連鑄二次冷卻(secondarycoolingofcontinuouscasting)

連鑄煉鋼過程中，在結晶器出口到拉矯機的長度區間內對鑄坯進行的強制均勻冷卻。這個區間稱二次冷卻區。該區段內設有噴水系統和按直線(立式連鑄機)或弧線(弧形連鑄機)排列的一系列夾輥裝置。二次冷卻的作用是對鑄坯表面進行強制、均勻冷卻，使鑄坯在較短時間內凝固。二冷區必須保證鑄坯無表面、內部裂紋、無中心偏析且澆注時漏鋼率最小。為保證二冷區作用的實現，對其裝置的具體要求是：(1)總體結構和支承導向部件剛性好、強度大；(2)對弧簡便準確，易于安裝、檢修和事故處理；(3)冷卻系統具有足夠的冷卻強度和均勻性，并可適當調節。

傳熱方式有鑄坯表面向空氣的輻射熱，由鑄坯溫度高低而定；空氣和鑄坯表面間的對流傳熱，此值小可忽略；夾輥和鑄坯表面的傳導傳熱；水滴打在鑄坯上水蒸發直接散熱；水滴沾到鑄坯表面被加熱等5種。其中噴霧水滴直射鑄坯表面，帶走的熱量占二冷區總散熱量的40％。水滴與鑄坯表面間的傳熱是一復雜的傳熱過程，它受噴水強度、鑄坯表面溫度、氧化鐵皮厚度、冷卻水溫度和水滴運動速度等各種因素影響。其中噴水強度則與噴嘴類型、噴射距離、水壓、水溫密切相關。

冷卻方式有水噴霧冷卻、氣一水噴霧冷卻或干式冷卻(不噴水或噴少量水)。通常噴水冷卻水壓力約O．3～O．6MPa，一般通過噴嘴將水霧化成細滴，以很高的速度打到鑄坯上。采用哪種冷卻方式要考慮鑄坯斷面尺寸、拉速、鋼種、矯直溫度、鑄機型式以及是否熱送直接軋制等條件來決定。噴嘴有壓力型、氣一水型兩種，材質系銅。壓力噴嘴常用的有扁、螺旋、圓錐、薄片等多種；氣～水噴嘴是利用壓縮空氣將水霧化，使鑄坯連liar、冷卻更加均勻且節水的一種高效冷卻噴嘴。由于從結晶器出口處拉出的鑄坯進入二冷上段時，內部尚未完全凝固，坯殼薄、熱阻小，坯殼凝固收縮產生的應力也小，可施以強冷卻。隨著坯殼厚度增加，熱阻加大，鑄坯進入二冷下段后，要逐漸減小冷卻強度。為避免鑄坯表面局部的劇烈降溫而出現裂紋，在二冷區要求鑄坯表面縱向和橫向得到均勻冷卻，冷卻速度小于200℃／m，坯表面溫度回升小于100℃／m。為避開700～900℃的鑄坯脆性溫度區，應控制鑄坯冷卻至900℃以上進行矯直。同時必須適應不同鋼種的特性來確定冷卻強度，比如是裂紋敏感性強的鋼種，要弱冷。

二冷程序設計及控制首先按工藝要求提出理想的冷卻曲線，利用傳熱數學模型，確定二冷各段傳熱系數分布，再根據傳熱系數和水流密度計算各段冷卻水量的分配、二冷區長度、比水量及總水量。最后選取噴嘴形式、水壓和噴嘴布置方式。二次冷卻水的控制方法有儀表控制和計算機控制兩類。前者是通過儀表控制二冷水量，適用于較低檔次的鑄坯品種和尺寸單一的連鑄機；而后者是根據二冷鑄坯實際溫度來改變二冷水量的自動控制方法，通過計算機來有效調控二冷水量，即使操作不穩定，也能獲得較為穩定的鑄坯質量，從而提高連鑄機的生產率。