吴金钟 吴志会 宋卫东

摘要：随着现代工业的飞速发展，钢铁产量是评价一个国家的工业化程度的主要影响因素之一。而连铸机是炼钢过程中会影响到钢铁性能的一种重要设备，因此连铸机扇形段的制造质量直接决定了整个设备运行是否可以顺利进行。由于不同的连铸工艺对应不同的连铸机设备运行状况和相应的生产工艺，所以要得到较好质量的连铸坯，应该对连铸机扇形段二冷区工艺，例如二次冷却、动态轻压下、扇形段辊间距设计等进行精准把控，合理科学的应用。

关键字：连铸机，扇形段，二冷区

引言：通常在连铸机的制造加工过程中，连铸机扇形段特殊的结构和性能要求加上各种生产技术手段的限制，这就导致在连铸机扇形段频发故障，例如连铸机组在运行过程中突然停机的问题，而这一问题又会进一步导致炼钢生产效果和产品质量不佳。因此，在炼钢行业未来的发展中，通过制造工艺改进来优化连铸机的扇形段将是势在必行，只有对连铸机扇形段的优化设计才能确保其质量达到目前行业内提出的高标准要求。大量工程实践和理论研究表面，连铸工艺技术的发展和连铸坯凝固过程息息相关。连铸坯凝固过程是分阶的， 包括结晶 器形成初生坯壳 ， 二冷区接受喷水冷却坯壳稳定生长 ， 液相穴末端凝固结束这三个阶段，针对不同阶段采用相应的工艺技术对铸坯质量进行控制，本文将针对二冷区工艺技术进行研究和探讨 。

1连铸机扇形段

连铸机工作状态十分复杂，当工作情况十分恶劣时，大概率会对连铸机扇形段结构造成毁灭性打击，这就意味着连铸机扇形段的制造质量直接决定了整个设备运行是否可以顺利进行。在该行业内，连铸机的扇形段制造方面仍旧处于技术匮乏阶段，急需根据复杂多样得到工况，进行有针对性的加工工艺改进，提高扇形段的产品质量和工作的效果。目前根据大量工程实践和理论研究可以发现，连铸机扇形段特殊的结构和性能要求加上各种生产技术手段的限制导致在连铸机扇形段频发故障，进一步导致炼钢生产效果差，基于上述原因通过二冷区工艺技术的研究与改进对扇形段结构进行优化这一举措具有现实意义和经济价值。

2二冷区工艺技术

连铸机扇形段二冷区工艺技术包括二次冷却、动态轻压下、扇形段辊间距设计等工艺，通过对这些工艺技术的精准把控便可以要得到较好质量的连铸坯.

2.1二次冷却工艺的选择

连铸过程的本质是传热过程和凝固过程结合。在结晶器中钢水凝固带走整个过程凝固热量的20%左右 ， 剩下的80%热量在二冷区中被带走。这就意味着二冷区的配水策略与生产率的高低和铸坯质量的好坏直接相关。目前，预防和控制铸坯产生表面和内部裂纹的主要措施是通过控制凝固过程中的温度场实现的。虽然合理选择二冷工艺是提高生产率和铸坯质量的基础， 但是保证铸机喷嘴状态也至关重要，只有保证铸机喷嘴状态才能确保冷却均匀。总的分析可以发现轻压下工艺会影响凝固末端， 结晶器电磁搅拌工艺只影响铸坯的表层质量 ， 而二冷工艺影响范围最大，程度最深，直接影响到整个二冷区铸坯的质量。

因为钢的传热系数有限，所以随着拓壳厚度的增加 ， 热阻会迅速变大，此时如果增加水的强度也只能是使铸坯的表面温度迅速下降，但与此同时也造成坯壳承受的热应力增加 ，易产生表面裂纹。所以以能够控制铸坯鼓肚为前提， 较弱的二次冷却工艺会减少柱状区宽度增加等轴晶区宽度 ，这样可以尽量减少热应力和组织应力，进一步减少铸坯裂纹。除此之外铸机设备冷却性能是否优异也格外重要，不然高温导致设备状态差 ，造成设备功能精度低，铸坯积渣，划伤等缺陷。

2.2动态轻压下工艺的选择

轻压下技术是目前减少或消除中心偏析和中心疏松所采取的最经济有效的方法。压下区间、总压下量、以及指定区域的压下率和压下速率是轻压下技术的关键性工艺参数。通过对这些工艺参数值的合理确定和应用，才能实现轻压下技术消除或减少铸坯中心偏析与疏松的特点和优势。

目前压下区间的确定没有定值 ，因为压下区间的确定取决于钢的成分，铸坯断面的大小和形状，生产设备等因素。一般情况下是结合理论与实践，通过实验和钢种质量的不断探索和对比分析，寻找出一个最佳值;总压下量指轻压下工艺中辊缝的收缩总量，包括铸坯凝固 自由线收缩量和实际作用在铸坯上的机械压下量两部分。确定总压下量除了以上两部分的完美结合，还应该考虑到高温下设备的变形量。不同种类的钢总压下量也不同，通常含碳量较高的钢种总压下量大。压下率和压下速率概念不同，前者是浇铸方向单位长度的压下量，后者是单位时间的压下量。

2.3连铸机辊距的合理设计

连铸机辊距的大小直接影响铸坯鼓肚的变形，辊距越小，铸坯鼓肚变形越小，反之辊距越大，铸坯鼓肚变形越大。与此同时，由于辊子在连铸机弧线上的安装无法实现绝对准确 ， 总会产生对弧误差，在同一对弧误差之下，辊距越小引起的坯壳所受弯曲变形就越大，所以因辊距也不是越小越好。存在最佳辊距。通常会采用细辊密排技术，也就是小辊距通过小辊径来实现，但并不是越细越好，越密越好，需要有合理度来控制。辊子过细导致扇形段整体的刚度和强度都降低，使用寿命降低;辊子过密导致扇形段连铸坯的冷却和积渣排除受影响 。

3.发展历程

为提高连铸机扇形段的质量，二冷工艺也在不断进行改革发展和创新。其中就包括日本学者为控制板坯角裂和横裂纹，开发了SSC控冷工艺，原理是通过控制铸坯的表层微观组织结构，防止产生横裂。国内相关企业在这方面虽然存在一些问题，但也有所尝试，并且有一定成果。例如SSC强冷最好在弯曲段弯曲点以上实施，在设备上实现要求的冷却强度这一目标的实现难度较大;如果强冷时加大表层应力，会导致表面裂纹加剧。最新尝试的板坯连铸机上部弱冷，下部强冷这一针对二冷工艺的改进对控制板坯角裂和横裂纹的效果良好。

结语

连铸机扇形段的质量好坏直接决定了整个设备运行是否可以顺利进行，通过对连铸机扇形段二冷区工艺，例如二次冷却、动态轻压下、扇形段辊间距设计等工艺进行精准把控，控制了铸坯质量，提高了生产率和产品合格率，减少残次品的产生。在连铸技术的不断发展和改进过程中，提高产品高质量，减少产品缺陷始终是我们的发展目标，提高对连铸机扇形段二冷区工藝技术的深入研究日益深化可以提高铸坯质量和铸机生产效率。

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