本发明涉及涉及冶金连铸领域，尤其是一种连铸机二次冷却方法及装置。
背景技术：
在小方坯连铸领域，二次冷却是铸机的关键核心问题，二次冷却的效果直接影响小方坯铸造的质量，合理的二冷分区和二冷制度是连铸正常生产的前提和基础，二冷的均匀性是优良铸坯生产的保证。尤其是对于高速连铸而言，因拉速的提高需求的水量大幅增加，其对二冷均匀性的要求更趋严格，尽量避免出现过大的冷却突变现象。
目前，连铸机二次冷却常规的设计方法是：二次冷却区域沿浇铸方向分为多个分区，每个分区上面设置有多排二冷喷嘴，根据不同的生产钢种和拉速，每个分区可独立控制和调节流量，使铸坯能够获得较好的冷却效果。该二次冷却方法冷却流量示意图如图1所示，其存在着如下问题：1)单个分区的流量只能整体调节，分区内部多排喷嘴之间流量无法控制；2)分区之间的水量突变严重，导致冷却不均匀，造成应力集中；3)整个二次分区冷却的均匀性较差，在分区之间类似阶跃冷却，冷却强度差异性大，增加铸坯的扭曲应力，易产生裂纹。以上问题在实施高速连铸时，因水量的大幅增加，在各分区之间更易出现过大的冷却梯度，不利于获得较优质量的铸坯，因此，亟需一种新的技术手段，能够克服上述技术问题，提高整个二冷区域冷却均匀性，降低铸坯应力集中和裂纹产生的几率。
技术实现要素：
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种连铸机二次冷却方法及装置，以解决上述技术问题。
本发明提供的连铸机二次冷却方法，包括：
沿浇铸方向布置多个二次冷却分区；
每个二次冷却分区包括至少一个冷却单元；
在喷淋集管上设置多个喷淋集管出口，每个喷淋集管出口与对应的喷嘴管道和喷嘴连接；
冷却介质经喷淋集管入口进入喷淋集管，通过多个喷嘴喷射冲击到铸坯表面进行二次冷却；
通过调节冷却介质的压力和流量对每个二次冷却分区进行独立控制。
进一步，在单个二次冷却分区中，控制单元控制多个喷嘴内的冷却介质的压力和流量沿浇铸方向递减；
在所有二次冷却分区中-，控制单元控制多个喷嘴内的冷却介质的压力和流量沿浇铸方向递减。
进一步，在沿浇铸方向递减的相邻的两个二次冷却分区中，后一个二次冷却分区的喷嘴内的冷却介质的压力和流量最大值小于等前一个二次冷却分区的喷嘴内的冷却介质的压力和流量最小值。
进一步，通过调节喷淋集管出口的截面积和/或通过设置于喷淋集管内部的控制器，改变喷淋集管出口压力和流量。
进一步，还包括设置不同结构或类型的喷嘴，通过所述不同结构或类型的喷嘴调节喷射流量。
本发明还提供一种连铸机二次冷却装置，包括：冷却单元和用于对冷却单元进行调节的控制单元，所述冷却单元设置于二次冷却分区，所述二次冷却分区为多个，且沿浇铸方向布置；
所述冷却单元包括冷却介质、喷淋集管、喷嘴和喷嘴管道，所述喷淋集管包括喷淋集管入口和多个喷淋集管出口，每个喷淋集管出口通过对应的喷嘴管道与喷嘴连接，所述冷却介质经喷淋集管入口进入喷淋集管，通过多个喷嘴喷射冲击到铸坯表面进行二次冷却；
每个二次冷却分区至少包括一个冷却单元，所述控制单元通过调节冷却介质的压力和流量对每个二次冷却分区进行独立控制。
进一步，根据权利要求6所述的连铸机二次冷却装置，所述喷嘴为多个；
在单个二次冷却分区中，控制单元控制多个喷嘴内的冷却介质的压力和流量沿浇铸方向递减；
在所有二次冷却分区中，控制单元控制多个喷嘴内的冷却介质的压力和流量沿浇铸方向递减。
进一步，所述控制单元包括截面积尺寸不同的喷淋集管出口和/或设置于喷淋集管内部的用于改变喷淋集管出口压力和流量的控制器。
进一步，所述控制单元还包括不同结构或类型的喷嘴，通过所述不同结构或类型的喷嘴调节喷射流量
本发明的有益效果：本发明中的连铸机二次冷却方法及装置，可以控制和调节单个喷嘴的出流流量，实现单个分区内部二冷喷淋水量接近于线性变化，保证相邻分区之间二冷水量的平滑过渡，提高整个二冷区域冷却均匀性，降低铸坯应力集中和裂纹产生的几率，并且几乎没有成本增加，可操作性强，具有非常广泛的市场和应用前景。
附图说明
图1为常规二次冷却方法冷却流量示意图；
图2为本发明实施例中连铸机二次冷却方法的冷却流量示意图；
图3为本发明实施例中连铸机二次冷却装置的喷淋集管装配示意图；
图4为本发明实施例中连铸机二次冷却装置的喷淋集管装配示意图a-a剖视图。
