连铸工艺与设备结晶器PPT课件
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
8
4.1 连铸结晶器的性能要求
(5)振动时惯性力要小。为提高铸坯表面质量，结晶 器的振动广泛采用高频率小振幅，最高已达400次 /min，在高频振动时惯性力不可忽视，过大的惯性 力不仅影响到结晶器的强度和刚度，进而也影响到 结晶器运动轨迹的精度。重量要小，以减少振动时 的惯性力； (6)结晶器结构要简单，以便于制造和维护； (7)有良好的刚性和加工性，易于制造； (8)成本要低。
管式结晶器由铜管、冷却水套、
底脚板和足辊等部件组成。管式
结晶器结构简单，易于制造、维 修，广泛应用于中小断面铸坯的 浇注，最大浇注断面为
12
4.1 结晶器形式和结构-构造
按断面(铸坯规格和形状)分有板坯、方坯、矩形坯、 圆坯和异型坯； 按结构形式(结晶器本身结构)分有整体式、管式、 组合式、多级和在线调宽结晶器等。 小方坯及矩形坯多采用管式结晶器，而大型方坯、 矩形坯和板坯多采用组合式结晶器。
13
管式结晶器
➢是用壁厚为6～12mm的铜管 制成所需要的断面，在铜管外 面套有套管以形成5～7mm的 冷却水通路，保证冷却水流速 为每分钟6～10m。这种结晶器 结构简单，制造方便，广泛用 于小方坯连铸机上。
连铸工艺与设备
4. 结晶器
课程编号：
课程类型：选修课
学 时： 32
学 分：2
开课对象：材料成型及控制工程专业本科生
先修课程：认识实习、机械设计、金属学、生产实习
2011.4.12
1
来自百度文库
4.1 结晶器
结晶器是一个强制水冷的无底钢锭模，是连铸机非 常重要的部件，是连铸设备中最关键的部件，它的性 能对连铸机的生产能力和铸坯质量以工艺的顺利和稳 定都有十分重要的作用，称之为连铸设备的“心脏”。 钢液在结晶器内冷却、初步凝固成型，且形成一定的 坯壳厚度。这一过程是在坯壳与结晶器壁连续、相对 运动下进行的。
7
4.1 连铸结晶器的性能要求
(2)结构刚性要好。结晶器内壁与高温金属接触，外 壁通冷却水，而它的壁厚又很薄(仅有10～20mm)， 因此在它的厚度方向温度梯度极大，热应力相当可 观，其结构必须具有较大的刚度，不易变形，以适 应大的热应力； (3)装拆和调整方便。为了能快速改变铸坯尺寸或快 速修理结晶器，以提高连铸机的生产能力，现代结 晶器都采用了整体吊装或在线调宽技术； (4)工作寿命长。结晶器在高温状况下伴随有铸坯和 结晶器内壁之间的滑动摩擦，因此结晶器内壁的材 质应有良好的耐磨性和较高的再结晶温度；
3
4
5
4.1钢水在结晶器内的凝固过程
当高温钢水浇入结晶器，钢水与水冷的铜壁接触， 就会迅速凝固形成很薄的初生坯壳。由于钢水静压力 的作用，生成的坯壳与铜壁紧贴在一起的，此时钢水 热量能迅速传给铜壁，被冷却水带走。
随着凝固的继续进行，坯壳逐渐增厚，坯壳企图收 缩离开铜壁，而钢水静压力又把坯壳挤靠到铜壁，这 个收缩一挤靠过程反复进行。当坯壳厚度达到能抵抗 钢水静压力时，坯壳就脱离铜壁，这样在铜壁与坯壳 之间形成了空气缝隙(叫气隙)，增加了传热的阻力， 延缓了坯壳厚度的增长。气隙一般是在结晶器下部形 成。所以结晶器内钢水凝固放出的热量是通过凝固壳气隙-铜壁-冷却水导出的。冷却水带走的热量占结晶 器总散热量96%左右。
10
4.1 结晶器形式和结构-构造
按结晶器的外形(型式)可分为直形结晶器和弧形结 晶器。 ➢直形结晶器四面壁板都是平面状的，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。
11
4.1 结晶器形式和结构-构造
➢弧形结晶器(curved mold)用在全弧形和超低头型 (椭圆形)连铸机上。对弧形结晶器来说，两块侧面复 合板是平的，内外弧复合板做成弧形的。弧形结晶器 在导热性能方面不如直结晶器，且非金属夹杂物上浮 时，易在内弧侧1/4处集聚，夹杂物分布不均，影响 铸坯内部质量。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；弧形结晶器用在全弧形和椭圆形连铸机 上。所以，目前新建大型板坯连铸机多采用直结晶器。
