常规板坯连铸机结晶器技术
钢铁冶炼中的连铸结晶器设计分析

钢铁冶炼中的连铸结晶器设计分析钢铁工业是世界上最重要的基础工业之一,而连铸结晶器作为钢铁冶炼中的重要工艺设备,在钢铁生产中起着至关重要的作用。
它是将钢水连续铸造成铸坯的装备,也被称为CCM(Continuous Casting Machine )。
在连铸过程中,结晶器是影响铸坯质量和生产效率的重要因素之一。
本文将对钢铁冶炼中连铸结晶器的设计分析进行探讨。
一、连铸结晶器的功能及结构连铸结晶器是用于生产钢铁板材,构造为铸件钢水进入结晶器后,在结晶器内先通过液态状况(即铸造生长过程,在结晶器内生长晶核,从而使废钢液态状况成为铸块的过程),然后在结晶器出口处形成固态状况。
由此长出的铸坯被拉拔出结晶器,进入辊道机,经过各种工艺制成板材。
连铸结晶器主要由上零件、下零件、水冷夹套等部分组成。
其中,上零件通常包括喷嘴、芯棒、雾化器等部分,是铸坯形状的决定因素;下零件通常包括结晶器底板、结晶器壁板等部分,能够起到硬质支撑作用;水冷夹套则被用来控制结晶器的温度,保证连铸过程中的均匀性及稳定性。
二、连铸结晶器设计分析1. 结晶器形状结晶器的形状是直接影响铸坯外形的关键因素,对于连铸生产来说,形状应该均匀,能够保持稳定的流动。
根据结晶器的形状不同,连铸结晶器可分为恒形、变形和弯形三种类型。
其中,恒形结晶器一般是采用椭圆形或圆形结构,无法适应精密产品的生产;变形结晶器适用于不同的产品,但其结构较为复杂;弯形结晶器为当前应用较为广泛的结构,因为其结构简单、适用性强。
2. 水冷结构在连铸生产过程中,由于高温状态和高速上下铸造的影响,结晶器壁面容易出现过热的现象,因此需要引入冷却水来降低壁面温度,以保证铸坯质量。
水冷结构主要包括结晶器壁面、底部和顶部。
其中,结晶器壁面使用内侧水冷夹套或内部金属套管,底部使用底部夹套进行冷却,顶部采用上喷雾式冷却,以达到均匀冷却效果。
3. 喷嘴设备喷嘴作为连铸结晶器结构的关键之一,其设计应当综合考虑稳定性、均匀性、流速和流量等因素。
板坯连铸机设备与工艺

板坯连铸机设备与工艺嘿,咱今儿就来唠唠板坯连铸机设备与工艺!这玩意儿啊,就像是一个神奇的大魔法箱,能把滚烫的钢水变成一块块规整的板坯呢!你想想看,那钢水就像个调皮的小孩子,在炼钢炉里闹腾够了,就被送进了板坯连铸机这个大魔法箱里。
连铸机呢,就开始施展它的魔法啦!首先,有个叫结晶器的东西,就像给钢水套上了一个模子,让钢水乖乖地按照它的形状凝固。
这结晶器可重要了,要是它出了啥问题,那出来的板坯可就不漂亮啦,就像做蛋糕没做好模具一样。
然后呢,钢水在结晶器里初步凝固后,就被慢慢地拉出来,就像拉面条似的。
这时候就需要一些其他的设备来帮忙啦,比如二冷装置,给刚刚凝固的板坯降降温,让它更结实。
这二冷装置就像是给板坯吹冷风的大扇子,可不能扇得太轻或太重,得恰到好处才行呢!还有啊,拉坯的速度也很关键哦!太快了不行,板坯还没凝固好呢,就容易出问题;太慢了也不行,那效率得多低呀!这就跟跑步一样,得掌握好节奏,不快不慢才能跑得稳。
在整个过程中,还有很多细节要注意呢!比如钢水的温度啦,成分啦,要是这些没控制好,那可就麻烦大啦。
就好像做饭,盐放多了或者火候没掌握好,做出来的菜能好吃吗?再说说那些设备的维护吧,可得精心照顾着。
