连铸圆坯结晶器

连铸机结晶器总成

1、结晶器总成

组合式结晶器由结晶器本体、支撑框架以及足锟等部件组成。结晶器本体由4块铜板及支撑板组合而成，用螺栓连接为一体；支撑框架带有定位、固定装置和冷却水通道；足锟包括支架、锟子、轴承、水管和喷嘴等。

组合式结晶器可以配置液位检测装置、外置式电磁搅拌装置。

2、结晶器结构特点

A、结晶器本体

两块弧面铜板和两块侧面铜板组合成结晶器内腔，铜板上加工有若干冷却水槽（即水缝），用螺钉将铜板与支承板（也称为背板）连接。支承板上设有冷却水通道，冷却水从振动台上的供水孔

进入支撑框架再进入支承板，再通过支撑框架流回到振动台上的回水孔。

设计时，需要根据冷却水压强核算螺钉连接的受力及强度，并调整连接螺钉数量，直至满足要求。一般情况下，两排螺钉之间布置5~6条水缝。

结晶器内腔角部的倒角一般采用早弧面和侧面铜板的结合部位垫有带45°斜面的铜质垫板形成；也有直接在侧面铜板上加工出倒斜角斜面的。

铜板厚度一般为45~50mm，主要取决于水缝深度和再加工要求。可采用的材质有Cu—Ag和Cu—Cr—Zr。如果连铸机拉速不高，相应铜板热面温度不超过250℃,可以采用Cu—Ag。随着连铸技术发展和操作水平提高，连铸机拉速也相应提高，结晶器铜板有必要采用Cu—Cr—Zr合金，可以满足热面温度为350℃甚至更高的工况。目前，国内方坯结晶器铜板次用Cu—Ag和Cu—Cr—Zr的都有，采用Cu—Cr—Zr的日趋增多。

为了提高结晶器使用寿命，铜板都会经过表面处理，即镀层。典型的镀层材料有Cr、Ni、Ni—Fe、Ni—Co、Co—Ni。Cr的硬度高，督促呢个化学稳定性好，但Cr与Cu的线膨胀系数差距较大，镀层结合力差，镀层易剥落。Ni与Cu的结合力好，但其镀层硬度相对较低，高温耐磨性差。现已很少采用单独镀Cr或Ni得铜板。Ni—Fe、

Ni—Co、Co—Ni都有硬度高、耐磨性好的特点，其中Ni—Fe的化学稳定性较差，其镀层韧性随着硬度增加会降低；Ni—Co的抗热交变性稍差；Co—Ni的材料成本较高。目前采用最多的镀层是Ni—Fe或Ni—Co。B、支撑框架

支撑框架为钢板焊接结构，内部设冷却水通道，在与振动台上相连接的连接板上设有通水孔。支撑框架带有定位装置，以便于结晶器安装于振动台上时将结晶器自动与二冷导向段的锟子对中，同时连接板上与振动台面上的通水孔对位，使冷却水自动接通，用固定装置将结晶器固定于振动台上，同时压紧振动台面上通水孔处的密封圈。

若采用放射性液位检测装置，支撑框架上要设放射性检测源和接收装置的安装位置及装卸孔。

C、足锟

足锟的作用是：

（1）支承刚从结晶器出来的铸坯并导向进入二冷段；

（2）在引锭头进入结晶器时，起导向作用，避免撞坏结晶器下口。

一般采用1~2排足锟，每层4个足锟，即可对铸坯四面支承。因足锟以下的二冷段也是地面设支承锟，所以目前一般采用

2排足锟，用连接螺栓将足锟与结晶器本体的支承板连接在一起，也有将足锟固定于二冷段上的。对于后者，由于足锟不能随同结晶器一起振动，当结晶器运动到最高位时，足锟与结晶器下口之间的距离会加大，相对而言不利于对刚出结晶器仅有较薄坯壳的铸坯支承。而且对于弧形结晶器的连铸机，由于仿弧振动的误差，足锟的位置相对结晶器下口而言不是绝对的固定的，所以足锟的导向功能被削弱了。