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、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。
2
4.1 结晶器
结晶器是连铸机的关键部件。它的作用是： ➢在尽可能高的拉速下，保证出结晶器坯壳厚度，防 止拉漏； ➢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； ➢保证坯壳均匀稳定的生成，铸坯周边厚度均匀； ➢使钢液逐渐凝固成所需要规格、形状的坯壳； ➢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。
9
4.1 高效连铸机结晶器设计的原则
➢保证高效率的热传导功能，即冷却强度大，冷却效率 高，使铸坯在结晶器内结壳达到足够的厚度； ➢结晶器的热流强度均匀。热流强度均匀使铸坯坯壳均 匀； ➢拉坯阻力小； ➢结晶器，特别是铜管寿命长。 目前方坯结晶器主要采用抛物线铜管、精致铜水套技 术。结晶器铜管的内腔形状应尽可能与坯壳的凝固特 性曲线相吻合，水套应保证足够的尺寸精度，以保证 水缝的均匀性。高效连铸机结晶器一般都配有电磁搅 拌和液面检测装置。
6
4.1 连铸结晶器的性能要求
结晶器是连铸机的重要部件。钢液在结晶器中凝固 成型，结成一定厚度的坯壳并被连续拉出进入二次冷 却区。 良好的结晶器应具有下列性能： (1)良好的导热性，能使钢液快速凝固，形成足够厚度 的坯壳。每1kg钢水浇注成坯并冷却到室温，放出的 热量约为1340kJ/kg，而结晶器约带走5～10%，即 67～134kJ/kg。结晶器长度又较短，一般不超过1m， 在这样短的距离内要能带走大量的热量，要求它必须 具有良好的导热性能。若导热性能差，会使出结晶器 的铸坯坯壳变薄，为防止拉漏，只好降低拉速，因此 结晶器具有良好的导热性是实现高拉速的重要前提；
4.1 连铸结晶器的性能要求
(5)振动时惯性力要小。为提高铸坯表面质量，结晶 器的振动广泛采用高频率小振幅，最高已达400次 /min，在高频振动时惯性力不可忽视，过大的惯性 力不仅影响到结晶器的强度和刚度，进而也影响到 结晶器运动轨迹的精度。重量要小，以减少振动时 的惯性力； (6)结晶器结构要简单，以便于制造和维护； (7)有良好的刚性和加工性，易于制造； (8)成本要低。
管式结晶器由铜管、冷却水套、
底脚板和足辊等部件组成。管式
结晶器结构简单，易于制造、维 修，广泛应用于中小断面铸坯的 浇注，最大浇注断面为
12
4.1 结晶器形式和结构-构造
按断面(铸坯规格和形状)分有板坯、方坯、矩形坯、 圆坯和异型坯； 按结构形式(结晶器本身结构)分有整体式、管式、 组合式、多级和在线调宽结晶器等。 小方坯及矩形坯多采用管式结晶器，而大型方坯、 矩形坯和板坯多采用组合式结晶器。
13
管式结晶器
➢是用壁厚为6～12mm的铜管 制成所需要的断面，在铜管外 面套有套管以形成5～7mm的 冷却水通路，保证冷却水流速 为每分钟6～10m。这种结晶器 结构简单，制造方便，广泛用 于小方坯连铸机上。
连铸工艺与设备
4. 结晶器
课程编号：
课程类型：选修课
学 时： 32
学 分：2
开课对象：材料成型及控制工程专业本科生
先修课程：认识实习、机械设计、金属学、生产实习
2011.4.12
1
来自百度文库
4.1 结晶器
结晶器是一个强制水冷的无底钢锭模，是连铸机非 常重要的部件，是连铸设备中最关键的部件，它的性 能对连铸机的生产能力和铸坯质量以工艺的顺利和稳 定都有十分重要的作用，称之为连铸设备的“心脏”。 钢液在结晶器内冷却、初步凝固成型，且形成一定的 坯壳厚度。这一过程是在坯壳与结晶器壁连续、相对 运动下进行的。
7
4.1 连铸结晶器的性能要求
