连铸工艺、设备--08结晶器冶金
连铸工艺与设备知识培训
连铸工艺与设备知识培训概述连铸工艺是现代钢铁生产中的重要环节，通过连铸工艺可以将熔融钢水以连续的方式铸造成坯料，为后续的轧制、锻造等工序提供原料。
连铸设备是实现连铸工艺的关键，它包括多个组成部分，如铸机、结晶器、钢包、冷却设备等。
本文将对连铸工艺与设备的相关知识进行介绍和培训。
一、连铸工艺1.1 连铸工艺流程连铸工艺主要包括以下几个步骤： 1. 钢水准备：将原料熔炼成钢水，并通过脱气和脱渣等工序进行净化处理。
2. 钢水调质：根据需要，对钢水进行调质处理，以达到所需的成分和性能。
3. 连铸坯料的形成：通过铸机将熔融钢水连续地铸造成坯料。
4. 结晶器冷却：通过结晶器对连铸坯料进行冷却，使其逐渐凝固。
5. 坯料切割：将凝固的连铸坯料切割成所需长度的坯料。
6. 坯料除渣：通过除渣设备对切割后的坯料进行除渣处理。
7. 坯料输送：将除渣后的坯料输送到后续加工工序。
1.2 连铸工艺的优点连铸工艺相比传统铸造工艺具有以下优点： - 高效快速：连铸工艺可以实现钢水的连续铸造，节省了铸造时间。
- 节约资源：连铸工艺可以通过循环使用冷却水和回收废料等措施，减少资源的消耗。
- 产品质量好：由于连铸坯料经过冷却和凝固处理，具有均匀的组织和较高的密度，产品质量好。
- 环境友好：连铸工艺减少了烟尘、废水等污染物的排放，对环境友好。
二、连铸设备2.1 铸机铸机是连铸设备中最重要的组成部分，它主要负责将熔融的钢水铸造成坯料。
铸机通常由铸包、浇口、剪切机构等部分组成。
铸机可以根据需要进行调整，以适应不同尺寸和形状的坯料铸造。
2.2 结晶器结晶器是连铸设备中的另一个重要组成部分，它通过冷却作用使得熔融的钢水逐渐凝固成坯料。
结晶器的结构设计和冷却方式会直接影响坯料的质量和性能。
2.3 钢包钢包是存放熔融钢水的容器，它通常由耐热材料制成。
钢包在连铸过程中起到储存钢水、调质和保温的作用。
2.4 冷却设备冷却设备用于对连铸坯料进行冷却，常见的冷却设备包括水冷器、风冷器等。
连铸工艺
周边坯壳厚度能均匀的生长，保证铸坯表面质量。
钢水温度过高的危害：
①出结晶器坯壳薄，容易漏钢；
②耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，降低浇铸安
全性；
③增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；
④铸坯柱状晶发达； ⑤中心偏析加重，易产生中心线裂纹。
钢水温度过低的危害：
①容易发生水口堵塞，浇铸中断； ②连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷；
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3、二冷水量与水压: 对普碳钢低合金钢，冷却强度为：1.0-1.2L/Kg钢. 对低碳钢、高碳钢,冷却强度为：0.6-0.8L/Kg钢. 对热裂纹敏感性强的钢种，冷却强度为: 0.4-0.6L/Kg钢. • 水压为0.1-0.5MPa
连铸过程检测与自动控制
• 一、连铸过程自动检测
（一）中间包钢液温度测定
1、中间包钢液温度的点测