就像你养宠物一样,得经常给它洗澡、喂食、检查身体。
设备要是出了故障,那生产就得停摆,损失可就大啦!还有啊,操作人员也得特别专业才行。
他们就像是魔法师的助手,得熟悉每一个步骤,每一个按钮,稍有差错可就全完啦!他们得时刻保持警惕,就像警察叔叔站岗一样认真。
你说这板坯连铸机设备与工艺神奇不神奇?它能把那么滚烫的钢水变成一块块有用的板坯,为我们的生活提供各种钢材。
没有它,我们的高楼大厦怎么建起来?我们的汽车、火车怎么造出来?所以啊,可别小看了它哟!这就是咱工业领域里的大功臣呢!咱得好好对待它,让它发挥出最大的作用,为我们的生活创造更多的美好!。
连铸连轧生产:结晶器

双锥度、多锥度甚至抛物线型锥度,以便更符合钢液凝固时体
积的变化规律,但是这种结晶器加工困难,使用并不普遍。
2.4.2 结晶器的重要参数
2 结晶器倒锥度
实际生产过程中要根据铸坯断面、拉速和钢的高温收缩率综 合选定合适的结晶器倒锥度,如果倒锥度选取过小,则坯壳与 结晶器铜板之间的气隙过大,可能导致铸坯变形,产生角部纵 裂纹等缺陷;如果倒锥度选取过大,会增加拉坯阻力,容易产 生横裂纹。
谢谢同学们!
对于板坯连铸机,目前都是采用宽度可调的结晶器。
2.4.1 结晶器的类型与构造
(3)多级结晶器:随着连铸技术的不断发展进步,连铸机 的拉速不断提高,出结晶器下口时坯壳的厚度越来越薄,为了 避免因坯壳厚度过薄导致漏钢等恶性事故,在结晶器下口安装 足辊、冷却板或冷却格栅,称为多级结晶器。
2.4.1 结晶器的类型与构造
1605
8
1702
1685
8.5
1803
1785
9
2007
1985
11ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.4.2 结晶器的重要参数
3 结晶器断面 (3)板坯结晶器
B 结晶器窄边,与结晶器的辊缝制度以及动态轻压下工艺密
切相关,不同连铸机差别很大,所以无法推荐普遍适用的计算
公式。对于具有全程动态轻压下连铸机,可以参考
250mm 300mm 400mm
2.4 结晶器
2.4.2 结晶器的重要参数
1 长度 作为一次冷却,结晶器长度是一个非常重要的参数,它是保 证连铸坯出结晶器时能否具有足够安全坯壳厚度的重要因素。 如果长度太短,出结晶器下口时铸坯厚度达不到安全厚度,容 易产生漏钢事故;如果长度太长,拉坯阻力大,加工也困难。 所以,确定结晶器长度的主要依据是铸坯出结晶器下口时的坯 壳最小安全厚度,具体计算过程如下:
连铸结晶器钢水流动控制技术

连铸结晶器钢水流动控制技术随着我国钢铁产业的不断发展,连铸技术也得到了长足的发展。
连铸结晶器钢水流动控制技术在连铸技术中发挥着重要的作用。
本文将详细介绍连铸结晶器钢水流动控制技术的相关知识。
连铸结晶器的基本结构连铸结晶器是将钢水连续铸造成钢坯的重要部分,是连铸工艺的核心部件。
从结构上看,连铸结晶器主要由四个部分组成:结晶器本体、耐火衬里、隔热材料和水冷式金属板。
其中,结晶器本体是最重要的部分,是钢水冷凝凝固的地方,可分为上部、中部和下部三部分。
上部是冷凝层,中部是冷凝层与钢水的接触层,下部是结晶器管道的连接部分。
钢水流动控制技术连铸结晶器钢水流动控制技术是指钢水在结晶器中的流动轨迹的控制,从而实现钢水冷凝凝固的最佳效果。
