第五讲：连铸

1、第五讲：连续铸钢机械工程学院-李冬林 1模铸目的浇铸方法优缺点现状工艺2就是将合格的钢液浇注到钢锭模内使之凝固，形成表面良好、内部纯净、均匀、致密的固体钢锭。目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸3本质：钢水的热量传递给钢锭模，钢由液态（钢水）固态（钢锭）。近二十多年来，模铸所占比重不断下降，目前只占到46%的水平，并且还有略微下降的趋势。但是对小批量，尤其是大厚度、高强度的钢材，连铸还是无法取代的。目前连铸无法轧150mm以上的钢板，而且连铸越厚，存在的问题越多。目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸4目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸上铸法： 钢水直接进入钢锭模。5目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸上铸法优点：铸

2、锭准备工作简单，耐火材料消耗少，金属损失少，钢水收得 率高，钢锭成本低；带入钢中的夹杂物含量少，由于耐火材料侵蚀产生的及杂物 少，浇注速度比下注快，注温可比下注法低；有利于减少翻皮、缩孔和疏松等钢锭缺陷，钢锭内部质量好。6一次只能浇一支钢锭，适用于重量较大的钢锭（40吨以上）；开浇时钢水距离模底较远，容易喷溅，造成结疤、皮下气泡等缺陷，表面质量较差；容易烧坏钢锭模和底板，钢锭消耗较高。缺点上铸法目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸7目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸下铸法 ：钢水经中注管、汤道后从钢锭模的下部进入钢锭模。8目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸下铸法的优点能同时浇注多根钢锭，生产率较高，浇注时间

3、比上注短；钢液在模内上升平稳，钢锭表面质量好；有利于钢中气体及夹杂物上浮排出。9一次能浇多支钢锭，适用于单只重量较小的钢锭（45吨以内）；浇注准备工作复杂，耐火材料消耗高，同时使金属损失增加，钢液损失多，导致钢锭成本增加；由于注管和汤道存在侵蚀，夹杂物随着钢流进入钢锭模内，造成钢锭内部质量较差一些。下铸法的缺点目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸10目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸11目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸12目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸13目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸上注法和下注法的选择 应根据钢种、钢锭大小、加工方法、对钢的质量要求以及车间设备条件和作业面积等加以选择。 钢锭小而每炉浇

4、注根数多者，需采用下注 生产大钢锭而且钢锭根数少，宜采用上注 对表面质量要求较严，如不锈钢、硅钢、轧制薄板钢等宜采用下注 对钢锭内部质量要求较严，如轴承钢、炮弹钢等宜采用上注 14目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸有三分冶炼七分浇铸之说，虽然不是特别准确，但也反映出模铸过程的重要性。模铸过程的好坏，对成品的优劣有很大的影响。因为钢的大多数缺陷如：缩孔、疏松、偏析、夹杂、表面气泡、表面裂纹，是与模铸工序操作质量息息相关的。模铸的重要性15目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸16目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸一般是：刷模整模浇注卸锭 脱锭缓冷表面清理17传统的钢材加工流程钢锭初轧钢坯成型轧制钢材。初轧开坯，

5、初轧机设备庞大，需很大电机驱动，投资也大。 随着炼钢炉容量增大，钢锭重量增加，更要求大的初轧机。能否直接将钢水轧制成钢坯？?目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸18目的浇铸方法优缺点现状工艺模铸工序、流程成材率能耗机械化和自动化19连铸前的准备连铸前的准备脱氧程度脱氧程度成分成分纯净度纯净度温度温度合格的钢水是使得连铸生产稳定高效进行且保证铸坯合格的钢水是使得连铸生产稳定高效进行且保证铸坯质量的前提条件质量的前提条件。20脱氧程度脱氧程度成分成分纯净度纯净度温度温度连铸前的准备连铸前的准备合金元素加入钢中，使其达到规定的成分范围，保证钢 的机械性能。杂质元素非有意加入钢中，不被希望存在于钢中，对钢