用快速测温
头及数字显
示二次仪测 量温度。
2、中间包钢液温度的连续测定
（二）结晶器液面控制
1、放射性同位素测量法
（1）钢包回转台 钢包回转台设置在转炉跨与连铸跨之间，它的本 体是一个具有同一水平高度两端带有钢包支撑架的 转臂，绕回转台旋转。有双臂摇摆式和多功能回转 台。 功能：具有实现多炉连浇、吹氩调节钢水温度、钢 包加盖保温、钢包倾翻等功能。 （2）中间包 中间包是钢包和结晶器之间用来接收钢水的过 渡装置。中间包一般为矩形，由包体、包盖、塞棒 和水口组成，其容量一般为钢包容量的20~40% 钢水流量的控制方式有塞棒式、定径水口式和 滑动水口式三种。
（7）引锭装置 引锭装置包括引锭头、引锭杆和引锭杆存 放装置。 引锭杆按结构型式分为桡性引锭杆和刚性 引锭杆；按安装方式分为下装引锭杆和上装引 锭杆。 （8）铸坯切割设备 铸坯切割设备用于在铸坯行进过程中将它 切割成所需求的定尺长度。分为火焰切割和机 械切割两种。
第7章 连铸工艺
第七章连铸工艺第一节概述钢水浇注方式有两种，即模注和连铸。
目前连铸已经取代了模注工艺。
一．连铸优点1．简化工序、缩短流程、基建投资低：①省掉了模注的脱模、整模、均热和开坯等；②基建投资节约40%，占地面积减少30%，劳动力节省75%。
2．提高了金属收得率：①模注－开坯工艺切头切尾损失10~20%，而连铸1~2%，即金属收得率提高10~14%；②收得率提高意味着产量提高，3．降低能源消耗：减少25~50%能量消耗。
①连铸是“一火成材”，模注是“两火成材”；②连铸热装热送和直接轧制进一步节约能源（唐钢薄板）。
4．生产过程机械化和自动化程度高，改善劳动条件：①模注工作环境是最差、工艺最落后；②生产机械化解放了转炉的生产能力（如唐钢二钢1987年的连铸改造使产量增加）。
5．提高质量和扩大品种：①连铸技术和装备提高（电磁搅拌、保护浇注、液面自动控制等）使产品质量不断提高、可浇品种范围增加。
②除了沸腾钢以外，几乎所有的钢种都可以采用连铸生产。
★由于以上优点，降低了生产成本，提高了经济效益。
二．连铸机分类1．普通连铸机：是指技术成熟，在工业生产已经普遍采用的连铸机。
（主要讲述的内容）特殊连铸机：仍处于试验阶段，没有投入大规模工业化生产的连铸机。
2．按机型分类：立式、立弯式、弧形、椭圆形、水平式连铸机等。
目前最常用的是弧形连铸机－包括全弧形、直弧形和多点矫直连铸机。
3．按连铸坯断面形状：方坯、圆坯、矩形坯、板坯和异型坯等。
小方坯：7070~150150m m⨯⨯；大方坯：200200~450450m m⨯⨯宽厚比＝1 矩形坯：150100~400560m m⨯⨯宽厚比<3板坯：150600~3002640m m⨯⨯宽厚比>3 圆坯：80~450mmφφ4．按开发厂家：罗可普、康卡斯特、德马克等。
5．按浇注钢种：普钢连铸机和特钢连铸机。
目前，普钢连铸机正在向特钢连铸机发展。
三．连铸对钢水的要求1．成分合格：指钢水中化学成分符合标准要求，成分尽量控制在中限。
连铸结晶器
连铸结晶器结晶器是连铸机非常重要的部件，是一个强制水冷的无底钢锭模。
称之为连铸设备的“心脏”。
结晶器的定义：一种槽形容器，器壁设有夹套或器内装有蛇管，用以加热或冷却槽内溶液。
