连铸工艺与设备

连铸工艺与设备

课程编号：01024035

课程类型：选修课

学

时：32

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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

0绪论

1连续铸钢技术发展的概况

1)早在19世纪中期美国人塞勒斯(1840年)、赖尼(1843年)和英国人贝塞麦(1846年)就曾提出过连续浇注液体金属的初步设想，并用于低熔点有色金属的浇铸；类似现代连铸设备的建议是由美国人亚瑟(1886年)相德国人戴伦(1887年)提出来的。

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2)1933年德国人容汉斯建成一台结晶器可以振动的立式连铸机。并用其浇铸黄铜获得成功，后又用于铝合金的工业生产。3)结晶器振动的实现，不仅可以提高浇注速度，而且使钢液的连铸生产成为可能，因此容汉斯成为现代连铸技术的奠基人。

4)英国人哈里德则提出了“负滑脱”概念。在哈里德的负滑脱振动方式中，结晶器下振速度比拉坯速度快，铸坯与结晶器壁间产生了相对运动，真正有效地防止了铸坯与结晶器壁的粘连，钢连续浇铸的关键性技术得到突破。因而在20世纪50年代连续铸钢步入了工业生产阶段。

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5）进入20世纪60年代，弧形连铸机的问世，使连铸技术出现了一次飞跃。世界第一台弧形连铸机于1964年4月在奥地利百录厂诞生。6）进入20世纪80年代以后，连铸技术日趋成熟。0绪论

1连续铸钢技术发展的概况世界上第1台工业性生产连铸机于1951年在前苏联“红十月”冶金厂建成，是1台立式双流板坯半连续铸钢设备。1952年第1台立弯式连铸机在英国巴路厂投产。

1952年在奥地利卡芬堡钢厂建成1台双流连铸机，它是多钢种、多断面、持殊钢连铸机的典型代表。1954年在加拿大阿特拉斯钢厂投产第1台方坯和板坯兼用连铸机。0绪论

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2我国连续铸钢技术发展概况1）我国是连续铸钢技术发展较早的国家之一，早在20世纪50年代就已开始研究和工业试验工作。2）1957年当时上海钢铁公司中心试验室的吴大柯主持设计并建成第1台立式工业试验连铸机，浇铸75mm×180mm的小断面铸坯。

3）由徐宝升教授主持设计的第1台双流立式连铸机于1958年在重钢三厂建成投产。

4）徐宝升教授主持设计的第1台方坯和板坯兼用弧形连铸机于1964年6月24日在重钢三厂诞生投产，这是世界上最早的生产用弧形连铸机之一。

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2我国连续铸钢技术发展概况据统计，到1995年底我国运转和在建的连铸机已有300多台，其中自行设计制造的占80％，由国外引进的只有70台左右。

