连铸二冷工艺优化与铸坯角部裂纹控制研究

赵志雄 周详 段少平

摘 要：本文针对165mm×165mm方坯浇铸过程出现角部裂纹缺陷实际问题进行试验研究，通过调整拉速范围，优化二冷喷嘴夹角及水量，经分析归纳，固化二冷模式，使连铸坯角部裂纹缺陷得到明显地改善。

关键词：角部裂纹;拉速;夹角;水量

1 现存问题及原因分析

2019年6月以来，我公司（以下简称“汉钢公司”）炼钢厂对1#方坯连铸机进行165mm×165mm断面改造后，频繁性出现连铸坯角部裂纹内部缺陷。

在连铸坯频繁出现角部裂纹的阶段，1#连铸机生产165mm×165mm小方坯零段采用HH18（即3/8PZ14477QZ5，其中144代表喷嘴水量14.4L/kg，77°代表夹角）型号喷嘴，以不同水压下，测算雾化冷却水覆盖效果，具体参数优化对比见表1。

2 工艺优化试验与结果

为有限控制连铸坯角部裂纹缺陷，攻克连铸二冷工艺瓶颈问题，对连铸拉速范围、二次冷却制度实施喷嘴水量和夹角参数优化试验。

2.1 连铸坯拉速参数优化试验研究

在二冷零段原使用HH18型号喷嘴，不同拉速下雾化水喷射角、水量与连铸坯角部裂纹缺陷的关系，见表2。

拉速在2.3-3.3m/min变化时，喷嘴压力和水量变化范围大，压力小、流量小、二冷水雾化效果差，压力过大，喷射角减小、雾化水对连铸坯覆盖率偏低，单一喷嘴无法满足2.3-3.3m/min的拉速波动范围，根据生产实际情况，拉速在2.5-3.1m/min范围喷嘴能够满足生产需要。

1#连铸机使用圆锥形实芯喷嘴，整个二冷段采用全自动配水模式，二冷零段配方见表3。

从以上拉速和二冷区配水参数数据可知，使用HH18喷嘴时，在标准压力0.3MPa时，冷却水量为14.4L/min，拉速≤2.7m/min，喷嘴压力在0.5MPa以下，导致二冷水雾化效果差，不利于连铸坯均匀冷却。在正常拉速≥2.5m/min时，调整喷嘴压力0.6MPa以上，可改善二冷零段冷却水量及冷却效果。

试验120与140水量喷嘴，拉速、水量和压力的关系见表5。

2.3 喷嘴夹角度优化试验研究

100°与110°喷嘴夹角条件下，对喷嘴压力、雾化水喷射角度与连铸坯覆盖率影响进行了试验研究，参数优化调整及覆盖率数据见表6。

3 结论

通过调整拉速范围，优化二冷参数，将二冷零段原有HH18型号喷嘴改为3/8PZ120110QZ5，铸坯角部裂纹由2.62级降低至1.03级，3.5级以上缺陷比率由32.35%降低至0，消除了角部裂纹缺陷对连铸坯质量的影响。

参考文献

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