结晶槽可用作蒸发结晶器或冷却结晶器。
为提高晶体生产强度，可在槽内增设搅拌器。
结晶槽可用于连续操作或间歇操作。
间歇操作得到的晶体较大，但晶体易连成晶簇，夹带母液，影响产品纯度。
这种结晶器结构简单，生产强度较低，适用于小批量产品（如化学试剂和生化试剂等）的生产。
结晶器的作用：（1）使钢液逐渐凝固成所需要规格、形状的坯壳；（2）通过结晶器的振动，使坯壳脱离结晶器壁而不被拉断和漏钢；（3）通过调整结晶器的参数，使铸坯不产生脱方、鼓肚和裂纹等缺陷；（4）保证坯壳均匀稳定的生成。
结晶器的类型（1）结晶器的类型按其内壁形状，可分为直形及弧形等1）直型结晶器。
直形结晶器的内壁沿坯壳移动方向呈垂直形，因此导热性能良好，坯壳冷却均匀。
该类型结晶器还有利于提高坯壳的质量和拉坯速度、结构较简单、易于制造、安装和调试方便；夹杂物分布均匀；但铸坯易产生弯曲裂纹，连铸机的高度和投资增加。
直形结晶器用于立式和立弯式及直弧连铸机。
2）弧形结晶器。
弧形结晶器的内壁沿坯壳移动方向呈圆弧形，因此铸坯不易产生弯曲裂纹；但导热性比直形结晶器差；夹杂物分布不均，偏向坯壳内弧侧。
弧形结晶器用在全弧形和椭圆形连铸机上。
（2）按溶液获得过饱和状态的方法可分蒸发结晶器和冷却结晶器；按流动方式可分母液循环结晶器和晶浆（即母液和晶体的混合物）循环结晶器；按操作方式可分连续结晶器和间歇结晶器。
通俗的讲连铸结晶器：就是一个钢水制冷成型设备。
基本由框架，水箱和铜板（背板与铜板），调整系统（调整装置，减速机等）；润滑系统（油管油路），冷却系统和喷淋等设备组成。
连铸结晶器需要和连铸结晶器保护材料（渣）一同使用。
保护材料用途：1.确保连铸工艺顺行；2.改善铸坯表面质量连铸结晶器钢水流动控制技术1、连铸板坯的表面和内部缺陷与结晶器内钢液的流动状态密切相关。
连铸工艺与设备连铸的工艺流程与设备
2.2.8 结晶器和足辊
1) 功能 结晶器使钢水生成带液芯的坯壳。足辊起托住坯壳， 并按规定的半径导向坯壳。 2) 位置 插在振动台上结晶器的支承壳座中。
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2.2.9 二冷固定扇形段
RH
RVc/K2 铸坯越厚，拉速Vc越快，铸机半径R就越大，铸机 半径R与凝固系数平方成反比。 ❖对高拉速连铸机，铸机半径相当大，为了减小铸机 半径，而采用带液芯多点矫直。
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❖ 铸机圆弧半径指铸坯外弧曲率半径，是确定弧形连 铸机总高度重要参数，标志所能浇铸铸坯厚度范围 的参数。如果圆弧半径选得过小，矫直时铸坯内弧 面变形太大容易开裂。可用经验公式确定基本圆弧 半径即连铸机最小圆弧半径：
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2.2.15 火焰切割机系统
采用气动夹钳使切割机与铸坯同步行走，电机驱 动切割小车行走，直流调速电机驱动，水冷切枪进 行切割，此系统还有火焰自动调节系统和切割时的 喷铁粉装置。在切割不锈钢时配置喷铁粉装置，可 以切割钢坯(包括不锈钢)。 ❖厚度大于50mm的厚钢板一般采用火焰切割，也 叫氧气切割。
