连铸工艺与设备结晶器介绍PPT课件
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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。
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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。
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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;
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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;
连铸工艺与设备 4. 结晶器
课程编号:01014901
Fra Baidu bibliotek
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
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PART ONE
前言
请在此处添加具体内容,文字尽量言简意赅,见到 那描述即可,不必过于繁琐,注意版面美观度。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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。
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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。
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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;
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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;
连铸工艺与设备 4. 结晶器
课程编号:01014901
Fra Baidu bibliotek
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
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PART ONE
前言
请在此处添加具体内容,文字尽量言简意赅,见到 那描述即可,不必过于繁琐,注意版面美观度。
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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。
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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。
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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。