弧面足锟和侧面足锟的位置在径向或水平方向可以单独调节，以满足对中要求。

在足锟与结晶器下口之间以及锟间设置冷却水喷嘴，对刚出结晶器的铸坯实施强制冷却。

方坯和矩形坯结晶器总成

方坯和矩形坯结晶器总成主要由下面几种零部件组成：结晶器铜管、外水套、导流水套、上下密封法兰、各种密封圈、足辊装置、足辊区喷淋装置。其中的核心零件是结晶器铜管，其他零部件围绕铜管进行装配。

结晶器总成应具有下列特点：结构简单，便于拆装和调整，易于加工制造；要有较好的结构刚性，并且重量要轻，以便在振动时具有较小的惯性力。

结晶器总成是连铸机的关键部位，其结构性能直接影响着连铸坯的生产和质量。各企业都根据各自连铸机的实际使用情况在积极探索，通过对结晶器总成各零部件结构进行优化组合，来满足不断提高的连铸生产需要。

方坯和矩形坯结晶器总成中一般预留安装电磁搅拌装置和页面自动化控制装置的位置。

圆坯结晶器总成

圆坯结晶器总成主要由下面几种零部件组成：结晶器铜管、外水套、导流水套、上下密封法兰、各种密封圈、足辊装置、足辊区喷淋装置。与方坯和矩形坯相同，圆坯结晶器总成装配的核心零部件是结晶器铜管，其他零部件围绕铜管进行装配。圆坯结晶器总成装配的关键是

要防止铜管转动，并且保证铜管沿内、外弧方向上定位正确。结晶器总成应进行水压渗透试验，试验压力为工作压力的1.2—1.5倍，保持30min，不得渗漏。

连铸圆坯结晶器铜管分类、形式及技术要求

2010年10月15日星期五 08:17

除按钢种分类外，一般情况下，按截面尺寸可将圆坯分为以下几种：直径小于350mm 为小圆坯；直径350~500mm为大圆坯；直径大于500mm为超大截面圆坯。

目前，世界上已经浇注出的最大规格的圆坯为直径为700mm.，而国内已自行研发能够生产直径为600mm特种钢圆坯，浇注直径超过800mm的圆坯连铸机国内正在自主研发中。

圆坯结晶器的形势比较单一。一个典型的圆坯结晶器由铜管、内水套、外水套、给水管、排水管、水环、足锟、底部和顶部法兰以及润滑法兰等部件组成。

通常情况下，圆坯结晶器浇注绝大多数只采用保护渣作为润滑剂，所用的浸入式水口也是直通式水口。

采用这种直通式浸入形式水口的好处是结晶器表面处的钢水流速比较小，液面平静，有利于防止液面的卷渣。其不利之处在于，结晶器内钢液流股的冲击深度较深，即结晶器内钢液高温区下移，将会对结晶器液面上保护渣的溶化、夹杂物上浮等均产生负面影响，从而有可能导致铸坯表面和内部出现质量缺陷，故应利用外力来改善结晶器内钢液流动状态，这就是圆坯连铸机一般都配置结晶器电磁搅拌的理由之一。

与其他种类连铸坯不同，圆坯无角部的优先凝固，而且没有鼓肚危险，因此圆坯结晶器设计主要是要保持结晶器的均匀冷却，使坯壳均匀收缩，防止铸坯产生椭圆物理变形和表面裂纹。

对于一个给定的铸坯尺寸，圆坯结晶器受热面积比方坯要小一些，因而拉速要低一些。为保证圆坯质量，连铸生产上的一些有效质量控制技术（如全程保护浇注、大容量中间包、二次冷却控制、液面自动控制、结晶器电磁搅拌等）在圆坯连铸上均要使用，尤其是大截面圆坯除采用上述技术外，根据质量要求，二冷区还要使用电磁搅拌、末端电磁搅拌技术以及三次冷却控制技术。对特殊钢种而言，圆坯下线后的缓冷控制依然十分重要。

连铸结晶器的作用

结晶器是连铸机的关键部件。它的作用是：

(1)在尽可能高的拉速下，保证出结晶器坯壳厚度，防止拉漏。

(2)铸坯周边厚度要均匀。

钢水在结晶器中的凝固行为对铸坯表面质量和铸机的正常生产有重大影响。故对结晶器有以下要求：