附图标记如下：喷淋集管-1，喷嘴管道-2，喷嘴-3，铸坯-4。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
本实施例中的连铸机二次冷却方法，包括：
沿浇铸方向布置多个二次冷却分区；
每个二次冷却分区包括至少一个冷却单元；
在喷淋集管1上设置多个喷淋集管出口，每个喷淋集管出口与对应的喷嘴管道2与喷嘴3连接；
冷却介质经喷淋集管入口进入喷淋集管1，通过多个喷嘴3喷射冲击到铸坯4表面进行二次冷却；
通过调节冷却介质的压力和流量对每个二次冷却分区进行独立控制。
在本实施例中，针对单个二次冷却分区，控制单元控制多个喷嘴3内的冷却介质的压力和流量沿浇铸方向递减；通过设置多排喷嘴3水压力和流量沿浇注方向呈逐渐降低趋势，可以达到存在较少或不存在喷嘴3之间压力和流量的突变的效果。
针对相邻的二次冷却分区，控制喷嘴3之间流量变化趋势较平滑，压力和流量突变趋势较缓。
针对整个二次冷却区，控制多排喷嘴3喷射压力和流量沿浇注方向呈逐渐降低趋势，可以达到较少或不存在喷嘴3之间压力和流量的突变的效果。
如图3、4所示，在本实施例中，通过调节冷却介质的压力和流量对每个二次冷却分区进行独立控制，可以通过如下方式实现。
实施例一：可以通过喷淋集管1与多个喷嘴管道2连接的出口b的截面积可不同，通过调节截面尺寸，控制冷却介质的水头损失，进而控制和调节各喷嘴3的喷射流量。优选地，可以通过阀门等部件对出口的截面积进行控制，调节截面的尺寸，从而控制流量。
实施例二：将喷嘴3设置为不同结构或类型，通过控制喷嘴3的性能参数，进而控制和调节各喷嘴3的喷射流量。优选地，可以通过不同尺寸型号的喷嘴，或者内部结构不同的喷嘴，由于其结构和类型不同，所以喷射流量也不同，通过这种方式来实现控制喷射流量的目的。
实施例三：在喷淋集管1内出口b旁边设置减压和控制流量设施，控制和调节各喷嘴3的喷射流量。例如电磁阀、给水调节阀、节流阀、截止阀、止回阀等元器件，通过这种方式来调节喷嘴的喷射流量。
以上三种方案可以单独使用，两者混合使用，也可以三者同时使用。
相应地，本实施例还提供一种连铸机二次冷却装置，包括：冷却单元和用于对冷却单元进行调节的控制单元，所述冷却单元设置于二次冷却分区，所述二次冷却分区为多个，且沿浇铸方向布置；
所述冷却单元包括冷却介质、喷淋集管1、喷淋管道、喷嘴管道2和喷嘴3，所述喷淋集管1包括喷淋集管入口和多个喷淋集管出口，每个喷淋集管出口通过对应的喷嘴管道2与喷嘴3连接，所述冷却介质经喷淋集管入口进入喷淋集管1，通过多个喷嘴3喷射冲击到铸坯4表面进行二次冷却；
每个二次冷却分区至少包括一个冷却单元，所述控制单元通过调节冷却介质的压力和流量对每个二次冷却分区进行独立控制。
在本实施例中，喷嘴3的流量随压力存在着一定的变化规律，喷嘴3的喷射流量可根据喷嘴的入口冷却介质的压力进行调节。
冷却介质在水管中流动，一般为液体形态，在流入到各喷嘴位置时，其压力水头的重力水头、沿程水头损失和局部水头损失也有所不同，可以通过采取一定的措施，使各喷嘴的压力水头呈一定的规律和趋势，满足喷嘴喷射的水量接近于线性递减，减少局部冷却突变的现象，获得更为均匀的冷却效果。
在本实施例中，喷淋集管1与多个喷嘴管道2连接的出口b的截面积可不同，通过调节截面尺寸，控制冷却介质的水头损失，进而控制和调节各喷嘴3的喷射流量；或者，喷嘴3可为不同结构或类型，通过控制喷嘴3的性能参数，进而控制和调节各喷嘴3的喷射流量；又或者，喷淋集管1内出口b旁边可设置减压和控制流量设施，控制和调节各喷嘴的喷射流量。以上三种方案可以单独使用，两者混合使用，也可以三者同时使用。
在本实施例中，喷嘴为多个；在单个二次冷却分区中，控制单元控制多个喷嘴内的冷却介质的压力和流量沿浇铸方向递减；在所有二次冷却分区中，控制单元控制多个喷嘴内的冷却介质的压力和流量沿浇铸方向递减。通过控制单个喷嘴的出流流量，实现单个分区内部二冷喷淋水量接近于线性变化，并保证相邻分区之间二冷水量的平滑过渡，提高整个二冷区域冷却均匀性，降低铸坯应力集中和裂纹产生的几率。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。