6、的性能有害。残余元素砷As、锑Sb、铜Cu等，对钢的热脆性和腐蚀性 有不良影响。由原材料或耐火材料带入。微量元素硼B、钛Ti等，含量小于0.1%，为改变某种性 能而有意加入。21连铸对钢水成分的要求连铸前的准备连铸前的准备碳含量: 钢水中含碳量必须精确控制。硅锰含量: 首先将其含量控制在较窄的范围内，以保证连 浇炉次二者含量的相对稳定，其次尽量提高 Mn/Si比，以改善钢水流动性。合金元素、脱氧元素、残存元素等其他元素含量也应适当 控制。脱氧程度脱氧程度成分成分纯净度纯净度温度温度22硫磷含量过大时，铸坯在拉力作用下易产生裂纹，磷含量小于某一限度对浇注性能没有影响，硫对铸坯内部裂纹有直接的影响

7、。延伸率与延伸率与S S含量的关系含量的关系延伸率与延伸率与Mn/SMn/S比的关系比的关系连铸前的准备连铸前的准备脱氧程度脱氧程度成分成分纯净度纯净度温度温度23脱氧程度脱氧程度成分成分纯净度纯净度温度温度连铸前的准备连铸前的准备浇铸温度:指钢水进入结晶器时的温度。也可以指中间包内的 钢水温度。通常一炉钢水需在中间包内测温3次，即开浇后5min、浇铸 中期和浇铸结束前5min,而这3次温度的平均值被视为平均浇 铸温度。24脱氧程度脱氧程度成分成分纯净度纯净度温度温度连铸前的准备连铸前的准备钢水的浇铸温度要求:(在一定范围内的合理温度) 在尽可能高的拉速下，保证铸坯出结晶器时形成足够厚度的坯壳

8、，使连铸过程安全的进行下去； 在结晶器内,钢水将热量平稳的传导给铜板，使周边坯壳厚度能均匀的生长，保证铸坯表面质量。 25脱氧程度脱氧程度成分成分纯净度纯净度温度温度连铸前的准备连铸前的准备出结晶器坯壳薄，容易漏钢；耐火材料侵蚀加快，易导致铸流失控，降低浇铸安全性；增加非金属夹杂，影响板坯内在质量；铸坯柱状晶发达；中心偏析加重，易产生中心线裂纹。钢水温度过高的危害：26脱氧程度脱氧程度成分成分纯净度纯净度温度温度连铸前的准备连铸前的准备 容易发生水口堵塞，浇铸中断； 连铸表面容易产生结疱、夹渣、裂纹等缺陷； 非金属夹杂不易上浮，影响铸坯内在质量。 钢水温度过低的危害：27脱氧程度脱氧程度成分成

9、分纯净度纯净度温度温度连铸前的准备连铸前的准备采用硅、锰脱氧: 在保证钢成分的条件下，应将锰/硅控制在36 的范围，既可减少钢中夹杂物，又可改善钢液的流动性。采用铝脱氧时：如采用纯铝脱氧，其脱氧产物全部为Al2O3，呈群 簇状夹杂物，难于排除，还容易堵塞水口。因此一般使用Al-Si合金或Ba-Al-Si合金代替Al脱氧，或者喷吹 Ca-Si合金粉，或者喂入Ca-Si包芯线，控制钢中含铝量，改变夹 杂物形态，改善钢液的可浇性。28脱氧程度脱氧程度成分成分纯净度纯净度温度温度连铸前的准备连铸前的准备29脱氧程度脱氧程度成分成分纯净度纯净度温度温度连铸前的准备连铸前的准备钢水的纯净度主要指钢水中气体

10、氮、氢、氧和非金属夹杂物的数量、 形态和分布。钢中夹杂物有内生夹杂物和外来夹杂物。内生夹杂物主要是脱氧产物；外来夹杂物包括在浇注过程中钢水的二次氧化产物、被冲蚀的耐火材料以及卷入的钢包渣、中间包渣和结晶器浮渣等。内生夹杂颗粒细小是微观夹杂物，外来夹杂多数颗粒粗大是宏观夹杂物。非金属夹杂物不仅会发生诸如Al2O3 堵塞水口这样的浇注中断事故，还会对钢的性能产生很大的危害。30连铸机定义设备工艺流程发展连铸工艺及设备 31设备连铸机定义工艺流程发展是用连铸机将钢水连续不断铸成一定断面形状和尺寸的钢坯（半成品）由连铸机生产出来的高温无缺陷坯，无需清理和再加热（但需经过短时均热和保温处理）而直接轧制成

