中冶連鑄長期致力于普鋼及優(yōu)特鋼小方坯的高效連鑄技術研究，在國際上第一次嘗試了小方坯單輥重壓下技術，很好地解決了高碳鋼內(nèi)部質(zhì)量問題，特別是對小方坯減流提速技術進行了研發(fā)，使鑄機拉速得到較大提升；中冶連鑄作為方坯連鑄國家隊，在掌握核心技術的基礎上，立足于鋼廠持續(xù)的品種結構升級，開發(fā)出全鋼種高效小方坯連鑄機系統(tǒng)及其相關核心技術，以先進技術和高效化生產(chǎn)實現(xiàn)投資和生產(chǎn)成本的持續(xù)降低，以及品種鋼的高效生產(chǎn)。
小方坯作為方坯的重要組成部分，在產(chǎn)能上占有絕對主導地位，因此，對小方坯連鑄技術創(chuàng)新的研究具有重大市場價值和社會意義。
中冶連鑄對小方坯壓下技術進行了系統(tǒng)性研究，尤其是對于凝固末端動態(tài)重壓下技術，是國際上第一次嘗試，取得單輥重壓下技術對改善鑄坯內(nèi)部質(zhì)量定性定量的第一手資料，基于大量試驗數(shù)據(jù)，認為此技術從機理上不同于已有的改善鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的技術，比如電磁攪拌和輕壓下，有著更廣闊的應用前景。同時，為優(yōu)特鋼小方坯連鑄的減流提速提供了技術保障。減流提速技術可以大幅度提高連鑄機的生產(chǎn)率，實現(xiàn)煉鋼生產(chǎn)與連鑄機的優(yōu)化配置，減少投資，簡化生產(chǎn)調(diào)度，經(jīng)濟效益十分巨大。中冶連鑄通過大量現(xiàn)場測試、生產(chǎn)使用跟蹤，掌握了減流提速的核心技術，并在工程中得到應用和驗證。
1.小方坯凝固末端動態(tài)重壓下技術
中冶連鑄先后在宣鋼和鞍鋼進行了小方坯壓下技術的實踐，尤其在鞍鋼項目，對180mm×180mm斷面72A高碳鋼上進行大量單輥大壓下工業(yè)試驗，在不同固相率位置單輥執(zhí)行0-20mm壓下量，來探索小方坯重壓下技術實施的可行性。中冶連鑄在小方坯重壓下方面，從設備、工藝、模型到操作維護都形成了自己具有完全自主知識產(chǎn)權的成套技術，為小方坯品種鋼的生產(chǎn)提供全新的鑄機產(chǎn)品和選擇。
大量的重壓下試驗結果表明，小方坯重壓下技術不同于傳統(tǒng)的提高鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的技術，比如降低拉速、低過熱度澆注、采用較弱的二冷工藝以及電磁攪拌而均勻化鑄坯組織，也不同于以補縮為目的的輕壓下技術。通過單輥重壓下，能將變形真正傳遞到鑄坯中心，使中心區(qū)域的兩相或者溫度較高已經(jīng)凝固的鑄坯發(fā)生較大的變形擠壓，一方面直接提高鑄坯中心區(qū)域致密度，從而改善內(nèi)部缺陷。鑄坯內(nèi)部縮孔、疏松和偏析缺陷經(jīng)過重壓下后，獲得了明顯改善。另一方面中心處大的變形釋放了鑄坯裂紋敏感區(qū)（ZST-ZDT）的瞬時應變和應力，相比較于多輥輕壓下，單輥重壓下導致壓下裂紋的可能性大大降低。
更重要的是重壓下通過使鑄坯中心區(qū)域致密而提高內(nèi)部質(zhì)量的方式，必將為軋制工序提供良好條件，已知的有積累變性能和有利于碳等元素的后期擴散。所以重壓下技術不僅只是輕壓下技術的發(fā)展，而是軋制技術在連鑄階段的應用，從全流程的角度看是技術的借鑒和前移，由于連鑄階段鑄坯的溫度分布特性不同于軋制過程，會產(chǎn)生大于軋制的效果。因此，重壓下技術更有利于連鑄技術的發(fā)展，并且有利于以后對生產(chǎn)流程的重新優(yōu)化，有廣闊的應用前景。
2.減流提速技術
中冶連鑄一直致力于方坯減流提速技術的跟蹤和實踐，分別在宣鋼、承鋼和廣州陽春鋼鐵等小方坯項目中對結晶器銅管進行了現(xiàn)場測溫，并取得了一系列相關技術專利。通過在線對銅管溫度和結晶器振動狀態(tài)的測試，發(fā)現(xiàn)振動狀態(tài)與結晶器銅管溫度場的分布存在一定的相關性，振動狀態(tài)越好，結晶器銅管四面溫度越均勻。
對中低碳鋼連鑄而言，限制高拉速的第一因素還是漏鋼，隨著拉速的提高，漏鋼幾率大大提高，嚴重的導致無法順行生產(chǎn)而不得不降低拉速。結晶器是降低漏鋼的關鍵部件，也是制約鑄機高效生產(chǎn)的最為關鍵環(huán)節(jié)。高效方坯連鑄對結晶器的要求就是要在高拉速的條件下，鋼水能夠在結晶器內(nèi)均勻形殼，并在結晶器出口位置達到一定的坯殼厚度。具體而言，就是要求結晶器四周及角部冷卻均勻，并且具有足夠的冷卻效率。
在結晶器內(nèi)腔設計上，中冶連鑄結合了結晶器上部采用凸型設計和在結晶器下部采用凹型設計兩種設計理念，在保證上部內(nèi)腔截面形狀與凝固坯殼形狀的相似性，使得兩者之間盡可能貼合并保持均勻氣隙的同時，又保證了下部坯殼邊部與角部的溫度均勻，在坯殼已經(jīng)形成的前提下，通過角部脫離來減小拉坯阻力，通過邊部的良好貼合保證下部的良好傳熱。與二者單獨相比，使用取得了更好的效果。因設計出的內(nèi)腔形似梅花，故取名為梅花形結晶器，如圖1所示，通過不同現(xiàn)場的測試，發(fā)現(xiàn)梅花形結晶器平均熱流比傳統(tǒng)的高0.3MW，并且溫度分布更加均勻，為小方坯高拉速提供了有力保障。