R cD
R—连铸机圆弧半径，D—铸坯厚度； c—系数，一般中小型铸坯取30~36；对大型板坯 及合金钢，取40以上。国外，普通钢取33~35，优质 钢取42~45。
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2.2.22 液相深度
液相深度L液是指铸坯从结晶器液面开始到铸坯 中心液相凝固终了的长度，也称为液芯长度。
浇铸前引锭头和部分过渡件进入结晶器形成结晶器可活动的内底浇铸开始后钢水凝固与引锭头凝结在一起由拉矫机牵引着引锭杆把铸坯连续地从结晶器拉出直到引锭头通过拉矫机后方与铸坯分离进入引锭杆存放装置
连铸设备及工艺
连铸设备及工艺随着现代工业的发展，连铸技术在金属材料加工领域得到了广泛应用。
连铸技术是一种高效、节能、环保的铸造工艺，能够实现连续生产，减少生产过程中的中间环节，提高生产效率，同时还能够减少废料和二次加工，降低生产成本。
连铸技术适用于各种金属材料的铸造，包括钢、铝、铜等金属材料。
连铸设备是实现连铸工艺的关键设备，其结构复杂、功能强大。
连铸设备通常由结晶器、铸模、水冷器、拉伸机构、卷取机构等部分组成，每个部分都起着重要的作用。
最常见的连铸设备包括直孔连续铸造机、弯道连铸机、单丝连铸机等。
直孔连续铸造机是一种常用的连铸设备，主要用于铸造钢和其他金属材料。
其工作原理是通过结晶器将熔化的金属注入铸模中，随着金属的凝固，在结晶器内形成一根长条形的铸坯。
铸坯经过水冷器冷却后，经过拉伸机构拉伸，最终形成一根连续的铸材，可以直接进行轧制、拉拔等下道工艺，省去了二次加工的步骤。
弯道连铸机是一种特殊结构的连铸设备，主要用于铸造大直径的金属材料，如大直径的钢管、铜管等。
其结构类似于直卧连续铸造机，但在铸模设置和水冷器设计上有所不同。
弯道连铸机的工作原理是通过一系列特殊设计的转弯部件将熔化的金属从水平方向转向垂直方向，形成一根弯曲的铸材。
该设备通常用于生产大直径的金属管材，产品质量稳定，生产效率高。
单丝连铸机是一种用于生产金属线材的连铸设备，主要用于铸造铜线、铝线等金属线材。
其结构简单、功能单一，适用于生产直径较小的金属线材。
单丝连铸机的工作原理是通过结晶器将熔化的金属注入细小的铸模中，形成一根直径较小的连续铸丝。
通过水冷器冷却后，可以直接卷取，用于电气线缆、电子元器件等行业。
除了以上几种常见的连铸设备外，还有其他类型的连铸设备，如多线连铸机、宽带连铸机等，适用于各种金属材料和产品类型的生产。
各种连铸设备都有其特点和优势，可以根据具体的生产需求选择适合的设备。
连铸工艺是一种高效的生产工艺，能够实现金属材料的连续生产，提高生产效率，降低生产成本。
连铸工艺流程
连铸工艺流程连铸工艺流程是指将熔化状态的钢水通过连铸机连续铸造成连续铸坯的工艺流程。
该工艺流程主要包括加热与保温、定量浇注、连续铸造、凝固与定形、剪断与冷却等几个过程。
首先，加热与保温是连铸工艺的第一步。
钢水从炉中出来后，需要进行加热，使其达到适宜的铸造温度，一般为1500-1600℃。
然后，需要将加热后的钢水保温一段时间，以保持其熔化状态，一般保温时间为30-60分钟。
接下来是定量浇注过程。
在钢水进行保温的同时，需要将一定的钢水通过浇口定量地注入连铸机的浇注口。
