連鑄結(jié)晶器總成

1、結(jié)晶器結(jié)晶器(mould)承接從中間罐注入的鋼水并使之按規(guī)定斷面形狀凝固成堅(jiān)固坯殼的連續(xù)鑄鋼設(shè)備。它是連鑄機(jī)最關(guān)鍵的部件，其結(jié)構(gòu)、材質(zhì)和性能參數(shù)對(duì)鑄坯質(zhì)量和鑄機(jī)生產(chǎn)能力起著決定性作用。開(kāi)澆時(shí)引錠桿頭部即是結(jié)晶器的活動(dòng)內(nèi)底，鋼水注入結(jié)晶器逐漸冷凝成一定厚度坯殼并被連續(xù)拉出，此時(shí)，結(jié)晶器內(nèi)壁承受著高溫鋼水的靜壓力及與坯殼相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦力等產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力的綜合作用，其工作條件極為惡劣。為了能獲得合格的鑄坯，結(jié)晶器應(yīng)滿(mǎn)足的基本條件有：(1)具有良好的導(dǎo)熱性，以使鋼水快速冷凝成形。(2)有良好的耐磨性，以延長(zhǎng)結(jié)晶器的壽命，減少維修工作量和更換結(jié)晶器的時(shí)間，提高連鑄機(jī)的作業(yè)率。(3)有足夠的剛度，

2、特別在激冷激熱、溫度梯度大的情況下需有小的變形。(4)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，易于制造，拆裝方便、調(diào)整容易，冷卻水路能自行接通、以便于快速更換；自重小，以減小結(jié)晶器振動(dòng)時(shí)的慣性力和減少振動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)功率，并使結(jié)晶器振動(dòng)平穩(wěn)。分類(lèi) 按拉坯方向上斷面內(nèi)壁的線型分結(jié)晶器的型式有弧形和直形兩種；按其總體結(jié)構(gòu)，不論弧形或直形均有套管式和組合式兩種。套管式 內(nèi)壁銅管、內(nèi)外水套組成的冷卻水套和足輥是它的主要構(gòu)件(圖1)。直形或弧形的銅管外面由冷卻水套、法蘭和密封元件等組成供水、供油系統(tǒng)。為了保證鑄坯有規(guī)整的外形尺寸，在結(jié)晶器底部安裝了23組足輥，以利于提高拉速和防止鑄坯脫方(見(jiàn)鼓肚與菱變)。  

3、   圖l  弧形套管式結(jié)晶器1一結(jié)晶器罩2一內(nèi)水套；3一潤(rùn)滑油蓋；4一內(nèi)壁銅管  5一放射源容器；6一蓋板；7一外水套；8一進(jìn)水管；    9一回水管；10一接收裝置；ll一水環(huán)；    12一足輥；13一定位銷(xiāo) 組合式 由寬面及窄面4塊復(fù)合壁板及外框架組成。多用于板坯連鑄、大斷面方坯連鑄及異型坯連鑄。組合結(jié)晶器的每塊復(fù)合壁板又由用螺柱聯(lián)結(jié)的內(nèi)壁銅板(外側(cè)面銑有冷卻水溝)和外壁鋼制水箱組成。內(nèi)壁銅板和外壁間構(gòu)成冷卻水縫，以通水冷卻。4

4、塊復(fù)合壁之間用夾緊機(jī)構(gòu)壓緊。為了實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器在線調(diào)寬以及形成所要求的倒錐度，在結(jié)晶器的窄面壁板的上、下部分別裝有4組調(diào)整裝置。當(dāng)組裝好的結(jié)晶器及外框架放到振動(dòng)臺(tái)架上時(shí)，所有進(jìn)、出水管自行接通。為了更好地保護(hù)結(jié)晶器的下口、防止過(guò)早過(guò)快產(chǎn)生大的磨損，緊挨著結(jié)晶器下口裝有足輥或保護(hù)柵板。足輥或保護(hù)柵板與結(jié)晶器一起振動(dòng)。結(jié)晶器與二冷第一段(直線段或扇形段)通過(guò)振動(dòng)框架直接對(duì)中，便于結(jié)晶器與二冷第一段的準(zhǔn)確定位。二者形成一個(gè)整體，可快速吊運(yùn)。結(jié)構(gòu)參數(shù)和尺寸設(shè)計(jì) 結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有斷面尺寸、倒錐度、長(zhǎng)度、水縫面積及銅壁的厚度等。     圖2板坯組合式結(jié)