2004年，我国连续铸钢发展势头强劲，全国连铸比约达96.03%，比2003年提高0.63个百分点。0绪论

2我国连续铸钢技术发展概况0绪绪论论3连连铸铸机机的的机机型型及及其其特特点点按结结晶晶器器是是否否移移动动可可以以分分为为两两类类：：1））固定定式式结结晶晶器器：包包括括固固定定振振动动结结晶晶器器的的各各种种连连铸铸机机，，如如立立式式连连铸铸机机、、立立弯弯式式连连铸铸机机、、弧弧形形连连铸铸机机、、椭椭圆圆形形连连铸铸机机、、水水平平式式连连铸铸机机等等。。2））同步步运运动动式式结结晶晶器器的的各各种种连连铸铸机机。。如双双辊辊式式连连铸铸机机、、双双带带式式连连铸铸机机、、单单辊辊式式连连铸铸机机、、单单带带式式连连铸铸机机，，轮轮带带式式连连铸铸机机等等。。这这些些也也是是正正在在开开发发中中的的连连铸铸机机机机型型。。0绪绪论论4连连续续铸铸钢钢的的优优越越性性1））简简化化了了工工序序，，缩缩短短了了流流程程;2））提提高高了了金金属属收收得得率率;3）降低低了能源源消耗;4）生产产过程机机械化、、自动化化程度高高;5）提高高质量，，扩大品品种。。1连铸机的的工艺流流程与设设备1.1连铸机的的工艺流流程由炼钢炉炉炼出的的合格钢钢水经炉炉外精炼炼处理后后，用钢钢包运送送到浇铸铸位置注注人中间间包，通通过中间间包注入入强制水水冷的铜铜模—结结晶器内内。结晶器是是无底的的，在注注入钢水水之前。。必须先先装上一一个“活活底”，，它同时时也起到到引出铸铸锭的作作用，这这个“活活底”就就称为引引锭链。。注入结结晶器的的钢水在在迅速冷冷却凝固固成形的的同时，，其前部部与伸入入结晶器器底部的的引锭链链头部凝凝结在一一起。引引锭链子子的尾部部则夹持持在拉坯坯机的拉拉辊中，，当结晶晶器内钢钢水升到到要求的的高度后后，开动动拉坯机机，以一一定的速速度把引引锭杆(牵着铸铸坯)从从结晶器器中拉出出。1.1连铸机的的工艺流流程为防止铸铸坯壳被被拉断漏漏钢和减减少结晶晶器中的的拉坯阻阻力，在在浇铸过过程中既既要对结结晶器内内壁润滑滑又要它它做上下下往复振振动。铸坯被拉拉出结晶晶器后，，为使其其更快地地散热，，需进行行喷水冷冷却，称称之为二二次冷却却，通过过二次冷冷却支导导装置的的铸坯逐逐渐凝固固。这样样，铸坯坯不断地地被拉出出，钢水水连续地地从上面面注入结结晶器，，便形成成了连续续铸坯的的过程。。当铸坯通通过拉坯坯机、矫矫直机(立式和水水平式连连铸不需需矫直)后，脱去去引锭链链。完全全凝固的的直铸坯坯由切割割设备切切成定尺尺，经运运输辊道道进入后后步工序序。图1-1弧形形连铸工工艺流程程和设备备1-钢包包；2-中间包包；3-结晶器器及振动动装置；；4-电电子搅拌拌器；5-二冷冷区支导导装置；；6-拉拉矫机；；7-切切割装置置；8-辊道；；9-坯坯料1.2连连铸设备备组成简简介主体设备备主要包包括：浇浇铸设备备—钢包包运载设设备、中中间包及及中间包包小车或或旋转台台、结晶晶器及振振动装置置、二次次冷却支支撑导向向装置；；如在弧弧形连铸铸设备中中采用直直结晶器器时，需需设顶弯弯装置，，拉坯矫矫直设备备—拉坯坯机、矫矫直机、、引锭链链、脱锭锭与引锭锭链存放放装置；；切割设设备—火火焰切割割机与机机械剪切切机(摆式剪切切机、步步进式剪剪切机等等)。辅助设备备主要包包括：出出坯及精精整设备备—辊道道、拉(推)钢钢机、翻钢钢机、火火焰清理理机等；；工艺性性设备——中间包包烘烤装装置、吹吹氖装置置、脱气气装置、、保护渣渣供给与与结晶润润滑装置置等；自自动控制制与测量量仪表——结晶器器被面测测量与显显示系统统、过程程控制计计算机、、测温、、测重、、测长、、测速、、测压等等仪表系系统。工艺流程程和主要要机械设设备的说说明可知知，连续续铸钢设设备必须须适应高高温钢水水由液态态弧形连连铸机变变成液-固态，又又变成固固态的全全过程。。其间进进行着一一系列比比较复杂杂的物理理与化学学变化。。显然，，连续铸铸钢具有有连续性性强、工工艺难度度大和工工作条件件差等特特点。因因此生产产工艺对对机械设设备提出出了较高高的要求求，主要要有：设设备应具具有抗高高温、抗抗疲劳强强度的性性能和足足够的刚刚度，制制造和安安装精度度要高，，易于维维修和快快速更换换，要有有充分的的冷却和和良好的的润滑等等。1.2连连铸设备备组成简简介1.3弧弧形连铸铸机1.3弧弧形连铸铸机1.3.1连铸铸机特性性参数的的表示1）台数：凡是共共用一个个盛钢桶桶，浇铸铸1流或多流流铸坯的的1套连铸钢钢设备称称为l台连铸机机。