连铸机最佳结晶器参数
结晶器基本参数
材料
摄氏温度
(℃)
弹性模量(Pa)
材料密度
(Kg/m³)
泊松比
传热系数:
(W/(m.℃))
线膨胀系数
(m/(m.℃))
比热容
(Jபைடு நூலகம்(kg.℃))
铜
30
1.03E11
8900
0.3
3.93
1.66E-5
385
500
0.84E11
1000
0.23E11
1500
0.02E11
2000
0.002E11
AZ31镁合金连续铸造冷凝阶段温度场分布及应力场分布
1、初始条件：
有一用于连续铸造工字型的结晶器，其横截面积形状如图所示，已知AZ31镁合金充满型腔后其初始温度为670℃，结晶器初始温度为250℃，铸造速度为1mm/s，周围空气和冷却水的温度为25℃，结晶器（铜）AZ31的性能参数见表1与表2.换热系数为454.5W/m2.k求连续铸造过程中温度场分布与应力场分布。
1020
1020
1100
1150
1220
1400
1400
AZ31其他性能参数
密度
弹性模量（MPa）
泊松比
线膨胀系数
（1/℃）
1780kg/m³
45000
0.35
26.8E-6
AZ31镁合金不同温度下的导热系数
温度(℃)
20
100
200
300
400
425
500
566
600
630
700
800
导热系数（W/(M.K)）
77
87
97
107
连铸结晶器振动工艺参数
连铸结晶器振动工艺参数2023-11-20汇报人：CATALOGUE目录•结晶器振动工艺参数概述•振动频率•振幅•振动波形•结晶器与铸坯间的摩擦系数•实际生产中的结晶器振动工艺参数调整与优化01结晶器振动工艺参数概述CHAPTER减少摩擦和磨损改善润滑效果促进坯壳均匀生长030201结晶器振动的作用工艺参数对连铸坯质量的影响振动频率01振幅02振动波形03结晶器振动工艺参数的设定与调整CHAPTER振动频率02定义单位振动频率的定义与单位结晶组织裂纹和缺陷润滑和传热振动频率对铸坯表面质量的影响合适振动频率的选择与调整铸坯材质和规格实时监测和调整CHAPTER振幅03定义单位振幅的定义与单位结晶组织振幅过大可能导致铸坯内部气孔和夹杂物的形成，影响铸坯的质量。
气孔和夹杂裂纹振幅对铸坯内部组织的影响铸坯材质铸坯断面尺寸设备性能操作经验01020304合适振幅的选择与调整CHAPTER振动波形04正弦波、方波、三角波等常见波形介绍正弦波方波三角波表面质量不同的波形会对铸坯表面质量产生显著影响。
例如，正弦波能够显著减少铸坯表面裂纹的产生，而方波由于其强烈的振动冲击，可能会导致铸坯表面质量的下降。
内部结构波形也会影响铸坯的内部结构。
例如，三角波由于其稳定性和均匀性，能够促进铸坯形成均匀且稳定的组织结构。
不同波形对铸坯质量的影响选择原则调整策略合适波形的选择与调整05结晶器与铸坯间的摩擦系数CHAPTER通常采用试验测定法，通过模拟结晶器与铸坯的实际接触情况，测量出摩擦力与压力，并计算得到摩擦系数。
摩擦系数的定义与测量方法测量方法定义振动频率摩擦系数的大小直接影响到结晶器与铸坯之间的摩擦力，进而影响到振动频率的选择。
过高的摩擦系数要求更高的振动频率以克服摩擦力，确保铸坯的顺利下滑。
摩擦系数的变化会对振幅产生一定影响。
当摩擦系数增大时，为了保持铸坯在结晶器内的稳定性，可能需要适当增大振幅，以提供足够的振动力。
摩擦系数的不同可能导致振动波形的变化。
344-其他资源-连铸机的结晶器
2.6 结晶器☐结晶器是连铸机非常重要的部件，称之为连铸设备的“心脏”。
钢液在结晶器内冷却初步凝固成一定坯壳厚度的铸坯外形，并被连续地从结晶器下口拉出，进入二冷区。
结晶器应具有良好的导热性和刚性，不易变形和内表面耐磨等优点，而且结构要简单，便于制造和维护。
☐按结晶器外形可分为直结晶器和弧形结晶器。
直结晶器用于立式、立弯式及直弧形连铸机，而弧形结晶器用在全弧形和椭圆形连铸机上。
☐从结构来看，有管式结晶器和组合式结晶器。