这一过程需要控制好浇注速度和浇注时间，以确保钢水均匀地注入连铸机，避免铸坯出现缺陷。
随后是连续铸造过程。
连铸机将钢水从浇注口引入连铸机的结晶器中，结晶器内壁上涂有一层绝缘材料，以减小结晶器和铸坯之间的传热和冷却速度，使钢水逐渐凝固。
在结晶器中，钢水经过冷却后，开始凝固。
结晶器内还设有冷却水管，以维持适宜的结晶器温度，提高凝固质量。
凝固与定形是连铸工艺的关键过程。
当钢水进入结晶器后，在冷却的作用下，钢水开始凝固形成铸坯。
这一过程需要控制好结晶器的冷却温度和冷却速度，以确保钢水凝固成坯的过程中，铸坯的组织结构和尺寸能达到设计要求。
最后是剪断与冷却过程。
在连铸机的结晶器中，通过剪切装置将凝固成型的连续铸坯切断为定长的铸坯，同时进行冷却，使铸坯温度降低到适宜的水平。
然后，铸坯通过输送设备运输到下一道工序，如轧机进行轧制或其他后续加工工序。
总之，连铸工艺流程是一套将熔化状态的钢水连续铸造成连续铸坯的工艺流程。
该工艺流程主要包括加热与保温、定量浇注、连续铸造、凝固与定形、剪断与冷却等几个过程。
在每个步骤中，需要严格控制各个参数，以确保连铸坯的质量和成型效果。
同时，连铸工艺也具有高效、节能等优点，被广泛应用于钢铁工业。
连铸工艺设备连铸坯凝固与传热
连铸工艺设备连铸坯凝固与传热引言连铸工艺是一种将熔融金属直接浇铸成坯料的生产工艺，它在金属压延生产中起着至关重要的作用。
连铸工艺设备包括连铸机、结晶器、辊道、切割机等，其中连铸机是连铸工艺设备的核心部件。
连铸坯在连铸过程中涉及到坯料的凝固与传热问题，本文将重点探讨连铸坯的凝固与传热机理以及影响因素。
连铸坯的凝固过程连铸坯在从熔融态到凝固态的过程中，经历了凝固壳形成、凝固壳增厚和坯心凝固三个阶段。
凝固壳形成当熔融金属从连铸机中流出，并接触到结晶器内壁时，由于结晶器内壁温度较低，熔融金属迅速冷却并凝固。
这一过程称为凝固壳形成阶段。
在凝固壳形成阶段，连铸坯在结晶器中逐渐形成一个厚度较小的凝固壳，凝固壳内部为固态金属，外部为未凝固的熔融金属。
凝固壳增厚凝固壳形成后，熔融金属继续从连铸机中流出，并沿着凝固壳的外表面凝固。
这一过程称为凝固壳增厚阶段。
在凝固壳增厚阶段，连铸坯的凝固壳逐渐增厚，同时熔融金属逐渐减少。
坯心凝固当凝固壳增厚到一定程度时，熔融金属在连铸坯内部逐渐凝固，形成坯心。
这一过程称为坯心凝固阶段。
在坯心凝固阶段，凝固壳继续增厚，坯心逐渐凝固，直到整个连铸坯全部凝固为止。
连铸坯的传热机理连铸坯的凝固过程涉及到传热问题，主要有自由传热和辐射传热两种机制。
自由传热自由传热是指连铸坯的凝固过程中，熔融金属与连铸坯表面之间的传热。
自由传热主要通过导热的方式进行，即熔融金属中的热量通过凝固壳传导到连铸坯的表面，并与外界环境进行热交换。
辐射传热辐射传热是指连铸坯的凝固过程中，凝固壳和周围环境之间的传热。
凝固壳表面向外辐射热量，同时从外界环境也会接收到辐射热量，形成辐射传热。
辐射传热是由于凝固壳和周围环境的温度差异而产生的，它的大小与温度差、发射率等因素有关。
影响连铸坯凝固与传热的因素连铸坯的凝固与传热过程受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面：温度金属熔融温度和结晶器内壁的温度是影响连铸坯凝固与传热的重要因素。