(2)结构刚性要好。结晶器内壁与高温金属接触，外 壁通冷却水，而它的壁厚又很薄(仅有10～20mm)， 因此在它的厚度方向温度梯度极大，热应力相当可 观，其结构必须具有较大的刚度，不易变形，以适 应大的热应力； (3)装拆和调整方便。为了能快速改变铸坯尺寸或快 速修理结晶器，以提高连铸机的生产能力，现代结 晶器都采用了整体吊装或在线调宽技术； (4)工作寿命长。结晶器在高温状况下伴随有铸坯和 结晶器内壁之间的滑动摩擦，因此结晶器内壁的材 质应有良好的耐磨性和较高的再结晶温度；
3
4
5
4.1钢水在结晶器内的凝固过程
当高温钢水浇入结晶器，钢水与水冷的铜壁接触， 就会迅速凝固形成很薄的初生坯壳。由于钢水静压力 的作用，生成的坯壳与铜壁紧贴在一起的，此时钢水 热量能迅速传给铜壁，被冷却水带走。
随着凝固的继续进行，坯壳逐渐增厚，坯壳企图收 缩离开铜壁，而钢水静压力又把坯壳挤靠到铜壁，这 个收缩一挤靠过程反复进行。当坯壳厚度达到能抵抗 钢水静压力时，坯壳就脱离铜壁，这样在铜壁与坯壳 之间形成了空气缝隙(叫气隙)，增加了传热的阻力， 延缓了坯壳厚度的增长。气隙一般是在结晶器下部形 成。所以结晶器内钢水凝固放出的热量是通过凝固壳气隙-铜壁-冷却水导出的。冷却水带走的热量占结晶 器总散热量96%左右。
10
4.1 结晶器形式和结构-构造
按结晶器的外形(型式)可分为直形结晶器和弧形结 晶器。 ➢直形结晶器四面壁板都是平面状的，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。
11
4.1 结晶器形式和结构-构造
➢弧形结晶器(curved mold)用在全弧形和超低头型 (椭圆形)连铸机上。对弧形结晶器来说，两块侧面复 合板是平的，内外弧复合板做成弧形的。弧形结晶器 在导热性能方面不如直结晶器，且非金属夹杂物上浮 时，易在内弧侧1/4处集聚，夹杂物分布不均，影响 铸坯内部质量。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；弧形结晶器用在全弧形和椭圆形连铸机 上。所以，目前新建大型板坯连铸机多采用直结晶器。
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、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。
2
4.1 结晶器
结晶器是连铸机的关键部件。它的作用是： ➢在尽可能高的拉速下，保证出结晶器坯壳厚度，防 止拉漏； ➢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； ➢保证坯壳均匀稳定的生成，铸坯周边厚度均匀； ➢使钢液逐渐凝固成所需要规格、形状的坯壳； ➢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。
9
4.1 高效连铸机结晶器设计的原则
➢保证高效率的热传导功能，即冷却强度大，冷却效率 高，使铸坯在结晶器内结壳达到足够的厚度； ➢结晶器的热流强度均匀。热流强度均匀使铸坯坯壳均 匀； ➢拉坯阻力小； ➢结晶器，特别是铜管寿命长。 目前方坯结晶器主要采用抛物线铜管、精致铜水套技 术。结晶器铜管的内腔形状应尽可能与坯壳的凝固特 性曲线相吻合，水套应保证足够的尺寸精度，以保证 水缝的均匀性。高效连铸机结晶器一般都配有电磁搅 拌和液面检测装置。
6
4.1 连铸结晶器的性能要求
结晶器是连铸机的重要部件。钢液在结晶器中凝固 成型，结成一定厚度的坯壳并被连续拉出进入二次冷 却区。 良好的结晶器应具有下列性能： (1)良好的导热性，能使钢液快速凝固，形成足够厚度 的坯壳。每1kg钢水浇注成坯并冷却到室温，放出的 热量约为1340kJ/kg，而结晶器约带走5～10%，即 67～134kJ/kg。结晶器长度又较短，一般不超过1m， 在这样短的距离内要能带走大量的热量，要求它必须 具有良好的导热性能。若导热性能差，会使出结晶器 的铸坯坯壳变薄，为防止拉漏，只好降低拉速，因此 结晶器具有良好的导热性是实现高拉速的重要前提；