11、材，这样把“铸”和“轧”直接连成一条生产线的工艺流程。32设备工艺流程定义连铸机发展 设想设想20世纪世纪40年代年代20世纪世纪60年代年代尝试尝试20世纪世纪50年代年代20世纪世纪70年代年代振动结晶器的提出振动结晶器的提出20世纪世纪90年代年代20世纪世纪80年代年代33设备工艺流程定义连铸机发展 设想设想34设备工艺流程定义连铸机发展尝试尝试美国亚瑟（B.Atha）（1866年）和德国土木工程师达勒恩（R.M.Daelen）(1877年)最早提出以水冷、底部敞口固定结晶器为特征的常规连铸概念。35设备工艺流程定义连铸机发展结晶器的提出结晶器的提出361933年德国人容汉斯（年德国人

12、容汉斯（S.Junghans）真正将这一想法）真正将这一想法付诸实施付诸实施。1913年，瑞典人皮尔逊提出结晶器以可变的频率和振年，瑞典人皮尔逊提出结晶器以可变的频率和振幅做往复振动的想法。幅做往复振动的想法。设备工艺流程定义连铸机发展20世纪世纪40年代年代在在40年代钢的连铸试验开发主要集中在美国和欧洲。英国人年代钢的连铸试验开发主要集中在美国和欧洲。英国人哈里德（哈里德（Halliday）提出的）提出的“负滑脱负滑脱”概念，这有改善润滑、概念，这有改善润滑、减轻粘结的优点，更便于实现高速浇铸。减轻粘结的优点，更便于实现高速浇铸。 37设备工艺流程定义连铸机发展20世纪世纪50年代年代 世

13、界上第一台工业生产性连铸机是世界上第一台工业生产性连铸机是1951年在原年在原苏联红十月钢厂投产的立式半连续式装置。它苏联红十月钢厂投产的立式半连续式装置。它是双流机，断面尺寸是双流机，断面尺寸180mm600mm。 作为连续式浇铸的铸机是作为连续式浇铸的铸机是1952年建在英国巴路年建在英国巴路钢厂的双流立弯式铸机，其生产断面尺寸为钢厂的双流立弯式铸机，其生产断面尺寸为50mm50mm和和180mm90mm的小方坯。的小方坯。38设备工艺流程定义连铸机发展20世纪世纪60年代年代 1952年德国人欧年德国人欧.萨波尔提出弧形连铸机的概念。萨波尔提出弧形连铸机的概念。瑞士冯瑞士冯.莫斯于莫斯于

14、1956年也申请了同一思路的弧形连年也申请了同一思路的弧形连铸机专利。铸机专利。 1960年中国的徐宝教授也设计了一台浇年中国的徐宝教授也设计了一台浇200mm200mm方坯的弧形铸机。方坯的弧形铸机。 最先把弧形结晶器连铸机的设想付诸工业性试验最先把弧形结晶器连铸机的设想付诸工业性试验的却是德国曼内斯曼公司。的却是德国曼内斯曼公司。39设备工艺流程定义连铸机发展20世纪世纪70年代年代 从本世纪从本世纪70年代开始，日本异军突起。到年代开始，日本异军突起。到1980年，日本连铸机数量已达年，日本连铸机数量已达156台，连续铸台，连续铸钢产量占钢总量的比例已超过钢产量占钢总量的比例已超过60。

15、而从世。而从世界范围看，界范围看，1980年连铸钢产量已逾年连铸钢产量已逾2亿吨，相亿吨，相当于当于1970年产量的年产量的8倍。倍。40设备工艺流程定义连铸机发展20世纪世纪80年代年代 连铸已不再是一种连铸已不再是一种“保密的工艺保密的工艺”； 普遍建立了人员培训和教育制度；普遍建立了人员培训和教育制度； 预防性维护；预防性维护； 钢包冶金的完善化有利于连铸的操作；钢包冶金的完善化有利于连铸的操作； 结晶器自动调宽、流式结晶器液面控制、结晶器自动调宽、流式结晶器液面控制、 漏钢预报、中间包等离子加热等漏钢预报、中间包等离子加热等。41设备工艺流程定义连铸机发展20世纪世纪90年代年代目前所