2）机数：凡具有有独立传传动系统统和独立立工作系系统，当当它机出出现故障障机仍能能照常工工作的一一组连续续铸钢设设备，称称之为1个机组。。1台连铸机机可以由由1个机组或或多个机机组组成成。3）流数：1台连铸机机能够同同时浇注注铸坯的的总根数数称之为为连铸机机的流数数。1.3弧弧形连铸铸机连铸机的的规格表表示如下下：aRb—C这里：a—机数，，若机数数为1，则可省省略；R—机型为为弧形或或椭圆形形连铸机机；b—连铸机机的圆弧弧半径，，m；若椭圆圆形连铸铸极为多多个半径径之乘积积，也标标志可浇浇铸连铸铸坯的最最大厚度度；C—表示拉拉坯辊辊辊身长度度，mm；它标标志着着连铸铸机可可容纳纳的连连铸坯坯的最最大宽宽度。。1.3弧形形连铸铸机例如：：1）3R5.25～240表示此此台连连铸机机为3机，弧弧形连连铸机机，其其圆弧弧半径径为5.25m，拉坯坯辊辊辊身长长度为为240mm。2）R3×4×6×122～350表示该该连铸铸极为为1机，四四段椭椭圆形形连铸铸机，，圆弧弧半径径分别别为3m、4m、6m和12m，拉坯坯辊辊辊身长长度为为350mm。1.3.2弧形形连铸铸机主主要参参数的的确定定1.3.2.1铸坯坯断面面尺寸寸规格格铸坯断断面尺尺寸是是确定定连铸铸机的的依据据。由由于成成材需需要，，铸坯坯断面面形状状和尺尺寸也也不同同。目目前已已生产产的连连铸坯坯形状状和尺尺寸范范围如如下：：小方坯坯：70mm×70mm～200mm×200mm；大方坯坯：200mm×200mm～450mm×450mm；矩形坯：150mm×l00mm～400mm×560mm；板坯：150mm×600mm～300mm×2640mm；圆坯：80mm～450mm。确定铸坯断断面和尺寸寸的依据1)根据轧材需需要的压缩缩比确定。。2)根据炼钢炉炉容量和铸铸机生产能能力及轧机机规格来考考虑。一般般大型炼钢钢炉与大型型连铸机相相匹配，这这样可充分分发挥设备备生产能力力，简化生生产管理。。3)要适合连铸铸工艺的要要求。若采采用浸入式式水口浇注注时，铸坯坯的最小断断面尺寸为为：方坯在在150mm×150mm以上，板坯坯厚度也应应在120mm以上；如浇浇注时间不不长，可用用薄壁浸入入式水口，，浇注的最最小断面可可以为120mm×120mm。1.3.2.2拉坯坯速度(浇浇注速度)拉坯速度是是指每分钟钟拉出铸坯坯的长度，，单位是m/min，简称拉速速.式中：————钢水密度度，；；B——铸坯宽宽度，m；D——铸坯厚厚度，m。拉还速度的的确定a用铸坯断面面选取拉速速:l—铸坯断断面周长，，mm；F—铸坯断断面面积，，mm2；K—断面形状状速度系数数，m·mm/min。b用铸坯的宽宽厚比选取取拉坯速度度:D—铸坯坯厚度，mm；f—系数，m·mm／min。最大拉坯速速度限制拉坯速速度的因素素主要是铸铸坯出结晶晶器下口坯坯壳的安全全厚度。对对于小断面面铸坯坯壳壳安全厚度度为8～10mm；大断面板板坯坯壳厚厚度应≥15mm。Lm—结结晶器有效效长度(结晶器长度度-100mm)；—结晶器内内钢液凝固固系数，；；—坯壳厚度度，mm。1.3.2.3圆弧弧半径铸机的圆弧弧半径只是是指铸坯外外弧曲率半半径，单位位是m。它它是确定弧弧形连铸机机总高度的的重要参数数，也标志志所能浇铸铸铸坯厚度度范围的参参数。如果果圆弧半径径选得过小小，矫直时时铸坯内弧弧面变形太太大容易开开裂。生产实践表表明，对碳碳素结构钢钢和低合金金钢，铸坯坯表面允许许延伸率在在1.5～～2％；铸铸坯凝固壳壳内层表面面所允许的的延伸率在在0.1～～0.5%范围内。。连铸对一一点矫直铸铸坯延伸率率取0.2％以下，，多点矫直直铸坯延伸伸率取0.1～0.15％。。适当增大大圆弧半径径，有利于于铸坯完全全凝固后进进行矫直，，以降低铸铸坯矫直应应力，也有有利于夹杂杂物上浮。。但过大的的圆弧半径径会增加铸铸机的投资资费用。1.3.2.3圆弧弧半径可用经验公公式确定基基本圆弧半半径，也是是连铸机最最小圆弧半半径R—连铸机圆圆弧半径，，D—铸坯厚度度；c—系数，一一般中小型型铸坯取30～36；对大型板板坯及合金钢，取40以上。国外外，普通钢钢取33～35，优质钢取42～45。液相深度液相深度L液是指铸坯从从结晶器液液面开始到到铸坯中心心液相凝固固终了的长长度，也称称为液心长长度。L液—连铸坯液液相深度，，m；v—拉坯速度度，m／min；t—铸坯完全全凝固所需需要的时间间，min。