小方坯及矩形多采用管式结晶器，而大型方坯、矩型坯和板坯多采用组合式结晶器。
管式结晶器的结构如图所示。
其内管为冷拔异形无缝铜管，外面套有钢质外壳，钢管与铜套之间留有约7mm的缝隙通以冷却水，即冷却水缝。
铜管与钢套可以制成弧形或直形。
铜管的上口通过法兰用螺钉固定在钢质的外壳上，铜管的下口一般为自由端，允许热胀冷缩，但上下口都必须密封。
结晶器外套是圆形的。
外套中部有底脚板，将结晶器固定在振动框架上。
结晶器铜制壁厚10-15mm，磨损后可加工修复，但最薄不能小于3-6mm。
1-O形密封圈；2-润滑法兰；3-O形密封圈；4-铜管；5-压紧法兰；6-压紧弹簧；7-排水管；8-足辊组合式结晶器是由4块复合壁板组合而成。
每块复合壁板都是由铜质内壁和钢质外壳组成。
在与钢壳接触的铜板面上铣出许多沟槽形成中间水缝。
复合壁板用双螺栓连接固定，冷却水从下部进入，流经水缝后从上部排出。
4块壁板有各自独立的冷却水系统。
在4块复合壁板内壁相结合的角部，垫上厚3-5mm并带来45°倒角的铜片，以防止铸坯角裂。
现已广泛采用宽度可调的板坯结晶器。
可用手动、电动或液压驱动调节结晶器的宽度。
内壁铜板厚度在20-50mm，磨损后可加工修复，但最薄不能小于10mm。
随着连铸机拉坯速度的提高，出结晶器下口的铸坯坯壳厚度越来越薄；为了防止铸坯变形或出现漏钢事故，采用多级结晶器技术。
多级结晶器即在结晶器下口安装足辊、铜板或冷却格栅。
铁合金连续铸造结晶器振动参数的选择
数 的选 择 。
关 键词
铁合金
连 续铸 造
结 晶器
振 动 参 数
文 章 编 号 １０ —９ ３２ ０ ）４０ ３ —３ ０ １１４ （０ ６ ０ —０ ５０
１ 前 言
铁合 金 （ 包括 ＦＳ， ｅ ｎ ＦＭｏ等 ） ｅｉＦ Ｍ ，ｅ 主要用 做炼 钢 的脱 氧剂及 合金 元素 的加 入等 。目前 ， 内外铁 合 国
金 生产 的成 型方 法 主要是 模铸 。经 过 冶炼 一出铁 一
２ 设 备 简 介
铁 合金 连续 铸造 采用 板 簧式 连铸 机结 晶器 振 动 装置 ， 其振 动机构 原理 如 图 １ 所示 。 Ｏ Ａ为偏心 轮 和
维普资讯
２０ ０ ６年 第 ４期
铁
合Leabharlann 金 ２ Ｏ６ Ｏ ４ Ｏ Ｎ ．
总第 １ ９期 ８
Ｆ ＥＲＲＯ． ＡＬＬＯＹＳ
Ｔｏ ． ８ ｔ１９
铁 合金连续铸造结 晶器振动参数 的选择
吴 茹 强 刘航 王 自东 贾艳 华 曾世 林 ２
（ １北 京科技 大学材料 学 院 北 京 中国 １０ ８ ） ０ ０ ３ （ ２广西八 一铁合 金 （ 团） 限责任 公 司 来宾 中国 ５ ６ ０ ） 集 有 ４ １２
收稿 日期 ２ ０ —４０ ０ ６０ —ｌ
维普资讯
铁 合 金
２０ ０ ６盎
结 晶器 振动 机构 主要参 数 为
频 率 ０～２ ５次 ／ ｎ ６ ｍｉ， 振 幅 Ｊ ０～±６ ｍ ， ｓ ： ｍ
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。
常规板坯连铸机结晶器技术
常规板坯连铸机结晶器技术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。
常规板坯连铸机结晶器技术
常规板坯连铸机结晶器技术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。
ﻫ结晶器主要参数的确定ﻫ1 结晶器长度Hﻫ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:ﻫﻫＨ=(δ/K)2Vc+S１＋S2 (ｍm）ﻫﻫ式中δ——结晶器出口处坯壳的最小厚度,ｍｍﻫＫ——凝固系数,一般取Ｋ=1８～22 mｍ/mｉｎ0．5ﻫ Vｃ——拉速,mm/minS1——结晶器铜板顶面至液面的距离,多取S1＝１00 mmﻫﻫS2——安全余量，S=5０～100 mｍﻫﻫ对常规板坯连铸机可参考下述经验:ﻫﻫ当浇铸速度≤2.0ｍ/miｎ时，结晶器长度可采用90０～９50mm。