5、晶器1窄面調(diào)整機(jī)構(gòu)；2一窄面銅板3一外框架；4一水管；5一寬面調(diào)整機(jī)構(gòu)；6一寬面銅板；7、8一足輥 斷面尺寸 依據(jù)冷態(tài)鑄坯的公稱(chēng)尺寸確定。要獲得冷態(tài)下的鑄坯公稱(chēng)尺寸，在設(shè)計(jì)結(jié)晶器時(shí)，必須考慮鑄坯的冷凝收縮和拉矯時(shí)鑄坯的變形。因此，結(jié)晶器的斷面尺寸應(yīng)比鑄坯冷態(tài)的斷面公稱(chēng)尺寸大，通常要大出13，且下口尺寸要小于上口尺寸，形成了倒錐度。倒錐度 依據(jù)鑄坯的冷凝收縮來(lái)確定。鑄坯在澆鑄過(guò)程中冷凝收縮，進(jìn)而有可能與結(jié)晶器內(nèi)壁脫離而產(chǎn)生氣隙。氣隙有大的熱阻，使結(jié)晶器的導(dǎo)熱性能變差，鑄坯坯殼減薄，甚至造成拉裂漏鋼。為了防止拉漏，就將結(jié)晶器制成下口尺寸小于上口尺寸的倒錐形，以減小內(nèi)壁與坯殼間的氣隙，增大

6、結(jié)晶器的導(dǎo)熱能力。使出結(jié)晶器時(shí)的坯殼厚度增大，并可提高拉坯速度。依據(jù)鑄坯斷面尺寸、鋼種等因素，結(jié)晶器的倒錐度通常取值為(0413)m，對(duì)套管式小斷面結(jié)晶器，其倒錐度取值在(0409)m；對(duì)板坯的組合式結(jié)晶器，其寬面多采用平行或僅有很小的倒錐度，而窄面的倒錐度取值在(0913)m。為了適應(yīng)鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)上、下各處有不同的收縮率，進(jìn)一步減小氣隙和提高拉速，小方坯結(jié)晶器制成多段不同倒錐度或拋物線形的倒錐度。長(zhǎng)度 結(jié)晶器長(zhǎng)度的確定受多種因素影響，但主要是取決于鑄坯出結(jié)晶器時(shí)的坯殼厚度。為防止拉漏，一般坯殼厚度不小于1015mm(與鑄坯斷面大小有關(guān))。坯殼過(guò)薄會(huì)造成鑄坯鼓肚、脫方、內(nèi)裂以致漏鋼。為了增大

7、連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力，就勢(shì)必要提高拉速。為在高拉速下保證坯殼的足夠厚度，增加結(jié)晶器的長(zhǎng)度是方法之一。但結(jié)晶器長(zhǎng)度增加，又帶來(lái)坯殼與內(nèi)壁間摩擦阻力的增大和氣隙的增大，使導(dǎo)熱性變差。綜合考慮多種因素，結(jié)晶器長(zhǎng)度(mm)可按下式選?。?#160;                              &#

8、160;                                                 &#

9、160;                                                 &#

10、160;                                                 &#

11、160;                                                 &#

12、160;         式中v為拉速，mmin；為允許的最小坯殼厚，mm；K為鑄坯的凝固系數(shù)(mmmim1/2。)。K主要取決于冷卻條件、斷面尺寸、鋼水溫度和鋼種。一般K=2024mmmin1/2；式中的(80120)是考慮液面波動(dòng)而在結(jié)晶器上口與液面間留的裕量。生產(chǎn)實(shí)踐中，結(jié)晶器的長(zhǎng)度在7001000mm間選取。水縫面積的確定 鋼水鑄入結(jié)晶器，冷凝成形結(jié)成坯殼，將放出大量的熱。這些熱量主要由冷卻水帶走。為使冷卻水盡可能多地帶走熱量，結(jié)晶器應(yīng)有合理的水縫。結(jié)晶器的水縫面積可按下式確定：  &#

13、160;                         式中Qw為結(jié)晶器單位周邊長(zhǎng)的耗水量，m3hm；Lw為結(jié)晶器的周邊長(zhǎng)m；Vw為水縫內(nèi)水的流速，ms。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)、結(jié)晶器內(nèi)的耗水量Qw=100160m3hm。水縫中冷卻水流速Vw=610ms。進(jìn)水壓力Pw=029059MPa。耗水量隨斷面尺寸不同而變，小斷面鑄坯取上限，大斷面鑄坯取下限。銅壁厚度結(jié)晶器內(nèi)壁厚度的確定主要考慮其使用壽命和強(qiáng)度。對(duì)套管式結(jié)晶器，壁厚通常取610mm；對(duì)組合式結(jié)晶器，因考慮要多次刨修加工，壁厚取為2050mm，最終厚度不小于10mm。材質(zhì) 為保證結(jié)晶器有良好導(dǎo)熱性、足夠的抗磨損性、機(jī)械強(qiáng)度和硬度以延長(zhǎng)其使用壽命，內(nèi)壁材質(zhì)主要使用銅基合金制造，常用的有紫銅、銅銀合金(含銀量為00701)、磷脫氧銅及銅鈹合金、鉻鋯銅合金等。使用銅基合金主要目的是提高其再結(jié)晶溫度，以改善其高溫時(shí)的硬度和強(qiáng)度、延長(zhǎng)內(nèi)壁的使用壽命。為了進(jìn)一步提高內(nèi)壁的耐磨性和