冶金长度根据最大拉拉速确定的的液相深度度为冶金长长度L冶。冶金长度度是连铸机机的重要结结构参数；；决定着连连铸机的生生产能力，，也决定了了铸机半径径或高度，，从而对二二次冷却区区及矫直区区结构乃至至铸坯的质质量都会产产生重要影影响。铸机长度铸机长度是是从结晶器器液面到最最后一对抗抗矫辊之间间的实际长长度。这个个长度应该该是冶金长长度的1.1～1.2倍。1.3.2.4连铸铸机流数的的选择n—1台连铸铸机浇注的的流数；G—盛钢桶容容量，t；v—平均拉拉还速度，，m/min；—连铸坯密密度；T—允许浇注注时间，min。1.4弧形连铸机机主要设备备1.盛钢桶桶盛钢桶尺寸寸的确定盛钢桶的容容量应与炼炼钢炉的最最大出钢量量相匹配。。为了减少热热量的损失失和便于夹夹杂物的上上浮，盛钢钢桶的高宽宽比(砌砖砖后深度H和上口内内径D之比比)一般1：1～1.2：1；为了吊吊运的稳定定，耳轴的的位置应比比满载重心心高200～400mm；为为便于清除除残钢残渣渣，盛钢桶桶桶壁应有有10％～～15％的的倒锥度，，大型盛钢钢桶桶底应应向水口方方向倾斜3%～5％％。盛钢桶的结结构盛钢桶由外壳、内衬衬、和注流流控制机构构三部分组成成。如图示示。盛钢桶的外外壳一般由由锅炉钢板板焊接而成成，桶壁和和桶底钢板板厚度分别别为14～～30mm和24～～40mm之间，为为了保证烘烘烤时水分分顺利排出出，在盛钢钢桶外壳上上钻有一些些直径为8～10mm的小孔孔。大型盛盛钢桶还安安有底座。。盛钢桶外外壳腰部焊焊有加强箍箍和加强筋筋，耳轴对对称地安装装在加强箍箍上。外壳盛钢桶内衬衬一般由保温层、永永久层和工工作层组成。保温层紧贴贴外壳钢板板，厚约10～15mm，主主要作用是是减少热损损夫，常用用石棉板砌砌筑。永久久层厚约30～60mm，为为了防止盛盛钢桶烧穿穿事故，一一般由一定定保温性能能的粘土砖砖或高铝砖砖砌筑；工工作层直接接与钢液、、炉渣接触触，受到化化学侵蚀、、机械冲刷刷和急冷急急热作用及及由其引起起的剥落。。内衬盛钢桶通过过滑动水口开启、关闭闭来调节钢钢液注流。。靠下滑板板带动下水水口移动调调节上下注注孔间的重重合程度控控制注流大大小；驱动动方式有液液压和手动动两种。注流控制机机构滑动水口图1-5滑滑动水口口控制原理理图a-全开；；b-半开开；c-全全闭1-上水口；2上滑板；3-下滑板；4-下水口供给连铸用用的合格钢钢液经吹氩氩调温或精精炼处理后后，将盛钢钢桶送到中中间罐上方方进行浇注注。目前承承托盛钢桶桶的方式主主要有盛钢钢桶回转台和盛盛钢桶支架架等。盛钢桶回转转台能够在在转臂上同同时承放两两个盛钢桶桶，一个用用于浇注，，另一个处处于待浇状状态。回转转台可以减减少换桶时时间，有利利于实现多多炉连浇；；而转台本本身即可完完成钢液的的异跨运输输，对连铸铸生产进程程的干扰也也少，并且且占地面积积小。盛钢桶回转转台有直臂式和双双臂式两种。盛钢桶运载载设备盛钢桶运载载设备目前盛钢桶桶回转台趋趋于多功能能化，增加加了吹氩、、调温、倾倾翻倒渣、、加盖保温温等功能。。图1-6盛盛钢桶回回转台a-直臂式；b-双臂单独升升降式；c-带钢水包加加盖功能2中间罐罐中间罐也叫叫做中间包或中包。中间罐是位位于盛钢桶桶与结晶器器之间用于于钢液浇注注的装置。。主要作用是：1)中间罐罐可减少钢钢液静压力力，使注流流稳定；2)中间罐罐利于夹杂杂物土浮，，净化钢液液；3)在多流流连铸机上上，中间罐罐将钢液分分配给每个个结晶器；；4)在多炉炉连浇时，，中间罐贮贮存一定量量的钢液，，更换盛钢钢桶时不会会停浇；5)可将部部分炉外精精炼手段移移到中间罐罐内实施，，即中间罐罐冶金。中间罐容量量及主要尺尺寸的确定定中间罐的容容量是盛钢钢桶容量的的20％～～40％。。在通常浇浇注条件下下，钢液在在中间罐内内应停留8～10min，才才能起到上上浮夹杂物物和稳定注注流的作用用；为此，，中间罐有有向大容量量和深熔池池方向发展展的趋势；；容量可达达60～80t，熔熔池深为l000～～1200mm。中间间罐罐容容量量应应与与存存贮贮钢钢液液量量相相匹匹配配。。根根据据钢钢液液存存贮贮数数量量，，可可以以计计算算出出中中间间罐罐的的容容积积，，以以确确定定其其它它各各部部位位尺尺寸寸。。中间间罐罐内内型型尺尺少少主主要要有有：：中间间罐罐高高度度；中中间间罐罐长长度度；；中中间间罐罐角角度度；；中中间间罐罐宽宽度度。