连铸工艺设备连铸设备及主要工艺参数
连铸工艺设备连铸设备及主要工艺参数一、结晶器：结晶器是连铸设备的关键部件，它通过将冷却水冷却的金属液体，使其逐渐凝固形成连续的铸坯。
结晶器主要由结晶器壳体、结晶器底板、冷却水管等组成。
其中，结晶器壳体一般采用无缝钢管制成，具有良好的耐热性和耐腐蚀性。
二、铸坯：铸坯是由熔融的金属液体通过连铸工艺凝固而成的连续坯料，它具有一定的长度和截面形状。
铸坯的形状和尺寸可以通过调整连铸设备的结晶器壁厚、结晶器型号以及挤压辊的工作方式来控制。
三、结晶壳：结晶壳是指金属液体通过结晶器壁形成的凝固层，它的厚度可以通过调整冷却水的流量和结晶器的温度来控制。
结晶壳的形成决定了铸坯的坯壳厚度和坯壳质量，对后续的连轧和热处理工艺有着重要影响。
四、冷却水系统：冷却水系统主要是用于冷却结晶器和铸坯的工艺介质，通过调整冷却水的温度和流量，可以控制铸坯的冷却速度和坯壳的厚度。
冷却水系统包括冷却塔、冷却水管道、冷却水泵等设备。
五、振动系统：振动系统是用来防止铸坯表面的凝固层结构不均匀和铸坯内部的气孔等缺陷的产生，它利用振动的力量将铸坯表面的结晶层与金属液体不断混合，以提高铸坯的质量。
六、铸坯切割系统：铸坯切割系统是将连铸的整坯切割成所需长度的小块铸件，以便后续的加工和使用。
铸坯切割系统包括切割机、切割刀具等设备。
七、传动系统：传动系统主要是将连铸工艺设备的动力传递给各个部件，以确保连铸过程的连续和稳定。
传动系统包括电机、减速机、联轴器等设备。
八、电气控制系统：电气控制系统是连铸设备各个部件之间的信息交流和工艺参数调整的重要手段，它通过传感器、PLC控制器等设备实现对连铸过程的自动控制。
与连铸设备相关的主要工艺参数包括：1.结晶器温度：结晶器温度决定了铸坯的凝固速度和结晶壳的厚度，通常在1000℃-1500℃之间。
2. 冷却水流量：冷却水的流量决定了铸坯的冷却速度和坯壳的厚度，通常在20-100L/min之间。
3. 振动频率和振幅：振动频率和振幅的调节可以改善铸坯的结晶层结构，通常在50-150Hz和0.2-0.5mm之间。
连铸工艺要点
连铸工艺要点介绍如下：
1.设备：连铸工艺需要使用到连铸机、结晶器、拉拔机、气切割
机等各种设备。
这些设备需要保养、维修和更换，以确保工艺能够正常运行。
2.浇注：浇注是连铸工艺的核心步骤，需要控制浇注速度、浇注
角度和浇注位置等参数，以确保铸坯具有良好的表面质量和内部组织结构。
3.结晶器：结晶器是冷却钢水的设备，它的设计和使用对铸坯质
量有着重要的影响。
合理的结晶器设计可以提高铸坯的结晶质量，避免产生缺陷。
4.拉拔：拉拔是连铸工艺的最后一个步骤，它可以使铸坯逐渐变
形成为规定的形状和尺寸。
拉拔时需要控制速度和拉拔力度，以避免产生裂纹和变形等缺陷。
5.自动化：连铸工艺需要高度自动化的控制系统，以保证工艺的
稳定性和可靠性。
自动控制系统可以实现对浇注速度、温度、拉拔力等参数的实时监控和调整，提高工艺的自动化程度和生产效率。
以上是连铸工艺的要点，它们对于保证生产质量和提高生产效率都有着重要的影响。
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浸入式水口流股流动示意图：