其主要包括以下几个方面:钢水深度的控制钢水在结晶器中深度的控制是非常重要的,对于钢水的冷却和凝固速度起到非常重要的影响。
钢水深度过浅,会使得钢水过早地接触到结晶器内部的冷凝层,导致温度骤降,从而容易形成热裂纹和收缩孔等问题。
而钢水深度过深,则会导致冷却凝固速度缓慢,从而影响钢坯的外形和内部质量。
钢水流动速度的控制钢水在结晶器中的流动速度也非常重要,它会直接影响钢水表面的质量和钢坯的外形。
如果钢水流动速度过快,会使得钢水表面过于光滑,难以形成表面缺陷。
但是过快的流速也容易产生涡流,从而影响钢水的深入凝固和形成钢坯的自然缺陷。
因此,在实际生产过程中,要通过合理的流速控制,保证钢水在结晶器内的均匀流动。
结晶器内部的液体流态控制连铸结晶器中液态的钢水会不断地在结晶器内流动,而结晶器的形状会对钢水流动的轨迹起到非常重要的影响。
钢水在流动中容易被分成多条并行的流线,造成流态的不稳定。
因此在设计结晶器时,需要通过优化结晶器的形状和水流控制系统,以实现钢水在结晶器内作为整体流动,并且防止液相的分层现象,保证结晶器内的液态流态稳定。
结论随着钢铁行业的发展,连铸技术也在不断地发展。
连铸结晶器钢水流动控制技术是实现连铸高效、高质量生产的重要手段。
板坯连铸机结晶器设计要点分析

结构紧凑,安装调整方便,能满足快速更换要求。 整体结 构 刚 性 好,在 机 械 应 力 和 热 应 力 作 用 下 变 形小。 铜板镀层应具有良好的传热能力和耐磨性能,合理的 水缝和螺 栓 布 置,能 满 足 较 高 的 过 钢 量 和 铸 坯 质 量 的 要求。 2. 1 结晶器长度和锥度的确定 影响板坯连铸结晶器的长度主要因素有结晶器出口 的最小坯壳厚度、浇铸速度和冷却能力等。长度 L 可按下 列公式粗略计算:
通过一 系 列 的 验 算,为 回 转 窑 的 改 造 提 供 了 理 论 依据。
关键词 结晶器 板坯连铸机 设计要点
Design Essentials Analysis about Slab Mould of Continuous Casting Machine
Shi Haiyang
( Capital Engineering & Research Incorporation Limited,Beijing 100176)
图 1 结晶器铜板温度计算结果 冷却水量超过一定值后对冷却效果影响不大。图 1 为某 钢厂结晶器铜板温度的计算结果,对比水槽深度 11、15 和 水槽深度 13、17,可以知道采用水槽深度 11、15 的铜板表 面温度梯度更小,分布更均匀。
结晶器锥度是影响铸坯质量的一个重要因素,不合适 的锥度会引起铸坯窄面鼓肚或凹陷,严重时会引起角部纵 裂及三角区裂纹。根据不同钢种、不同拉速的连铸机需要 设定不同的锥度,才能生产出质量合格的铸坯。 3. 3 足辊和窄面导向装置
理宽窄面铜板间的杂质; 浇注中改变宽度规格时可将宽边
业出版社,1990
铜板张开特定小的间隙,在保证不漏钢的前提下改变了铸 [2]邹俊苏. 连铸结晶器铜板温度场数值模拟研究. 钢铁,
连铸结晶器相关技术

• 洁净钢生产重要组成环节
(保护浇注,中间包冶金)
• 高效连铸
• 铸坯质量在线监控 • 近终形连铸连轧