罐体体结结构构中间间罐罐的的结结构构、、形形状状应应具具有有最最小小的的散散热热面面积积，，良良好好的的保保温温性性能能。。一一般般常常用用的的中中间间罐罐断断面面形形状状为为圆圆形形、、椭椭圆圆形形、、三三角角形形、、矩矩形形和和““T””字字形形等等，，如如图图1-7。。图1-7中中间间罐罐断断面面的的各各种种形形状状示示意意图图1-盛盛钢钢桶桶注注流流位位置置；；2-中中间间罐罐水水口口位位置置；；3-挡挡渣渣墙墙a、e-单流流；；b、f、g-双流流；；c-4流；；d-6流；；h-8流水口口与与塞塞棒棒水口口直直径径：式中中：：Q—一一个个水水口口全全开开时时的的钢钢液液流流量量，，t／h；H——中中间间罐罐的的钢钢液液深深度度，，mm；d——水水口口直直径径，，mm。中间间罐罐塞塞棒棒中间间罐罐用用塞塞头头与与水水口口相相配配合合来来控控制制注注流流。。中间间罐罐滑滑动动水水口口中间间罐罐采采用用滑滑动动水水口口，，虽虽然然有有安安全全可可靠靠，，利利于于实实现现自自动动控控制制等等优优点点，，但但机机构构比比较较复复杂杂，，尤尤其其在在装装有有浸浸入入式式水水口口的的情情况况下下，，加加大大了了中中间间罐罐与与结结晶晶器器之之间间的的距距离离，，增增大大了了中中间间罐罐升升降降行行程程。。同同时时对对结结晶晶器器内内钢钢液液的的流流动动也也有有不不利利影影响响。。采用浸入式滑滑动水口进行行浇注时，由由于水口太长长，不便于移移动，也存在在难于对中问问题，故中间间罐的滑动水水口装置通常常做成3层滑板。浸人式水口目前使用最多多的浸入式水水口有单孔直直筒形和双侧侧孔式两种。。图1-8浸入入式水口基本本类型a-单孔直筒筒式水口；b-侧孔向上上倾斜状水口口；c-侧孔孔向下倾斜呈呈倒Y形水口口；d-侧孔孔呈水平状水水口中间罐小车中间罐小车是是用来支承、、运输、更换换中间罐的设设备。小车的的结构要有利利于浇注、捞捞渣和烧氧等等操作；同时时还应具有横横移和升降调调节装置。中间罐小车有有悬臂型、悬悬挂型、门型型、半门型等等。3结晶器结晶器是一个个水冷的钢锭锭模，是连铸铸机非常重要要的部件，称称之为连铸设设备的“心脏脏”。钢液在在结晶器内冷冷却、初步凝凝固成型，且且形成一定的的坯壳厚度。。这一过程是是在坯壳与结结晶器壁连续续、相对运动动下进行的。。为此，结晶器器应具有良好好的导热性和和刚性，不易易变形；重量量要小，以减减少振动时的的惯性力；内内表面耐磨性性要好，以提提高使用寿命命；结晶器结结构要简单，，以便于制造造和维护。结晶器的构造造按结晶器的外外形可分为直直结晶器和弧弧形结晶器。。直结晶器用用于立式、立立弯式及直弧弧形连铸机，，而弧形结晶晶器用在全弧弧形和椭圆形形连铸机上。。从其结构来看看，有管式结结晶器和组合合式结晶器；；小方坯及矩矩形坯多采用用管式结晶器器，而大型方方坯、矩形坯坯和板还多采采用组合式结结晶器。结晶器的构造造管式结晶器管式结晶器结结构简单，易易于制造、维维修，广泛应应用于中小断断面铸坯的浇浇注，最大浇浇注断面为180mm×180mm。结晶器的构造造组合式结晶器器结晶器的构造造组合式结晶器器:组合式结结晶器是内4块复合壁板板组合而成。。每块复合壁壁板都是由铜铜质内壁和钢钢质外壳组成成。在与钢壳壳接触的铜板板面上铣出许许多沟槽形成成中间水缝。。对弧形结晶器器来说，两块块侧面复合板板是平的，内内外弧复合板板做成弧形的的。而直形结结晶器四面壁壁板都是平面面状的。结晶器的构造造漏钢检测装置置:为了能够预报报结晶器漏钢钢事故，在结结晶器四面铜铜壁外通过均均匀的螺栓埋埋入多套康铜铜热电偶；热热电偶测到的的温度数据输输入计算机或或在仪表上显显示。热电偶偶的套数越多多，检测也越越精确。也有根据结晶晶器内壁与铸铸坯坯壳间摩摩擦力的大小小来测定结晶晶器内坯壳是是否有漏钢。。结晶器的构造造多级结晶器:多级结晶器器即在结晶器器下口安装足足辊、铜板或或冷却格栅。。结晶器的重要要参数结晶器断面尺尺寸——圆坯结晶器:结晶器的重要要参数结晶器断面尺尺寸——方坯坯和矩形坯结结晶器:结晶器的重要要参数结晶器的重要要参数结晶器的材质质和寿命要求其内壁材材质导热系数数要高。膨胀胀系数要低，，在高温下有有足够的强度度和耐磨性；；塑性还要好好，易于加工工。在铜中加入含含量为0.08％~0.12％的的银，就能提提高结晶器内内壁的高温强强度和耐磨性性。在铜中加加入含量力0.5%的铬铬或加入—定定量的磷，可可显著提高结结晶器的使用用寿命。