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时间:2018-09-17
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1、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
2、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
3、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,mm K——凝固系数,一般取K=18~22mm/min0.5 Vc——拉速,mm/min S1——结晶器铜板顶面至液面的距离,多取S1=100mm S2——安全余量,S=50~100mm 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。
4、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,mm Δm——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
5、δm=10mm 3结晶器内腔最大宽度Amax Amax=1.025×Bmax (mm) 式中 Bmax——板坯最大名义宽度,mm 4宽边铜板最大宽度Cumax Cumax=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
6、,这时须尊重用户意见。 6单边调宽行程Sd Sd=(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,mm Δ——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。
7、 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×ΣPA FS2=1.5×ΣPB 式中 FS1——结晶器上口每个夹紧装置的夹紧力,mm FS2——结晶器下口每个夹紧装置的夹紧力,mm ΣPA——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,kN ΣPA——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
8、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
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