连铸结晶器技术
• 原理:结晶器钢水凝固传热
• 结晶器设计、参数优化与应用维护
• 操作:低温、恒速技术;异常及对策
• 结晶器振动控制 • 结晶器钢液流量控制及控流装置
连铸结晶器技术
• 漏钢报警发出后,漏钢预报系统向拉矫驱动系统发出
自动降速指令,拉矫驱动系统自动将拉坯速度降低为 0.1m/min,从而有效地防止漏钢事故的发生。
• 停浇操作
操作异常及对策
•
• •
注流失控
漏钢:开浇漏钢,注中漏钢,粘结漏钢 水口堵塞
•
结晶器设备故障
结晶器振动
1 、振动防止粘结的原理 粘结— 拉断— 填充— 受压— 愈合— 脱模 (上振) (下振)
※负滑脱:拉坯时MD下振速度有一段时间大于拉速,坯壳 相对于MD产生向上的运动。
2 、振动的作用:
防止铸坯粘结拉裂漏钢
有利于保护渣渗入,改善润滑,改善铸坯表面质量
结晶器振动波形与参数优化
• 非正弦振动:非正弦振动通过增加上振时间缩短
下振时间,以缩小结晶器向上振动速度与拉坯 速度差,且增加保护渣的渗入,来防止粘结和 改善润滑。 • 非正弦振动具有增加保护渣用量、改善结晶器 润滑、减轻铸坯表面振痕、减小坯壳的拉应力、 减小粘结性漏钢等作用
坯壳的不均匀性是大部分表面缺陷的起源
结晶器设计、参数优化与应用维护
按形状:
• 板坯 • 方坯、圆坯 • 薄板坯
按结构:
• 套管式结晶器、 • 可调宽度结晶器
MD性能要求:
(1)良好的导热性; (2)结构刚性要好; (3)装拆和调整方便; (4)工作寿命长; (5)振动时惯性力要小。
常规板坯连铸机结晶器技术

常规板坯连铸机结晶器技术【保护视力色】【打印】【进入论坛】【评论】【字号大中小】2006-12-0711-07杨拉道刘洪王永洪刘赵卫邢彩萍田松林 (西安重型机械研究所)结晶器是连铸机中的铸坯成型设备, 是连铸机的核心设备之一。
其作用是将连续不断地注入其内腔的钢液通过水冷铜壁强制冷却,导出钢液的热量,使之逐渐凝固成为具有所要求的断面形状和一定坯壳厚度的铸坯,并使这种芯部仍为液相的铸坯连续不断地从结晶器下口拉出.为其在以后的二冷区域内完全凝固创造条件。
在钢水注入结晶器逐渐形成一定厚度坯壳的凝固过程中.结晶器一直承受着钢水静压力、摩檫力、钢水热量的传递等诸多因素引起的的影响.使结晶器同时处于机械应力和热应力的综合作用之下.工作条件极为恶劣.在此恶劣条件下结晶器长时间地工作.其使用状况直接关系到连铸机的性能.并与铸坯的质量与产量密切相关。
因此.除了规范生产操作、选择合适的保护渣和避免机械损伤外.合理的设计是保证铸坯质量、减小溢漏率、提高其使用寿命的基础和关键。
板坯连铸机一般采用四壁组合式(亦称板式)结晶器.也有一个结晶器浇多流铸坯的插装式结构。
结晶器主要参数的确定1 结晶器长度H结晶器长度主要根据结晶器出口的坯壳最小厚度确定。
若坯壳过薄.铸坯就会出现鼓肚变形.对于板坯连铸机.要求坯壳厚度大于10~15mm。
结晶器长度也可按下式进行核算:H=(δ/K)2Vc+S1+S2 (mm)式中δ——结晶器出口处坯壳的最小厚度.mmK——凝固系数.一般取K=18~22 mm/min0.5Vc——拉速.mm/minS1——结晶器铜板顶面至液面的距离.多取S1=100 mmS2——安全余量.S=50~100 mm对常规板坯连铸机可参考下述经验:当浇铸速度≤2.0m/min时.结晶器长度可采用900~950mm。