还可可以使用铜-铬-锆-砷砷台金或铜-锆-镁合金金制作结晶器器内壁，效果果都不错。在结晶器的铜铜板上镀层，，能提高耐磨磨性。目前，，单一镀层主主要用铬或镍镍，复合镀层层用镍、镍合合金和铬三层层镀层，比单单独镀镍寿命命提高5—7倍；还有镍镍、钨、铁镀镀层，由于钨钨和铁的加入入，其强度和和硬度都适合合高拉速铸机机使用。结晶器的材质质和寿命结晶器的寿命命，可用结晶晶器浇注铸坯坯的长度来表表示。在一般般操作条件下下，一个结晶晶器可浇注板板坯10000~15000m长。。也有用结晶晶器从开始使使用到修理前前所浇注的炉炉数来表示，，其范围为100~150炉。提高结晶器寿寿命的措施有有：提高结晶晶器冷却水水水质；保证结结晶器足辊、、二次冷却区区的对弧精度度；定期检修修结晶器；合合理选择结晶晶器内壁材质质及设计参数数等。结晶器断面调调宽装置结晶器的润滑滑1）润滑油润滑滑结晶器加油需需要润滑装置置。润滑剂可可以用植物油油或矿物油、、目前用植物物油中的菜籽籽油者居多。。这种装置主主要应用在小小方坯连铸机机上。2）保护渣润滑滑采用保护渣同同样可以达到到润滑的目的的，保护渣可可人工加入，，也可用振动动给料器加入入。结晶器的振动动装置结晶器的振动动目的：1.5二次冷冷却系统装置置二次冷却的作作用：1）带液心心的铸还从结结晶器中拉出出后，需喷水水或喷气水直直接冷却，使使铸坯快速凝凝固，以进入入拉矫区；2）对末完全全凝固的铸坯坯起支撑、导导向作用，防防止铸坯的变变形；3）在上引锭锭杆时对引锭锭杆起支撑、、导向作用；；4）倘若是采采用直结晶器器的弧形连铸铸机，二冷区区的第一段要要把直坯弯成成弧形坯；5））如如果果采采用用多多辊辊拉拉矫矫机机时时，，二二冷冷区区的的部部分分夹夹辊辊本本身身又又是是驱驱动动辊辊，，起起到到拉拉坯坯作作用用；；6））对对于于椭椭圆圆形形连连铸铸机机，，二二冷冷区区本本身身又又是是分分段段矫矫直直区区。。弧形形连连铸铸机机的的二二次次冷冷却却装装置置的的重重要要性性不不亚亚于于结结晶晶器器，，它它直直接接影影响响铸铸坯坯的的质质量量、、设设备备的的操操作作和和铸铸机机作作业业率率。。二次次冷冷却却装装置置的的结结构构形形式式二次次冷冷却却装装置置的的主主要要结结构构形形式式分分为为箱箱式式及及房房式式两两大大类类。。a））箱箱式式结结构构所有有支支撑撑导导向向部部件件和和冷冷却却水水喷喷嘴嘴系系统统都都装装在在封封闭闭的的箱箱体体内内；；封封闭闭的的目目的的是是便便于于把把喷喷水水冷冷却却铸铸坯坯时时所所产产生生的的大大量量蒸蒸汽汽抽抽掉掉，，以以免免影影响响操操作作。。箱式式结结构构刚刚性性较较好好，，所所占占空空间间小小，，所所需需抽抽风风机机容容量量小小。。检检修修相相处处理理事事故故还还算算方方便便。。b））房房式式结结构构房式式结结构构的的夹夹辊辊全全部部布布置置在在敞敞开开的的牌牌坊坊结结构构的的支支架架止止，，整整个个二二冷冷区区是是由由一一段段或或若若干干段段开开式式机机架架组组成成。。在在二二冷冷区区的的四四周周用用钢钢板板构构成成封封闭闭的的房房室室，，故故称称为为房房式式结结构构，，见见图图1—42。具具有有结结构构简简单单，，观观察察设设备备和和铸铸坯坯方方便便等等一一系系列列优优点点。。问问题题是是风风机机容容量量和和占占地地面面积积较较大大。。日日前前新新设设计计的的连连铸铸机机构构采采用用房房式式结结构构。。二次次冷冷却却箱式式结结构构二次次冷冷却却房房式式结结构构1.6拉拉坯坯矫矫直直装装置置弧形形连连铸铸机机的的铸铸坯坯需需矫矫直直后后水水平平拉拉出出，，因因而而早早期期的的连连铸铸机机的的拉拉坯坯辊辊与与矫矫直直辊辊装装在在一一起起，，称称为为拉拉还还矫矫直直机机，，也也叫叫拉拉矫矫机机。。现代代化化板板坯坯连连铸铸机机采采用用多多辊辊拉拉矫矫机机，，辊辊列列布布置置““扇扇形形段段化化””，，驱驱动动辊辊已已伸伸向向弧弧形形区区和和水水平平段段，，实实际际上上拉拉坯坯传传动动已已分分散散到到多多组组辊辊上上，，所所以以拉拉矫矫机机已已不不是是原原来来的的含含义义了了，，由由一一对对拉拉辊辊变变成成了了驱驱动动辊辊列列系系统统。。