2．流股的穿透深度H： H＝（VO∕VC_VS）（1+sinθ∕2）α－W∕2 （1∕cosθ－tgθ）＋d 式中 H —流股最大冲击深度，cm； VO —侧孔水口出口速度，cm ∕min VS —夹杂物上浮速度， cm ∕min； VC— 拉速，cm ∕min； θ —水口出口夹角，度； W—铸坯宽度，cm； d —水口插入深度，cm； α —系数。
第八章 结晶器冶金
结晶器的冶金功能： A．高效率的传热器，把钢水热量迅速地传给冷却 水； B．钢水凝固成型器，把钢水凝固成所规定的形状， 如方坯、板坯、圆坯等。 C．钢水净化器，在结晶器形成薄的外壳所包含的 液体钢水中的非金属夹杂物充分上浮被保护渣吸 收，以进一步净化钢液； D．铸坯表面质量控制器，结晶器内钢水—渣相— 铜板—坯壳之间的相互作用是一个复杂的动态过 程，相互之间合理参数的配合，对铸坯质量有决 定性的影响。
三．结晶器钢流控制技术（EMB） 板坯采用EMB的冶金效果： 1．从水口射出的流股速度减小了一半，减轻 了对凝固壳的冲刷，坯壳更均匀生长，同 时也减轻了坯壳薄弱点因回热形成热裂纹 的危险性。 2．流股冲击深度减小，降低了铸坯内弧面区 域氧化物夹杂含量。 3．由于流股分散，水口上部区域钢液流速加 快，促进了过热钢水沿弯月面流动，使铸 坯皮下8mm夹杂物呈下降趋势。
§8—2 结晶器的冶金作用
一．凝固坯壳生长均匀性 1．对于敞开浇注，结晶器横断面凝固壳最薄的地方 就是注流冲击邻近处，因为流股热中心偏移或汇 合，过热钢水强制对流会冲刷已凝固坯壳并发生 重熔，使坯壳厚度不均。坯壳薄弱之处常常是出 现纵裂的根源。 2．采用浸入式水口改善了凝固对宽面冲刷和热对流 的作用，使坯壳厚度生长均匀。但对窄面坯壳有 冲刷和再熔化现象。应选择合适的水口侧孔倾角， 既要保证结晶器窄面坯壳均匀生长，又要防止冲 击流股把夹杂物带到液相穴深处而上浮困难。
2．促进液相穴内夹杂物上浮的措施： ⑴采用电磁制动技术，以抵消流股的冲力； ⑵向结晶器吹氩； ⑶合适的保护渣性能以充分吸收上浮的夹杂 物。
三．结器内钢水微合金化 指向结晶器内钢水中加入微量元素，调整钢 成分达到目标管理值，同时改善夹杂物的性 态。 1．结晶器喂包芯线 把包芯线通过中间包塞棒孔和浸入式水口喂 入结晶器，可提高合金（如Al、Ti）的回收 率，减少铸坯中夹杂物，还可防止Al2O3、 TiO2、TiN堵塞水口。
b 吹氩量； 浇铝镇静钢时，为防止Al2O3堵水口，从中间包塞棒 或卷渣。因此操作者应观察结晶器液面状况，控制 Ar流量（﹤1.5m3 ∕h）以防止卷渣 c 水口出口倾角； 随着侧孔出口倾角向下增加（如15°～35 °）， 向下流股冲击深度增大，向上流股减弱，液面平静， 保护渣覆盖良好；侧孔倾角向上增加，液面较大加 强，保护渣向水口周围移动，容易造成卷渣。一般 以15 ° 为宜。
二．液相穴夹杂物上浮与排除 1．结晶器液相穴中的夹杂物运动情况 ⑴随环流向水平方向流动被带到钢渣界面， 被保护渣吸收。 ⑵随冲击流股带入液相穴深处。夹杂物能否 上浮取决于流股冲击深度。 设计合理的的浸入式水口，减小向下流股 的冲击深度，可改善夹杂物上浮的条件， 使铸坯平均污染程度减少23%～38%.