当浇铸速度2.0~3.0m/min时.结晶器长度可采用950~1100mm。
当浇铸速度≥3.0m/min时.结晶器长度可采用1100~1200mm。
板坯连铸结晶器制造与应用

板坯连铸结晶器制造与应用发布时间:2022-11-27T08:58:55.551Z 来源:《中国科技信息》2022年8月第15期作者:黄余源[导读] 结晶器是连铸设备中的铸坯成形设备,人们称它是连铸机的心脏,它的功能是将连续不断地注入其腔内的高温钢液通过冷却壁强制冷却,黄余源宝钢湛江钢铁有限公司广东湛江524072摘要:结晶器是连铸设备中的铸坯成形设备,人们称它是连铸机的心脏,它的功能是将连续不断地注入其腔内的高温钢液通过冷却壁强制冷却,导出其热量,使钢液在结晶器内逐渐凝固成所需的断面形状和一定厚度的坯壳,并使这种芯部仍为液态的铸坯不断地从结晶器下口被拉出,进入二次冷却区。
为保证坯壳不被拉漏以及不产生变形和裂纹等缺陷,结晶器的性能对连铸机的生产能力和铸坯质量都起着十分重要的作用。
关键词:板坯连铸机;结晶器;一、结晶器制造(一)结晶器焊接件的装配方法装配方法是指根据结晶器焊接件的特点,将众多的零件遵循结晶器结构件图纸的技术要求,装配成结晶器焊接件的工艺措施。
常用的方法有如下几种:(1)地样装配法:地样装配法是将焊接某个面的形状按1:1的实际尺寸直接绘制在装配平台上然后根据零件间结合线的位置进行装配。
(2)立式装配法:立式装配法是自下而上的一种装配方法,适用于装配结晶器焊接件高度不大的焊接件。
立式装配法又分正装和倒装两种。
正装是按结晶器焊接件使用时的位置自下而上地进行装配。
这种方法适用于下部的基础较大,且易放置平稳的结晶器焊接件。
倒装是把结晶器焊接件按使用时的方向倒过来进行装配。
这种方法适用于结晶器焊接件上部体积比下部大或正装时不易放稳的结构件。
(3)卧式装配法:卧式装配法又称平装法,适用于结晶器焊接件断面不大,但长度较大的细长焊接件,这类焊接件采用卧式装配法比立式装配法方便得多。
(4)胎具装配法:胎具装配法是利用结晶器焊接件上某个几何外形,用辅助材料依据几何外形、工艺要求,制作具有一定刚性的模具,并将几何外形上的零件固定于模具上,这种装配方法适用于结晶器焊接件几何外形较为复杂或外形尺寸较大刚性较弱的焊接件。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
常规板坯连铸机结晶器技术【保护视力色】【打印】【进入论坛】【评论】【字号大中小】2006-12-0711-07杨拉道刘洪王永洪刘赵卫邢彩萍田松林 (西安重型机械研究所)结晶器是连铸机中的铸坯成型设备, 是连铸机的核心设备之一。
其作用是将连续不断地注入其内腔的钢液通过水冷铜壁强制冷却,导出钢液的热量,使之逐渐凝固成为具有所要求的断面形状和一定坯壳厚度的铸坯,并使这种芯部仍为液相的铸坯连续不断地从结晶器下口拉出,为其在以后的二冷区域内完全凝固创造条件。
在钢水注入结晶器逐渐形成一定厚度坯壳的凝固过程中,结晶器一直承受着钢水静压力、摩檫力、钢水热量的传递等诸多因素引起的的影响,使结晶器同时处于机械应力和热应力的综合作用之下,工作条件极为恶劣,在此恶劣条件下结晶器长时间地工作,其使用状况直接关系到连铸机的性能,并与铸坯的质量与产量密切相关。