ﻫﻫ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。
ﻫﻫ 2 结晶器铜板厚度hﻫﻫ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。
连铸结晶器振动工艺参数
异常情况的预警与处理
预警标准
设定异常参数的阈值，当实时监测数据超过阈值时， 发出预警信号。
预警方式
通过声、光、短信等方式提醒操作人员关注异常情况 。
处理措施
根据异常类型，采取相应的处理措施，如调整振动参 数、清洗结晶器等。
工艺参数的调整与优化建议
调整原则
根据实时监测数据和异常情况，及时调整结晶器的振动参数，确 保连铸过程的稳定性和产品质量。
初始阶段
早期的连铸机采用人工敲击的方式使结晶器振动，这种方 式效率低下且不稳定。
机械式振动阶段
随着机械技术的发展，人们开始采用机械传动装置来实现 结晶器的振动，出现了多种形式的机械式振动装置。
液压式振动阶段
液压技术的引入使得结晶器的振动更加平稳可控，液压式 振动装置逐渐成为主流。
智能化振动阶段
随着计算机技术和传感器技术的发展，结晶器的振动控制 逐渐实现智能化，能够根据实际生产情况自动调整振动参 数，提高铸坯质量和产量。
04
连铸结晶器振动工艺参数的优 化
基于实验的参数优化
实验设计
通过实验方法，对连铸结晶器振 动工艺参数进行优化，需要设计 合理的实验方案，包括选择合适 的实验参数、确定实验范围和实
验步骤等。
数据采集与分析
在实验过程中，需要采集各种数 据，如振动频率、振幅、波形等 ，并对数据进行处理和分析，以 确定各参数对结晶器振动效果的
总结词
随着连铸技术的不断发展，新型振动装置的开发与应 用成为研究重点。新型振动装置应具备更高的稳定性 和可靠性，能够实现更加灵活的振动模式和精确的工 艺参数控制。
详细描述
目前，新型振动装置的开发主要集中在智能化、模块 化和集成化等方面。例如，采用智能传感器和控制系 统，实现对结晶器振动状态的实时监测和自动调整； 采用模块化设计，方便对结晶器进行快速更换和维修 ；采用紧凑型设计，减小设备体积和重量，提高设备 的可靠性和稳定性。这些新型振动装置的开发将为连 铸结晶器振动工艺参数的研究提供更加先进和可靠的 实验平台。
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T=——————
y1L
或
100（y2-y1）
T=—————
y2L
式中y2—结晶器顶部两相对面间的距离，mm
y1—结晶器底部两相对面间的距离，mm
L—结晶器长度，m
单锥度结晶器常用的锥度为0.6~0.7%/m，140~150mm小方坯采用的最大锥度为0.9%/m
锥度太小容易产生偏离角纵裂，锥度太大会增加拉坯阻力和结晶器磨损。
1vc
（8）负滑动时间tn/s（tn=—cos-1——）
pfpfs
0.12~0.15
（9）结晶器导前/mm
（结晶器导前=ssin（pftn）-vctn）
3~4
（10）水质（即总硬度）/%
＜0.0005，管壁上没有沉积物
（11）水缝宽度/mm
3~5
（12）是否测量结晶器内型尺寸变化
是
结晶器锥度T（%/m）为
如果用对高碳钢合适的锥度来浇低碳钢时，低碳钢铸坯就可能粘结在结晶器内，引起横向凹陷和横向裂纹。在浇铸时铸坯颤动，就表明铸坯粘结在结晶器内。
连铸机小方坯最佳结晶器参数
（1）铜的品种
P-Cu，Ag-Cu，Cr-Zr-Cu
(2)锥度
双锥度或多锥度
（3）壁厚/mm
13（100-150mm方），20（200mm方）
（4）内角半径/mm3Fra bibliotek4（5）液面距结晶器上口/mm
100~150
（6）水速/（m·S-1）
＞10~11
（7）结晶器铜管支撑
4面或顶底