小方坯结晶器喂Al丝、对解决定径水口浇含Al 钢得到良好的效果。
从中间包喂包芯线入结晶器： a—直孔伸入水口； b—侧孔伸入水口
四．凝固组织的控制 在结晶器内加微型冷却剂（如微细铁末、 喂入薄钢带）或喷入金属粉末，以吸收钢 水过热度，使结晶器钢水在液相穴温度凝 固，增加铸坯等轴晶区，改善了铸态组织， 减轻中心偏析。
可见，注流流股最大冲击深度与注流出口速 度、水口侧孔夹角和铸坯尺寸等有关。 当铸坯尺寸一定时，主要是调节水口出口直 径、出口夹角来降低注流冲击深度，以促进 夹杂物上浮，减少钢中夹杂物含量。对弧形 连铸机，如果冲击深度H值太大，使内弧侧 捕捉夹杂物面积增加，是造成内弧夹杂物集 聚的原因。
3．向上的回流： 从水口出来的流股冲击到结晶器窄面后转 化为向上的回流是影响结晶器液面波动， 形成铸坯表面卷渣的重要原因。流股冲到 结晶器壁的碰撞速度Vm决定了向上流股动 量，向上流股动量F： F＝ρQVm（1－sinα）∕4D 流股速度增加，传给结晶器表面的动量增 大，则结晶器液面波动加剧。水口出口夹 角一定时，浸入式水口插入深度增加，结 晶器钢液面波动减小。水口出口夹角一定， 吹氩流量增加，结晶器液面波动增大。
§8—1 结晶器钢水流动行为
一．结晶器钢水流动特征 1．对结晶器钢水流动的要求： ⑴不应把结晶器保护渣卷入钢液内部； ⑵注流的穿透深度应有利于夹杂物上浮； ⑶钢液流动不要对凝固壳产生冲刷、重熔，坯壳得 以均匀生长； ⑷确保铸坯表面质量良好。 如图所示，从浸入式水口侧孔喷射出的流股冲击 到结晶器窄面后分成两个流股，一是向上的回流 到达表面，一是向下的流股达到最大的穿透深度 然后向上回流，这两股流动对满足上述要求有决 定性的影响。
d 侧孔出口直径 侧孔直径过大，液体不能满流流出，容易在侧孔上 区造成循环的负压区，在水口周围形成紊流。 e 插入深度 插入深度增加，结晶器钢渣界面搅动逐渐减弱，保 护渣覆盖良好。插入深度太浅（如50mm），就会发 生板卷卷渣的质量问题。插入深度一般在 125±25mm为宜。 f 浸入式水口对中 浸入式水口在结晶器中心对中偏差±5％，会导致 水口出口钢流向结晶器一边的不均匀流动，造成凝 固壳不均匀冲刷。浸入式水口的精确对中，能使出 口钢流每隔5 ～10min循环交替从结晶器一个宽面 流向另一个宽面，使流动均匀分布。这就是流体力 学中的“翻转现象”。
2．结晶器喂稀土丝 试验效果：（08Al、16Mn、管线钢X60、X70） ⑴避免了水口结瘤，回收率达80%,稀土在铸坯中 基本分布均匀； ⑵改善了铸坯凝固组织，等轴晶提高了10％～ 15%； ⑶改善了铸坯中硫化物夹杂形态和分布，使钢材 塑性、韧性及各向异性得到明显改善，对钢材 断口敏感性和抗裂纹扩展能力也有明显提高。
二．结晶器钢水流动形态 1．敞开浇注 中间包水口流出的自由流股从周围卷入空 气进入结晶器，注流冲击深度大，钢水面 引起强烈的紊流运动。 2．浸入式水口保护浇注 ① 浸入式水口的作用： A．防止钢流从中间包→结晶器发生二次氧化； B．最佳地将非金属夹杂物排除到保护渣中； C．将钢水均匀分布于结晶器内而使坯壳均匀 生长。
⑵水口形式对结晶器流股运动形态的影响 A．直筒式水口 结晶器流股冲击深度大，钢水高温区下移，产 生漩涡区致使夹杂物上浮几率减少，一般用于 矩形坯或方坯。 B．双侧孔式水口 影响结晶器钢水流动因素： a 结晶器宽度； 对宽结晶器，从水口射出的流股不会碰到窄壁， 向下流股有一旋转分力使气泡、夹杂物聚合而 上升到钢液面。结晶器宽度减小，冲击到窄面 的流股动量增加。向上的回流易使水口周围形 成涡流而卷渣；而向下流股把夹杂物带到液相 穴深处而上浮困难。