弧形形连连铸铸机机弧弧形形铸铸坯坯的的自自重重产产生生下下滑滑力力，，但但它它不不能能克克服服铸铸坯坯的的阻阻力力自自动动运运行行，，仍仍需需拉拉坯坯辊辊拉拉坯坯，，立立式式连连铸铸机机是是垂垂直直布布置置的的，，铸铸坯坯自自重重产产生生的的下下滑滑力力很很大大，，足足以以克克服服铸铸坯坯的的运运行行阻阻力力；；为为了了平平衡衡下下滑滑力力和和控控制制铸铸坯坯拉拉出出速速度度，，也也设设置置了了拉拉坯坯辊辊，，是是用用来来产产生生制制动动力力以以平平衡衡铸铸坯坯的的下下滑滑力力。。对拉拉坯坯矫矫直直装装置置的的要要求求1)应应具具有有足足够够的的拉拉坯坯力力，，以以在在浇浇注注过过程程个个能能够够克克服服结结晶晶器器、、二二次次冷冷却却区区、、矫矫直直辊辊、、切切割割小小车车等等一一系系列列阻阻力力，，将将铸铸坯坯顺顺利利拉拉出出。。2)能能够够在在较较大大范范围围内内调调节节拉拉速速，，适适应应改改变变断断面面和和钢钢种种的的工工艺艺要要求求，，快快速速送送引引锭锭杆杆的的要要求求；；拉拉坯坯系系统统应应与与结结晶晶器器振振动动、、液液面面自自动动控控制制、、二二次次冷冷却却区区配配水水实实现现计计算算机机闭闭环环控控制制。。3)应应具具有有足足够够矫矫直直力力，，以以适适应应可可浇浇注注的的最最大大断断面面和和最最低低温温度度铸铸坯坯的的矫矫直直，，并并保保证证在在矫矫直直过过程程中中不不影影响响铸铸坯坯质质量量。。4)在结结构构上上除除了了适适应应铸铸坯坯断断面面变变化化和和输输送送引引锭锭杆杆的的要要求求外外，，还还要要考考虑虑使使末末矫矫直直的的冷冷铸铸坯坯通通过过，，以以及及多多流流连连铸铸机机在在结结构构布布置置的的特特殊殊要要求求；；结结构构要要简简单单，，安安装装调调整整要要方方便便。。小方方坯坯铸铸机机的的拉拉矫矫装装置置一点点矫矫直直、、多多点点矫矫直直和和连连续续矫矫直直对拉拉坯坯矫矫直直装装置置的的要要求求1)应应具具有有足足够够的的拉拉坯坯力力，，以以在在浇浇注注过过程程个个能能够够克克服服结结晶晶器器、、二二次次冷冷却却区区、、矫矫直直辊辊、、切切割割小小车车等等一一系系列列阻阻力力，，将将铸铸坯坯顺顺利利拉拉出出。。2)能能够够在在较较大大范范围围内内调调节节拉拉速速，，适适应应改改变变断断面面和和钢钢种种的的工工艺艺要要求求，，快快速速送送引引锭锭杆杆的的要要求求。。3)应应具有有足够够矫直直力，，以适适应可可浇注注的最最大断断面和和最低低温度度铸坯坯的矫矫直，，并保保证在在矫直直过程程中不不影响响铸坯坯质量量。4)在结构构上除除了适适应铸铸坯断断面变变化和和输送送引锭锭杆的的要求求外，，还要要考虑虑使末末矫直直的冷冷铸坯坯通过过，以以及多多流连连铸机机在结结构布布置的的特殊殊要求求；结结构要要简单单，安安装调调整要要方便便。小方坯坯铸机机的拉拉矫装装置由工作作机座座和传传动系系统组组成一点矫矫直、、多点点矫直直连续矫矫直1.6拉坯坯矫直直装置置所有的的连铸铸机都都装有有拉坯坯机。。因为为铸坯坯的运运行需需要外外力将将其拉拉出。。拉坯坯机实实际上上是具具有驱驱动力力的辊辊子，，也叫叫拉坯坯辊。。弧形形连铸铸机的的铸坯坯需矫矫直后后水平平拉出出，因因而早早期的的连铸铸机的的拉坯坯辊与与矫直直辊装装在一一起，，称为为拉坯坯矫直直机，，也叫叫拉矫矫机。。现代化化板坯坯连铸铸机采采用多多辊拉拉矫机机。。1.7引锭锭装置置引锭装装置的的作用用及组组成：引锭锭秆是是结晶晶器的的“活活底””；开开浇前前用它它堵住住结晶晶器下下口；；浇铸铸开始始后，，结晶晶器内内的钢钢液与与引锭锭头凝凝结在在一起起；通通过拉拉矫机机的牵牵引，，铸坯坯随引引锭杆杆连续续地从从结晶晶器下下口拉拉出，，直到到铸坯坯通过过拉矫矫机，，与引引锭杆杆脱钩钩为止止，引引锭装装置完完成任任务；；铸机机进入入正常常拉坯坯状态态。引引锭杆杆运至至存放放处，，留待待下次次浇注注时使使用。。引锭杆杆由引引锭头头及引引锭杆杆本体体两部部分组组成，，引锭杆杆有挠挠性和和刚性性两种种结构构。挠挠性引引锭杆杆—般般制成成链式式结构构。链链式引引锭杆杆又有有长节节距和和短节节距之之分。。脱引锭头装装置铸坯是在连连续运行中中完成切割割，因此切切割装置必必须与铸坯坯同步运动动。目前连连铸机所用用切割装置置有：火焰焰切割相机机械剪切两两种类型。。火焰切割装装置包括有有切割小车车、切割定定尺装置、、切缝清理理装置和切切割专用辊辊道等。机械剪切设设备又称为为机械剪或或剪切机；；出于是在在运动过程程中完成铸铸坯剪切的的，因而也也称为飞剪剪。机械剪剪切按驱动动方式不同同又分为机机械飞剪和和液压飞剪剪。前者通通过电机、、机械系统统驱动；后后者通过液液压系统驱驱动。