輕壓下

輕壓下技術始於20世紀80年代初，它是在板坯連鑄機扇形段從上到下的支撐輥道採用收縮輥縫，以防止板坯鼓肚而產生中心偏析和中心裂紋發展起來的，這也是近年來板坯、大方坯連鑄機上應用較快的技術之一。

文獻對輕壓下的提法並不統一，目前有：

(1)輕壓下技術(Soft Reduction)；

(2)液芯壓下技術(LiquidCoreReduction) ；

(3)鑄軋技術(CastingPressingRolling)。

輕壓下技術主要用於傳統板坯和大方坯鑄坯液相穴凝固末端，而液芯壓下技術和鑄軋技術主要是用於薄板坯連鑄連軋工藝。

輕壓下的冶金原理是：根據中心疏鬆、縮孔和偏析形成機理，在鑄坯凝固末端區域施加壓力產生一定的壓下量使坯殼變形來補償兩相區凝固收縮量。這一方面可以消除或減輕凝固收縮形成中心孔隙，防止晶間富集溶質液體向鑄坯中心的橫向流動；另一力面，輕壓下所產生的凝固殼擠壓作用破壞了樹枝間的搭橋，使凝固末端與液相穴上部保持聯通有利於補償；還有就是壓下力的作用將中心富集溶質的液體擠出，使其與周圍母液混合，溶質元素重新再分配。這樣就達到了使中心結構緻密以消除鑄坯中心硫松和中心偏析的目的。 ^[2] 

20 世紀80年代初，輕壓下技術是在收縮輥縫技術的基礎上發展而來的。70年代日本鋼管公司（NKK） 提出了在凝固末端兩相區內至少採用兩對鑄輥對方坯表面進行壓下，可增加鑄坯中心緻密度，減少中心偏析與疏鬆。但是該方法由於拉速、過熱度、鋼種的變化導致凝固末端兩相區位置不能穩定在開澆前預設的輕壓下鑄輥範圍內，從而造成鑄坯中心質量不穩定。該方法為早期的靜態輕壓下方法，即調整澆鑄條件（拉速、冷卻等），使鑄坯凝固末端兩相區剛好位於固定的輕壓下鑄輥內，其使用受到了很大的限制。隨後輕壓下技術經歷了由靜態輕壓下向更加智能化的動態輕壓下轉變，逐漸發展成為目前廣泛應用的連鑄技術。在整個輕壓下技術的推廣和應用過程中，特別是靜態輕壓下的提出、實現和改進，日本企業起到了舉足輕重的作用。

對傳統板坯連鑄機而言，輕壓下就是指凝固末端的壓下，對中薄板和薄板坯連鑄機而言，幾乎是凝固進程中的全過程壓下。20世紀90 年代初的概念認為，傳統厚度板坯連鑄機輕壓下的的在於消除板坯的中心偏析和中心疏鬆，而中薄板和薄板坯連鑄機輕壓下的目的在於減薄板坯厚度，提高連鑄機的工藝操作性，並能與軋機更好四配而取得最佳經濟效益。

輕壓下按位置分有全程輕壓下和局部輕壓下（凝固末端）；按控制方式分有靜態壓下和動態壓下；按設備分有輥式輕壓下和平面輕壓下。

輕壓下方式有：

1、輥式壓下法。如圖《輕壓下分類》(a)所示，如日本新日鐵室蘭廠、君津廠、福山廠，德國Dillinger廠，加拿大IPSCO廠等均採用此法。

2、受控平面壓下法。如圖《輕壓下分類》(b)所示，20世紀80年代日本工廠大方坯和板坯均採用此方法。

3、人為鼓肚輕壓下(IBSR)法。此方法在日本福山6號板坯連鑄機上應用。板坯凝固末端鋼水流動是造成宏觀偏析的主要原因。傳統板坯凝固末端呈W狀，谷峯狀長度可達2~3m，這不利於輕壓下改善中心偏析，因此在板坯凝固末端某一位置人為地使坯殼鼓脹，使終端凝固為平面形狀，然後再實施輕壓下。

4、連續鍛壓法。日本川崎水島廠3號大方坯連鑄機，在液相穴長度16m處的凝固末端以10mm/s鍛壓速度用鐵砧連續鍛壓，使凝固殼相互擠壓在一起，中心區富集溶質液相向周圍排放，消除了大方坯中心宏觀偏析和半宏觀偏析。 ^[2] 

鑄坯輕壓下技術是指通過在連鑄坯凝固末期附近施加壓力（熱應力和機械應力）以產生一定的壓下最阻礙含富集偏析元素的鋼液流動從而消除中心偏析，同時補償連鑄坯的凝固收縮量以消除中心疏鬆。輕壓下技術能夠有效改善鑄壞內部質量，是當前正在大力發展的連鑄新技術之一。

如圖《動態輕壓下控制技術》中a所示，理想狀態下的輕壓下實施應該是在鑄壞表面的內、外弧上均存在個收縮擠壓面，當鑄坯運動過程中遇到這兩個面時受到阻力，由於拉壞力的作用，鑄坯被迫從兩個傾斜面中擠過，鑄壞形成收縮維度;這兩個收縮擠壓而可以隨鑄坯的兩相區位置變化而前後移動，隨兩相區長度變化而改變傾角，以保持鑄坯兩相區移動或變化過程中收縮總量和作用區間的恆定。

如圖《動態輕壓下控制技術》中b所示，生產實際中的動態輕壓下實施是靠扇形段內、外框架形成錐度完成的。與理想狀態相比有以下差別：

(1)由於設備所限，生產實際中的扇形段只有內框架調整，外框架保持不變；

(2)由於扇形段內框架採用段壓下，在兩相區移動過程中無法始終保持壓下區間上的壓下率一致，壓下總量恆定；

(3)扇形段壓下過程中與鑄坯實際接觸的是分節輥，因此輕壓下的面實施實際上是同一面上的多條分節輥的實施。

因此，針對上述三個無法避免的問題，結合扇形段分佈位置和動作特點，開發動態輕壓下控制模型，保證生產過程中壓下參數的穩定、準確實施，同時儘可能降低動態輕壓下實施過程中對鑄坯質量和設備穩定帶來的負面影響。 ^[3]