16、能预测的发展方向大致包括近终形连目前所能预测的发展方向大致包括近终形连铸（尤其是薄板坯，薄带铸轧）、高速浇铸、铸（尤其是薄板坯，薄带铸轧）、高速浇铸、高清洁性产品的连铸、低过热度浇铸、半凝高清洁性产品的连铸、低过热度浇铸、半凝固加工技术和过程与质量系统控制技术等。固加工技术和过程与质量系统控制技术等。 42连铸机定义设备工艺流程发展分类分类按结晶器是否移动可以分为两类：按结晶器是否移动可以分为两类：一类是固定式结晶器的各种连铸机；一类是固定式结晶器的各种连铸机；另一类是同步运动式结晶另一类是同步运动式结晶器的各种连铸机。器的各种连铸机。还可以按铸坯断面形状分为还可以按铸坯断面形状分为:方坯连铸

17、机、圆坯连铸机、板坯连铸机、异型连铸机、方方坯连铸机、圆坯连铸机、板坯连铸机、异型连铸机、方/板板坯兼用型连铸机等。坯兼用型连铸机等。按钢水的静压头可分为按钢水的静压头可分为:高头型、低头型和超低头型连铸机等。高头型、低头型和超低头型连铸机等。43连铸机定义设备工艺流程发展特点特点固定式结晶器连铸机机型1立式连铸机；立式连铸机；2立弯式连铸机；立弯式连铸机；3直结晶器多点弯曲连铸机直结晶器多点弯曲连铸机4直结晶器弧形连铸机；直结晶器弧形连铸机；5弧形连铸机；弧形连铸机；6多半径弧形（椭圆形）连铸机；多半径弧形（椭圆形）连铸机；7水平水平式连铸机式连铸机 44连铸机定义设备工艺流程发展同同步步运

18、运动动结结晶晶器器连连铸铸机机机机型型 1双辊式连铸机双辊式连铸机2单辊式连铸机单辊式连铸机3双带式连铸机双带式连铸机4单带式连铸机单带式连铸机5轮带式连铸机轮带式连铸机45连铸机定义设备工艺流程发展立式连铸机立式连铸机是是20世纪世纪50年代至年代至60年代的主要机型。年代的主要机型。定义：从中间罐到切割装置等主要设备定义：从中间罐到切割装置等主要设备均布置在垂直中心线上，整个机身矗立均布置在垂直中心线上，整个机身矗立在车间地平面以上。在车间地平面以上。 46连铸机定义设备工艺流程发展缺点设备高度大，操作不方便，投资费用高，设备维护及事故处理很困难。47立式连铸机示意图1盛钢桶；2中间罐；3

19、导辊；4结晶器；5拉辊；6切割装置；7移坯装置优点四周冷却均匀，产生裂纹的可能性较小，有利于夹杂物上浮，铸坯质量好，适于优质钢、合金钢和对裂纹敏感钢种的浇铸。 连铸机定义设备工艺流程发展立弯式连铸机立弯式连铸机 定义：定义：连铸技术发展过程中的过渡机型。其上部与立式连铸连铸技术发展过程中的过渡机型。其上部与立式连铸机完全相同，不同的是待铸坯全部凝固后，用顶弯装机完全相同，不同的是待铸坯全部凝固后，用顶弯装置将铸坯顶弯置将铸坯顶弯90o，在不同方向切割出坯。，在不同方向切割出坯。48连铸机定义设备工艺流程发展优点：优点：杂物上浮条件好，比立式高度低，为此高度的四分之三。缺点：缺点：高度比立式下降

20、，但由于增加了一次弯曲和矫直，易造成裂纹。机器结构复杂，只适用于断面小于100100mm的坯料。49连铸机定义设备工艺流程发展弧形连铸机弧形连铸机 是世界各国应用最多的一种机型。是世界各国应用最多的一种机型。 定义：弧形连铸机的结晶器、二次冷却段夹辊、拉定义：弧形连铸机的结晶器、二次冷却段夹辊、拉坯矫直机等设备均布置在同一半径的坯矫直机等设备均布置在同一半径的1/4圆周弧线圆周弧线上。上。50连铸机定义设备工艺流程发展a全弧形连铸机；b多点矫直的弧形连铸机51优点设备高度低，仅为立弯式的三分之一；投资少；静压力小；减少内裂；夹杂物易上浮，且比立弯式高度低;缺点夹杂物不均。 连铸机定义设备工艺流

