2023學(xué)年完整公開課版CGS09結(jié)晶器

高等職業(yè)教育數(shù)字化學(xué)習(xí)中心連鑄機(jī)設(shè)備組成結(jié)晶器

結(jié)晶器是連鑄機(jī)非常重要的部件，稱之為連鑄設(shè)備的“心臟”。鋼液在結(jié)晶器內(nèi)冷卻初步凝固成一定坯殼厚度的鑄坯外形，并被連續(xù)地從結(jié)晶器下口拉出，進(jìn)入二冷區(qū)。結(jié)晶器應(yīng)具有良好的導(dǎo)熱性和剛性，不易變形和內(nèi)表面耐磨等優(yōu)點(diǎn)，而且結(jié)構(gòu)要簡單，便于制造和維護(hù)。按結(jié)晶器的外形可分為直結(jié)晶器和弧形結(jié)晶器。直結(jié)晶器用于立式、立彎式及直弧形連鑄機(jī)，而弧形結(jié)晶器用在全弧形和橢圓形連鑄機(jī)上。從結(jié)構(gòu)來看，有管式結(jié)晶器和組合式結(jié)晶器。小方坯及矩形多采用管式結(jié)晶器，而大型方坯、矩形坯和板坯多采用組合式結(jié)晶器。管式結(jié)晶器結(jié)構(gòu)簡單，易于制造、維修．廣泛應(yīng)用于中小斷面鑄坯的澆鑄，最大澆鑄斷面為180mm×180mm。組合式結(jié)晶器如圖13—7所示，是由4塊復(fù)合壁板組合而成。每塊復(fù)合壁板都是由銅質(zhì)內(nèi)壁和鋼質(zhì)外殼組成。在與鋼殼接觸的銅板面亡銑出許多溝槽形成中間水縫。復(fù)合壁板用雙螺栓連接固定，冷卻水從下部進(jìn)入，流經(jīng)水縫后從上部排出。4塊壁板有各自獨(dú)立的冷卻水系統(tǒng)。在4塊復(fù)合壁板內(nèi)壁相結(jié)合的角部，墊上厚3—5mm并帶來45°倒角的銅片，以防止鑄坯角裂。結(jié)晶器隨著連鑄機(jī)拉坯速度的提高，出結(jié)晶器下口的鑄坯坯殼厚度越來越薄；為了防止鑄坯變形或出現(xiàn)漏鋼事故，采用多級結(jié)晶器技術(shù)。多級結(jié)晶器即在結(jié)晶器下口安裝足輥、銅板或冷卻格柵。為了能夠預(yù)報結(jié)晶器漏鋼事故，在結(jié)晶器四面銅壁外通過均布的螺按理入多套熱電偶，熱電偶測到的溫度數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)，若某一點(diǎn)溫度突然升高，說明這一點(diǎn)附近出現(xiàn)了漏鋼的狀況。也有根據(jù)結(jié)晶器內(nèi)壁與鑄坯坯殼間摩擦力的大小來檢測結(jié)晶器內(nèi)坯殼是否有漏鋼。目前先進(jìn)的連鑄機(jī)同時配有這兩套檢測系統(tǒng)。結(jié)晶器

在連鑄過程中，結(jié)晶器充當(dāng)著一次冷卻的角色，其長度是個非常重要的參數(shù)。確定結(jié)晶器長度的主要依據(jù)，是鑄坯出結(jié)晶器下口時的坯殼最小厚度。對于大斷面鑄坯，要求坯殼厚度大于15mm，小斷面鑄坯為8—10mm。根據(jù)大量的理論研究和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，結(jié)晶器長度一般在700一900mm比較合適，也有的是1200mm。目前大多數(shù)傾向于把結(jié)晶器長度增加到900mm，以適應(yīng)高拉速的需要。為了獲得良好的一次冷卻效果，凝固坯殼與結(jié)晶器銅板必須保持良好的接觸。由于鋼液在結(jié)晶器內(nèi)冷卻凝固生成坯殼的同時伴隨著體積收縮．因此結(jié)晶器銅板內(nèi)腔必須設(shè)計成上大下小的形狀．即所謂的結(jié)晶器錐度。這樣可以減少因收縮產(chǎn)生氣隙，改善結(jié)晶器的導(dǎo)熱。結(jié)晶器倒錐度常見有構(gòu)種表示方法：結(jié)晶器結(jié)晶器