1.8铸坯坯切割装置置1.9辊道道及后步工工序其他设设备1）辊道在连铸生产产中，辊道道是输送铸铸坯、连接接各工序的的主要设备备。2）拉钢机机或推钢机机拉钢机或惟惟钢机的作作用主要是是横向移动动铸坯。3）翻钢机机与垛板机机翻板机是配配合对铸坯坯进行检验验和表面清清理用的。。垛板机是是板坯的一一种集料装装置。4）铸坯表表面精整2钢的结晶与与连铸坯凝凝固结构钢的结晶需需两个条件件：(1)一定的过过冷度，此此为热力学学条件；(2)必要要的核心，，此为动力力学条件。。2.1连铸铸坯的凝固固特征和结结构特点连铸钢液的的凝固是在在过冷条件件下进行的的，经历了了形核和长长大完成结结晶的过程程，并伴随随有体积的的收缩和成成分偏析等等。注入结结晶器的钢钢液除受结结晶器壁的的强制冷却却外，还通通过钢液面面辐射传热热及拉坯方方向的传导导传热。其其传出热量量的比值大大约为30：0.15：0.03，因此铸坯坯凝固过程程可近似地地看做钢液液向结晶器器壁的单间间传热。钢钢液的热量量通过坯壳壳、气隙、、结晶器铜铜壁和冷却却水界面最最后由冷却却水带走。。据计算各各段热阻约约为：坯壳壳25％；气隙71％；结晶器器同器1％；钢壁与与冷却水界界面2％。可见气气隙是钢液液向结晶器器传热的限限制性环节节。2.1.1连铸坯的的凝固特征征坯壳及气隙隙的形成过过程－a））弯月面的的形成a）弯月面面的形成在弯月面的的根部，钢钢液与水冷冷铜壁接触触，立即受受到铜壁的的激冷作用用，初生坯坯壳迅速形形成。弯月月面对初生生坯壳是很很重要的，，良好稳定定的弯月面面可确保初初生坯壳的的表面质量量和坯壳的的均匀性。。当钢水中中上浮的夹夹杂物末被被保护渣吸吸附时，会会降低钢液液表面张力力，弯月面面半径减小小，从而破破坏了弯月月面的薄膜膜性能，弯弯月面破裂裂。这时夹夹杂物随同同钢液在破破裂处和铜铜壁形成新新的凝固层层，夹杂物物牢牢地粘粘附在这层层凝固层上上而形成表表面夹渣。。带有夹渣渣的坯壳是是薄弱部位位，易发生生漏钢。因因此必须保保持弯月面面的稳定状状态。最根本的方方法是提高高钢液的纯纯洁度，减减少夹杂物物含量；选选用性能良良好的保护护渣，吸附附弯月面上上的夹杂物物，可保持持弯月面薄薄膜的弹性性；另外可可人工及时时清除弯月月面下的夹夹杂物以防防拉漏。b）气隙的的形成已凝固的高高温坯壳发发生的相变变，引起坯坯壳收缩，，收缩力牵牵引还壳离离开铜壁，，气隙开始始形成。气气体的热阻阻很大，气气隙的形成成使坯壳向向铜壁的传传热迅速减减少；离开开铜壁的坯坯壳回热升升温，甚至至凝固前沿沿部分初生生坯壳还会会熔融。c）气隙、坯坯壳的稳定定由于坯壳温温度的回升升，其强度度降低，在在钢水静压压力作用下下使其再次次贴紧铜壁壁，传热条条件有所改改善，坯壳壳增厚。于于是又产生生冷凝收缩缩，牵引坯坯壳再次离离开铜壁，，这样周期期性的离合合2~3次，坯壳达达到一定厚厚度并完全全脱离铜壁壁，气隙稳稳定生成。。以上过程程见图2-3。结晶器横向向气隙形成成示坯壳的生长长规律被拉出结晶晶器的铸坯坯其坯壳须须有足够约约厚度，以以防在失去去铜壁支撑撑后而变形形或漏钢。。一般而言言，小方坯坯要求出自自晶器下口口坯壳厚度度为8~10mm，板坯要求求厚度大于于15mm。怎样才能能达到这一一厚度呢?这就要分析析在结晶器器长度方向向上坯壳增增厚的规律律。实际中中有很多方方法研究这这个规律，，各种方法法得出的结结果是一致致的。坯壳壳增厚服从从以下公式式：铸坯的凝固固特征1)连铸坯坯的冷却过过程为强制制冷却过程程。从结晶晶器到二次次冷却区甚甚至冷床均均为强制冷冷却，冷却却强度大。。同时铸坯坯的冷却可可控性强，，通过改变变冷却制度度在一定程程度上可以以控制铸坯坯的结构。。2)连铸坯坯边下行，，边传热，，边凝固，，因而形成成了很长的的液相穴，，板坯有的的可达20多米。液液相穴内液液体的流动动对坯壳的的生长和夹夹杂物的上上浮有一定定的影响。。3)连铸坯坯的凝固是是分阶段的的凝固过程程。4)由于连铸坯坯不断向下下运动，所所以铸还的的每一部分分通过铸机机时，外界界条件完全全相同，因因此除头尾尾之外，铸铸坯长度方方向上的结结构较均匀匀一致。2.1.2连铸坯的的凝固结构构铸坯的凝固固过程分为为三个阶段段。第一阶阶段，进入入结晶器的的钢液在结结晶器内凝凝固，形成成坯壳。出出结晶器下下口的坯壳壳厚度应足足以抵抗钢钢液静压力力的作用；；第二阶段段，带液心心的铸坯进进入二次冷冷却区继续续冷却、坯坯壳均匀稳稳定生长：：第三阶