21、程发展多点弯曲、多点矫直连铸机机型示意图多点弯曲、多点矫直连铸机机型示意图 52连铸机定义设备工艺流程发展椭圆形连铸机椭圆形连铸机 定义：结晶器、二次冷却段夹辊、拉坯矫直机均布定义：结晶器、二次冷却段夹辊、拉坯矫直机均布置在置在1/4椭圆圆弧线上。椭圆形圆弧是由多个半径椭圆圆弧线上。椭圆形圆弧是由多个半径的圆弧线组成，其基本特点与全弧形连铸机相同。的圆弧线组成，其基本特点与全弧形连铸机相同。它又进一步降低了连铸机和厂房的高度。它又进一步降低了连铸机和厂房的高度。53连铸机定义设备工艺流程发展54椭圆形连铸机机型示意图椭圆形连铸机机型示意图 连铸机定义设备工艺流程发展水平连铸机水平连铸机 定义：

22、结晶器、二次冷却区、拉矫机、切割装置等设备安装在水平位置上。55连铸机定义设备工艺流程发展水平连铸机水平连铸机高度最低的连铸机。设备简单、投资省、维护方便。 特点优点 高度低，结构简单、投资少、操作方便。 结晶器内钢液静压力最小，避免了铸坯的鼓肚变形。 可防止钢液流动过程的二次氧化。 铸坯的清洁度高，夹杂物含量少。 56连铸机定义设备发展工艺流程57连铸机定义设备发展工艺流程1.上引锭杆58油缸驱动引锭杆放到中间轨道送入拉矫机，引锭杆经二冷段入结晶器上100-150mm反向至结晶器下口150mm处拉矫机引锭杆夹紧定位完成安装操作。连铸机定义设备发展工艺流程2.开 浇59精炼处理后钢水连铸回转台

23、加保温盖转至浇注工位中间包小车至浇注工位中间包基座下降水口与结晶器对中开大包水口中间包加保温剂开中间包滑动水口实现开浇连铸机定义设备发展工艺流程3.启车拉矫60连铸机定义设备发展工艺流程4.脱引锭杆61连铸机定义设备发展工艺流程5.切割62连铸机定义设备发展工艺流程6.钢包更换63连铸机定义设备发展工艺流程7.中间包更换64连铸机定义设备发展工艺流程8.停 车65连铸机定义工艺流程发展设备打号机等缓冲器、火焰清理机、推钢钢机、翻钢机辊道、冷床、拉钢机、出坯坯设机械剪液压压机械剪切火焰焰切割切割设割引锭锭杆收集存放装、脱引锭脱引锭拉坯坯矫直机、引锭装拉坯坯矫直设二次冷却装置结晶器及其振动装置、成

24、型及冷却设型间包、中间包车钢包、钢包回转台、中钢液浇注及承载设备66连铸机定义工艺流程发展设备连铸设备67连铸机定义工艺流程发展设备68连铸机定义工艺流程发展设备容量：钢包的容量应与炼钢炉的最大出钢量相匹配。容量：钢包的容量应与炼钢炉的最大出钢量相匹配。钢包钢包作用：作用：存储钢水，并将钢水运输至连铸机，同时底部设吹Ar管起精炼作用。69连铸机定义工艺流程发展设备结构：结构：由本体、滑动水口连接板、透气砖、倾翻吊环组成。连铸机定义工艺流程发展设备滑动水口连铸机定义工艺流程发展设备72流量调节：钢包通过滑动水口开启、关闭来调节注流流量调节：钢包通过滑动水口开启、关闭来调节注流 的流量。的流量。滑

25、动水口连铸机定义工艺流程发展设备连铸机定义工艺流程发展设备钢包回转台钢包回转台74连铸机定义工艺流程发展设备钢包回转台钢包回转台75连铸机定义工艺流程发展设备钢包升降：钢包升降：电机驱动和液压驱动；电机驱动和液压驱动；回转固定装置：是保证钢包在浇注时有回转固定装置：是保证钢包在浇注时有准确准确 定位定位，并不致在外力冲击下产生位移。，并不致在外力冲击下产生位移。钢包回转台钢包回转台76由底座、回转臂、驱动装置、回转支撑、事故驱动控制系统、润滑系统和锚固件6部分组成连铸机定义工艺流程发展设备功能功能钢包回转台将从精炼跨接受的钢包回转到浇注跨，钢包回转台将从精炼跨接受的钢包回转到浇注跨，为连铸机提

