[发明专利]一种铸坯宽面冷却精准控制方法

说明书

本发明涉及一种铸坯宽面冷却精准控制方法，通过双喷嘴+AB双回路控制，巧妙地解决了单个喷嘴流量调节范围小的限制，可以满足超强、超弱冷却工艺需要的20:1这样大的水流量调节范围，解决同一台连铸机实现超强冷却和超弱冷却的工艺需要，拓宽生产的钢种范围。通过回路分级+多目标温度+调节阀控制，更为精确地控制铸坯宽度方向上不同位置的铸坯表面温度，解决铸坯宽度方向上冷却强度不能灵活调整的技术难题，实现铸坯宽度方向上精确冷却及铸坯角部的精确冷却，提高铸坯的表面质量。

技术领域

本发明涉及铸坯冷却方法，特别涉及一种铸坯宽面冷却精准控制方法。

背景技术

连铸二次冷却的目的是对离开结晶器后的铸坯进行连续冷却，使之在切割前完全凝固。二次冷却是连铸过程中十分重要的一个工序，对保证铸坯质量、提高连铸生产率起着至关重要的作用。但目前连铸二次冷却更多的只是注重连铸拉坯方向的冷却布置和温度分布，对二冷区铸坯宽度方向冷却的不均匀性很少考虑，其研究结果不能准确反映铸坯凝固过程的冶金行为，因而影响铸坯质量，如铸坯角横裂。而要控制角横裂，要求连铸机中铸坯整个宽度方向尤其是边角部表面温度都要保持在钢种脆性温度（如900℃）以上，这个目标在控制中部温度时可以实现，但控制边角温度则相当困难，因为边角会向两个方向散热，热损失更大。连铸技术的一个挑战性课题就是减少铸坯边角过冷，以避免角横裂。

此外，连铸机中铸坯整个宽度方向尤其是边角部表面温度都要保持在钢种脆性温度（如900℃）以上，必须要求二冷是小流量弱冷却，即要求冷却喷嘴在冷却水流量很小时也能有很好的雾化冷却效果。但连铸机生产的钢种较多，有的钢种要求大流量强冷却，有的钢种要求小流量弱冷却，强冷与弱冷流量差别达到20倍以上，这就要求冷却喷嘴必须具备很大的流量调节范围，过去，水冷喷嘴的流量调节范围很小（3:1），现在水冷喷嘴被气雾喷嘴取代，气雾喷嘴流量调节范围有所增加（典型值7:1，最大12:1）， 仍然无法满足超强超弱冷却20:1这样大的调节范围，即无法满足同时超强冷却和超弱冷却的工艺要求，使连铸机生产的钢种受到限制，这也是连铸技术的另一个挑战性课题。

西门子奥钢联公司的三维喷水专利技术是解决上述问题的一个突破性进展。专利的基本原理是通过二冷喷淋管架的位置调整，改变喷嘴与板坯宽面的相对位置，并调整它与板坯边角的距离，以免水流直接喷射到板坯边角。但该技术设备复杂，投资高，维修量大，极不经济，且无法解决同时超强冷却和超弱冷却的工艺要求。

本发明通过改进喷嘴及管路布置，不需要复杂的设备，就能很好地解决了上述2个连铸技术难题，简单、经济、使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种铸坯宽面冷却精准控制方法，主要解决单喷嘴单回路无法满足同时超强冷却和超弱冷却的工艺要求以及铸坯宽度方向上冷却强度不能灵活调整的技术难题。

本发明的技术方案为：一种铸坯宽面冷却精准控制方法，包括以下2个步骤：

（1）双喷嘴和AB双回路控制：A回路喷嘴设有流量最大值α,（α值取决于连铸机的设计值），但没有最小值，B回路喷嘴设有流量最小值β（β值取决于连铸机的设计值），但没有最大值。当铸坯需要超弱冷却或连铸机拉速很低（小于0.7m/min），此时所需冷却水流量小于α值，A回路阀门打开；当铸坯需要超强冷却或连铸机拉速很高（大于1.4m/min），此时所需冷却水流量大于等于α值，当流量超过该冷却回路B回路喷嘴的最小水流量值β的n倍时，n取1.02-1.1之间的一个数值，B回路阀门打开，此后该冷却回路冷却水总流量由A、B回路喷嘴平均分配。这样巧妙地解决了单个喷嘴流量调节范围小的限制，可以满足超强、超弱冷却工艺需要的20:1这样大的水流量调节范围。连铸机既可以生产需要超强冷却的无取向硅钢及IF钢类钢种，又可以生产裂纹敏感，需要超弱冷却的微合金高碳高强类钢种。