因此,除了规范生产操作、选择合适的保护渣和避免机械损伤外,合理的设计是保证铸坯质量、减小溢漏率、提高其使用寿命的基础和关键。
板坯连铸机一般采用四壁组合式(亦称板式)结晶器,也有一个结晶器浇多流铸坯的插装式结构。
结晶器主要参数的确定1 结晶器长度H结晶器长度主要根据结晶器出口的坯壳最小厚度确定。
若坯壳过薄,铸坯就会出现鼓肚变形,对于板坯连铸机,要求坯壳厚度大于10~15mm。
结晶器长度也可按下式进行核算:H=(δ/K)2Vc+S1+S2 (mm)式中δ——结晶器出口处坯壳的最小厚度,mmK——凝固系数,一般取K=18~22 mm/min0.5Vc——拉速,mm/minS1——结晶器铜板顶面至液面的距离,多取S1=100 mmS2——安全余量,S=50~100 mm对常规板坯连铸机可参考下述经验:当浇铸速度≤2.0m/min时,结晶器长度可采用900~950mm。
当浇铸速度2.0~3.0m/min时,结晶器长度可采用950~1100mm。
当浇铸速度≥3.0m/min时,结晶器长度可采用1100~1200mm。
2 结晶器铜板厚度h铜板厚度的确定是依据热量传热原理和高温下的使用性能,具体说,与铜板材质、镀层、机械性能、拉速、冷却水量的大小和分布等有关。
研究表明,拉速高,铜板应随之减薄;反之,拉速低,铜板应随之增厚。
在考虑上述诸多因素后,铜板的厚度可由下式确定:h=hm+Δm+δm (mm)式中 hm——铜板冷却水槽深度,mmΔm——铜板加工余量,一般取Δm=10~15mm δm——铜板最终的有效厚度,一般取δm=10mm 3 结晶器内腔最大宽度AmaxAmax=1.025×Bmax (mm)式中 Bmax——板坯最大名义宽度,mm4 宽边铜板最大宽度CumaxCumax=Amax+2h+(100~150) (mm)5 无轻压下时,窄边铜板上、下口尺寸Zs、Zx Zs=1.025×D+2 (mm)Zx=1.019×D+2 (mm)式中 D——板坯名义厚度,mm如果考虑了凝固末端轻压下,则应再增加3~4mm。
另外,有的用户还要求按照自己的经验进行确定,这时须尊重用户意见。
6 单边调宽行程SdSd=( Amax-Bmin)/2+(30~50) (mm)式中 Bmin——为板坯最小名义宽度,mm。
7 当用户无特殊要求时,生产当中结晶器下、上口尺寸Ax、As的确定Ax=(1.010~1.012)×B (mm)As= Ax×(1+Δ×H) (mm)式中 B——板坯名义宽度,mmΔ——结晶器锥度,一般取0.9%/m左右H——结晶器长度,m图1为结晶器上、下口尺寸示意图。
图1 结晶器上下口尺寸8 结晶器夹紧力的计算每个结晶器有4组夹紧弹簧,上方两组,下方两组,其夹紧力为:FS1=1.5×ΣPAFS2=1.5×ΣPB式中 FS1——结晶器上口每个夹紧装置的夹紧力,mmFS2——结晶器下口每个夹紧装置的夹紧力,mmΣPA——钢水静压力和内弧水箱移动所产生的摩擦力在上方的作用力,kNΣPA——钢水静压力和内弧水箱移动所产生的摩擦力在下方的作用力,kN夹紧装置结构形式可采用弹簧夹紧、液压缸松开的方式,也可采用全液压夹紧方式。