26、供钢水，实现多炉连浇，提高连铸机作为连铸机提供钢水，实现多炉连浇，提高连铸机作业率。业率。 位置位置 位于浇铸平台的混凝土基础上。位于浇铸平台的混凝土基础上。钢包回转台钢包回转台77连铸机定义工艺流程发展设备78钢包回转台钢包回转台升降作用：有电机驱动和液压驱动两种形式；回转作用：是保证钢包在浇注时有准确定位，并不致在外力冲击 下产生位移。称量作用：回转台的钢水称量功能。保温作用：回转台的保温措施，设有加盖装置。加固作用：由于偏载和回转造成巨大的倾翻力矩，通过地脚螺栓 传递到基础上。对钢包回转台的要求：旋转平稳、定位准确、起停冲击法小，时间短。连铸机定义工艺流程发展设备中间包及其运载设备中间包

27、及其运载设备 概念：中间包简称中包。容量：中间包的容量是钢包容量的20%-40%。结构：由中间包本体、中间包盖、塞棒、中 间包滑动水口组成。79连铸机定义工艺流程发展设备80罐体结构中间包中间罐断面形状为圆形、椭圆形、三角形、矩形和“T”字形等 。中间罐内衬 中间罐内衬也是由保温层、永久层和工作层组成。中间罐罐盖中间罐设有罐盖一则为了保温，再则可以保护盛钢桶桶底中不致过分受烤而变形。 连铸机定义工艺流程发展设备中间罐上还设有溢流槽，当盛钢桶注流失控时，可使多余的钢液流出。 为促使非金属夹杂物上浮，在中间罐内砌有挡渣墙和坝。81连铸机定义工艺流程发展设备中间包挡墙 挡墙：在中间包内设置的高出钢液

28、面的墙。 坝：设置在中间包内钢液面以下的障碍物。82连铸机定义工艺流程发展设备 水口与塞棒水口与塞棒 水口直径应根据连铸机在最大拉速时所需的水口直径应根据连铸机在最大拉速时所需的钢水流量来确定。钢水流量来确定。 Q 一个水口全开时的钢液流量，一个水口全开时的钢液流量，t/h； H 中间罐的钢液深度，中间罐的钢液深度，mm； d 水口直径，水口直径，mm。dQH237583连铸机定义工艺流程发展设备84连铸机定义工艺流程发展设备 长水口又称保护套管，长水口又称保护套管，用于钢包与中间包之用于钢包与中间包之间保护注流，避免了间保护注流，避免了注流的二次氧化、飞注流的二次氧化、飞溅以及敞开浇注带来溅

29、以及敞开浇注带来的卷渣问题。的卷渣问题。 目前长水口的材质有目前长水口的材质有熔融石英质和铝碳质熔融石英质和铝碳质两种。两种。85连铸机定义工艺流程发展设备86连铸机定义工艺流程发展设备87连铸机定义工艺流程发展设备88中间包作用：减压、稳流、去渣、贮钢、分流及中间包冶金。减压作用：钢包液面高度有56m，冲击力大，中间包液面比钢 包液面低，冲击力小；稳流作用：钢液在中间包中停留58分钟，稳定浇注作用；去渣作用：钢液在中间包中停留58分钟，可以充分上浮去渣；贮钢作用：中间包是钢包容量的2040，具有增大的趋势；分流作用：在多炉连铸时，起到衔接作用；冶金作用：中间包作为钢液凝固之前所经过的最后一个

30、耐火材料 容器，使非金属夹杂物颗粒排除连铸机定义工艺流程发展设备结晶器结晶器 结晶器结晶器是连铸机非常重要的部件，称之为连是连铸机非常重要的部件，称之为连铸设备的铸设备的“心脏心脏”。 钢液在结晶器内冷却初步凝固成一定坯壳厚钢液在结晶器内冷却初步凝固成一定坯壳厚度的铸坯外形，并被连续地从结晶器下口拉度的铸坯外形，并被连续地从结晶器下口拉出，进入二冷区。出，进入二冷区。89连铸机定义工艺流程发展设备90组成：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。连铸机定义工艺流程发展设备n作用作用：在尽可能高的拉速下，保证出结晶器坯壳厚度，防在尽可能高的拉

