solidification process was developed according to the principle of solidification,and the solidification model was validated by measuring billet shell thickness through shooting nail and sulfur print.Primary water distribution was calculated by the solidification model according to procedure parameters,and it was adjusted by the other two control strategies online.The model was applied on some caster and billet quality was obviously improved,indicating that the dynamic water model is better than conventional ones.     

板坯角横裂成因及控制措施

针对微合金化钢角部横裂纹缺陷,从连铸工艺角度分析了板坯角横裂的形成原因,提出了微合金化钢角部横裂纹缺陷的控制措施。通过优化二次冷却强度、稳定结晶器液面、提高铸机精度、调整二冷喷嘴宽度、采用倒角结晶器及控制钢液增氮等措施,提高了铸坯表面质量,板坯角部横裂纹得到了有效改善,缺陷发生率由24%降低至2%。     

LPC模型在动态轻压下控制中的应用

主要介绍攀钢2#连铸机二级过程计算机系统中的一个重要模型———LPC模型,它在连铸生产过程中实时计算板坯的温度分布情况,并完成板坯的切片跟踪,为轻压下提供温度参数,为二次冷却水的优化喷水提供温度参数。模型系统的应用,改善了铸坯内部质量,使连铸机能适应多类钢种的浇铸,提高了连铸机作业率,为实现高效连铸起到了重要作用。     

Compensation Control Model of Superheat and Cooling Water Temperature for Secondary Cooling of Continuous Casting

In this paper, a compensation control model of secondary cooling process of billet continuous casting for quality steel has been presented. The effects on the spray control of the various parameters such as steel superheat, casting speed, cooling water temperature and chemical component of steel were considered. The parameters of control model were determined to associate with the two‐dimensional heat transfer equation and solved by finite‐difference method. Effects of steel superheat and cooling water temperature on surface temperature, solidification structure and solidifying end point were discussed. Results indicate that steel superheat significantly affects solidification structure and solidifying end point but has a little effect on slab surface temperature. Moreover, secondary cooling water temperature affects surface temperature and solidifying end point but has a little effect on solidification structure. The surface temperature and solidifying end point can be maintain stabilized through applying the compensation control model when steel superheat and cooling water temperature vary. The models have been validated by industrial measurements. The results show that the simulations are in very good agreement with the real casting situation.