9热态板坯由宽调窄时的推力结晶器推力计算时,可参考《板坯连铸机设计与计算》一书,主要考虑下列因素:(1)铸坯变窄时的推力。
(2)结晶器窄边钢水静压力。
(3)宽窄边铜板因弹簧夹紧引起的摩擦力。
(4)沿铸造方向窄边和铸坯之间的摩擦阻力。
10 结晶器下口与引锭头之间的间隙引锭进入结晶器后,结晶器下口宽度与引锭头宽度之间的间隙为4~9mm引锭进入结晶器后,结晶器下口厚度与引锭头厚度之间的间隙为4~5mm结晶器的优化问题1 结晶器铜板材质结晶器铜板设计是结晶器设计的最重要环节。
铜板的导热效果及寿命主要与铜板的材质、热面镀层、结晶器冷却水水量、结晶器与足辊及二次冷却区的对弧精度有关,除此之外,合理的结构设计显得更为重要。
结晶器铜板母材推荐采用CuCrZr合金,也可采用CuAg合金,在一台结晶器上两种材质也可一起采用,易磨损的窄面铜板采用CuCrZr材质,相对不易磨损的宽面铜板采用CuAg材质。
铜板厚度一般取40~50mm。
铜板镀层采用Ni-Cr、Ni-Fe、Ni-Co、Co-Ni等。
铜板每次刨修量1.5mm。
结晶器铜板的最小有效使用厚度(铜板表面至水槽底部)10mm。
2 铜板水槽分布结晶器铜板水槽的分布和传热密切相关,结构设计包括水槽的宽度、深度、数量分布及铜板固定螺栓的布置等。
其要点是设置合适的冷却水流量与流速,并考虑结晶器冷却的均匀性。
设计时螺栓直径在M16~M20之间选取,螺栓间距应尽可能小,尽量减小固定螺栓近旁的水槽间距,并采用长短结合的水槽深度,即布置在铜板固定螺栓近旁的水槽可适当深一些,这样可有效降低固定螺栓处的铜板热面温度差,使结晶器热量传递及形成的坯壳更为均匀,如图2所示:图2 不同尺寸的水槽深度表1是国外某钢厂常规板坯连铸机高拉速时结晶器铜板主要参数。
为了减小窄面铜板边缘的热面温度,可以采取在铜板边缘增加倾斜水槽或者增加角部通水孔,图3为角部倾斜水槽及通水孔示意图。
图3 角部倾斜水槽及通水孔3 铜板冷却水量与水流速冷却水量以浇铸速度为依据,按照板坯断面周边长度取2.0~2.8ℓ/min/mm。
冷却水压力1.0MPa左右,根据结晶器水路结构和压力损失大小,必要时窄面水的控制回路增设0.2MPa的增压泵。
对于常规板坯连铸机,冷却水流速应控制在6~10m/s之间。
对于中薄板坯连铸机,冷却水流速应控制在10~13m/s之间。
4 窄边和宽边的热流比设计时应注意,结晶器窄边和宽边的热流比一般在0.8~0.9时,铸坯不易出现裂纹。
5 液面处铜板温度分布结晶器液面处铜板温度沿水平方向的分布,应尽可能做到高低温度差△T≤10℃,以利于坯壳的均匀形成。
6 沿结晶器长度方向水槽的过渡圆弧如图4所示,过渡圆弧的半径不要选的过大,否则会影响铜板顶部与钢液面接触部位的冷却效果,可取R=30~100mm。
图4 水槽的过渡圆弧7 铜板与水箱的密封铜板和水箱一般采用耐热橡胶O型密封条密封,这时密封槽不能按标准设计,O型密封条直径选定后,所选的密封槽应比标准规定的小。
这还不够,必要时,采用双密封条密封。
8 铜板外形在生产使用中,因为结晶器长时间热负荷工作,夹紧装置松动或窄边漂移,也可能由于设备加工及安装等原因,使窄面铜板的工作状态出现偏斜,如图5(a)所示,偏斜后出现了间隙a。
