常规板坯连铸机结晶器技术

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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