31、速下，保证出结晶器坯壳厚度，防 止拉漏；止拉漏；通过结晶器的振动，使坯壳脱离结晶器壁而不被拉通过结晶器的振动，使坯壳脱离结晶器壁而不被拉 断和漏钢；断和漏钢；保证坯壳均匀稳定的生成，铸坯周边厚度均匀；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；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。和裂纹等缺陷。91连铸机定义工艺流程发展设备钢水在结晶器内的钢水在结晶器内的凝固过程凝固过程液态 固态92连铸机定义工艺流程发展设备连铸结晶器的性能要求连铸结晶器的性能要求

32、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。(2)结构刚性要好。(3)装拆和调整方便。(4)工作寿命长。93连铸机定义工艺流程发展设备(5)振动时惯性力要小。(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。94连铸机定义工艺流程发展设备高效连铸机结晶器设计的原则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;结晶器的热流强度均匀，拉坯阻力小；结晶器，特别是铜管寿命长。95连铸机定义工艺流程发展设备按结晶器的外形(型式)分为直形结晶器和弧形结晶器结晶器形式和结构结晶器形式和结构-构造构造 弧

33、形结晶器(curved mold)用在全弧形和超低头型(椭圆形)连铸机上。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， 96连铸机定义工艺流程发展设备n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；n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。 97连铸机定义工艺流程发展设备管式结晶器管式结晶器结构：管式结晶器由铜管、冷却水套、底脚板等部件组成。特点：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180mm1

34、80mm。 1-冷却水入口；2-钢液；3-夹头；4-冷却水出口；5-油压缸98连铸机定义工艺流程发展设备图组合式结晶器及连接方式1-外弧内壁；2-外弧外壁；3-调节垫块；4-侧内壁；5-侧外壁；6-双头螺栓；8-内弧内壁；9-水缝组合结晶器(composite mold)：它是由四块复合壁板组合成所需要的内腔，每块复合壁板都是由铜质内壁和钢质外壳组成。99连铸机定义工艺流程发展设备100连铸机定义工艺流程发展设备101n钢水在结晶器中的凝固过程。图表示在结晶器中坯壳的正常生长状态，如不发生意外，铸坯就会被连续地拉出结晶器外。结晶器的振动结晶器的振动 nb图由于新的坯壳强度更低又会被拉断，这就会

35、连续地被拉断，连续地在断层上充填钢水，直到B段被拉出结晶器，便发生了如图c所示的漏钢事故。连铸机定义工艺流程发展设备102n为了克服上述缺点，发展了结晶器振动技术。当结晶器下振时或者结晶器下振速度等于拉坯速度(称同步式)，或者结晶器下振的速度大于拉坯速度(负滑脱式)，在这段时间里，新生成的坯壳能有足够的强度把被拉断的坯壳联接起来，使被拉断的坯壳得以焊合，拉漏现象就会有所减少。另外由于结晶器上下振动。周期地改变液面与结晶器壁的相对位置，有利于保护渣在结晶器壁的渗透，可改善润滑状况，减少拉坯时的摩擦阻力和粘结的可能，使拉坯顺利进行。结晶器的振动技术结晶器的振动技术连铸机定义工艺流程发展设备103结

36、晶器振动按速度特征主要可分为3种， (1)同步式即结晶器下振速度与拉坯速度相同，上振时速度为下振速度的3倍，如图中曲线1。 (2)负滑脱式如图中曲线2，在结晶器下振时其速度稍大于拉坯速度，铸坯对结晶器的相对运动为向上，即逆着拉坯方向的运动，在这种情形下出现负滑脱，故称负滑脱式或负滑动，在结晶器下降时坯壳中产生压应力，有利于防止裂纹，也有利于脱模。 (3)正弦振动如图中曲线3，其特点是振动速度按正弦规律变化。结晶器的振动方式结晶器的振动方式连铸机定义工艺流程发展设备104 (2)结晶器运动的加速度必然按余弦规律变化，所以过渡点比较平稳，没有很大冲击。 (3)正弦振动可以用曲柄连杆机构来实现，结构比较简