如果a值过大,角部热阻增大,不利于该处坯壳的形成,容易造成漏钢,同时钢水容易进入角部间隙凝结,造成挂钢。
优化窄边铜板的外形可以改善这种状况。
优化方案一,图5为解决窄边漂移的优化方案示意图。
改变窄边铜板断面形状,如图5(b)所示。
其原理是相对减薄窄边铜板的厚度,从而减小角部间隙。
窄边铜板断面形状改变后的工作状态如图5(c)所示,很明显,优化后的角部间隙b值要小于a值。
图5 窄边偏移方案优化优化方案二,改变窄边铜板宽度方向的几何外形,如图5(d)所示。
结晶器上口不接触钢水,下口坯壳已经有一定厚度,所以对窄边铜板的上部和下部可以进行小量修正,以减小窄边铜板的相对宽度,从而减小角部间隙。
9 水路结晶器的设计应保证其安装在振动装置上后,水路能够自动接通,对中简单,固定和更换便捷。
板坯宽度较宽时,结晶器每个宽面冷却水回路可由一个变为两个。
此时,其水箱的结构必须保证有足够的刚度。
结晶器水各回路的流量调节阀必须设置在回水侧。
结晶器水箱上部必须设置放气阀并设计渗水槽,而下部设置放水孔。
10 足辊根据浇铸速度和板坯断面尺寸,结晶器宽面足辊可设置1~3对,窄面足辊可设置2~5对。
窄面足辊的对数≥2时,辊子轴承座除有垫片组调整辊子高度外,背面应增加弹簧支撑,以提高窄面足辊支撑板坯的实际效果。
根据钢水静压力确定弹簧力的大小。
足辊喷淋架及喷嘴处于连铸机最易漏钢的部位,设计中必须考虑安装、拆卸的方便性。
足辊轴承座立板与二冷喷嘴的相互位置应事先精确设计,避免干涉。
设计中要注意解决好喷嘴布置与分段足辊中间支撑轴承座容易相互干涉的问题。
高拉速时结晶器下方可采用格栅支承结构。
11 调宽结晶器调宽可分为热态和冷态两大类,热连轧机要求热送的板坯具有按照周期输送板坯宽度的特点,则结晶器可采用浇铸过程中的热态调宽。
其它轧机无变换板坯宽度的要求,则结晶器可考虑冷态调宽。
调宽可以用电动机、液压马达、液压缸等驱动。
冷态调宽时,也可以用手动。
热态调宽的机械设计速度一般为0~120mm/min。
浇注不同厚度板坯时,结晶器外弧线是一个不能变更的基准线,调宽装置应能够适应厚度的变化,必要时沿板坯厚度方向移动位置。
热态调宽时,可采用软夹紧。
夹紧装置在结晶器中的位置应保证钢水静压力的作用中心位于上下夹紧装置之间。
按照不同的驱动源,调宽装置可分为电动(液压马达)式和液压缸式,液压缸式调宽装置由于结构简单而成为目前的发展方向。
12 窄面漂移窄面漂移是一个生产铸造过程当中十分头疼的问题,必须十分重视解决。
13 其他结构设计问题(1)结晶器盖板设计时,大盖板固定,小盖板活动。
大盖板考虑液面检测装置的安装或放置位置,大小盖板既要考虑结晶器振动时互不发生干涉,又要考虑相互间的密封性,防止蒸汽逸出。
(2)结晶器本体设计时,可考虑自带支撑,而支撑柱子的长度,应大于设备最低限,但不能和弯曲段发生干涉。
(3)为了保护环境,设置结晶器排烟装置。
14 结晶器维修(1)结晶器是一个易损更换件,设有专门的维修场地。
设计时,结晶器的起吊、运输、维修和安装的方便性应充分考虑。
(2)漏钢后,如果需要将结晶器+弯曲段+事故坯同时吊离连铸生产线时,结晶器底部和弯曲段顶部应考虑相互导向和支撑点。
结晶器的测量1结晶器宽度方向上、下口尺寸偏差δ≤0.25mm,如图6所示。