由于站晶器內(nèi)壁直接與高溫鋼液接觸，要求其內(nèi)壁材質(zhì)導(dǎo)熱系數(shù)要高，膨脹系數(shù)要低，在高溫下有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，塑性要好，易于加工。目前使用銅合金做結(jié)晶器內(nèi)壁。在銅中加入含量為0.08%-0.12％的銀，能提高結(jié)晶器內(nèi)壁的高溫強(qiáng)度和耐磨性。在銅中加入含量為0.5％的鉻或加入一定量的磷，可顯著提高結(jié)晶器的使用壽命。還可以使用銅-鉻-鋯-砷合金或銅-鋯-鎂合金制作結(jié)晶器內(nèi)壁。在結(jié)晶器的銅板上鍍0.1-0.15mm厚合金鍍層，能明顯提高其使用壽命。結(jié)晶器使用壽命實(shí)際上是指結(jié)晶器內(nèi)腔保持原設(shè)計尺寸、形狀的時間長短。只有保持原設(shè)計尺寸、形狀才能保證鑄坯質(zhì)量。結(jié)晶器的壽命，可用結(jié)晶器澆鑄鑄坯的長度來表示。提高結(jié)晶器壽命的措施有：提高結(jié)晶器冷卻水水質(zhì)，保證結(jié)晶器足輥、二次冷卻區(qū)的對弧精度，定期檢修結(jié)晶器，合理選擇結(jié)晶器內(nèi)壁材質(zhì)及設(shè)計參數(shù)等。結(jié)晶器結(jié)晶器的潤滑

為防止鑄坯坯殼與結(jié)晶器內(nèi)壁黏結(jié)，減少拉坯阻力和結(jié)晶器內(nèi)壁的磨損，改善鑄坯表面質(zhì)量，結(jié)晶器必須進(jìn)行潤滑。目前的潤滑手段主要有兩種：潤滑油潤滑和保護(hù)渣潤滑。潤滑劑可以用植物油或礦物油，目前用植物油中的菜籽油者居多。對于大方坯和板坯連鑄采用保護(hù)渣來達(dá)到潤滑的目的。保護(hù)渣可人工加入，也可用振動給料器加入。結(jié)晶器液面控制

連鑄機(jī)結(jié)晶器液面控制是實(shí)現(xiàn)連鑄生產(chǎn)順行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。日前采用磁感應(yīng)法、熱電偶法、紅外線法和同位素法等來監(jiān)測并控制液面，以同位素法為居多。同位素法由放射源、探測器、信號處理及輸出顯示等部分組成。該法用Cs-137或Co-60作放射源。同位素法精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)．其結(jié)構(gòu)如圖13—8所示。在裝有放射源的結(jié)晶器壁上，加一塊活動保護(hù)板；放射源的貯存和運(yùn)送必須在設(shè)備供貨的專門屏蔽桶內(nèi)，進(jìn)一步提高了安全性。結(jié)晶器結(jié)晶器的振動裝置結(jié)晶器振動在連鑄過程中扮演非常重要的角色。結(jié)晶器的上下往復(fù)運(yùn)行，實(shí)際機(jī)上起到了“脫?！钡淖饔谩Ｓ捎谂鳉づc銅板間的粘附力因結(jié)晶器振動而減小，因而防止了在初生坯殼表面產(chǎn)生過大應(yīng)力而導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生或引起更嚴(yán)重的后果。當(dāng)結(jié)晶器向下運(yùn)動時，因?yàn)椤柏?fù)滑脫”作用，可“愈合”坯殼表面裂痕，并有利于獲得理想的表面質(zhì)量。目前結(jié)晶器的振動有正弦振動和非正弦振動兩種方式。正弦波式振動的速度與時間的關(guān)系為一條正弦曲線。正弦振動用一簡單的偏心輪連桿機(jī)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)，可以提高振動頻率、減小振痕，改善鑄坯質(zhì)量。正弦振動方式在連鑄機(jī)上被廣泛應(yīng)用。由于拉速提高后，結(jié)晶器保護(hù)渣用量相對減少，坯殼與結(jié)晶器壁之間發(fā)生粘結(jié)而導(dǎo)致漏鋼的可能性增加。為了解決這一問題，除了使用新型保護(hù)渣外，另一個措施就是采用非正弦振動，使得結(jié)晶器向上振動時間大于向下振動時間，以縮小鑄坯與結(jié)晶器向上振動之間的相對速度，如圖13—9所示。結(jié)晶器結(jié)晶器結(jié)晶器振動的參數(shù)有，振幅A，即振動曲線半波的行程，或上下運(yùn)行總行程的1／2；頻率f，即單位時間內(nèi)振動的次數(shù)；負(fù)滑脫率E，即結(jié)晶器向下振動時，速度超過拉速程度及時間，可用下式計算：

從總的情況來看，正弦振動方式采用高頻率、小振幅、較大的負(fù)滑脫量的振動較為有利。結(jié)晶器