課件_連鑄工藝與設備結晶器

1、1連鑄工藝與設備連鑄工藝與設備4. 結晶器結晶器課程編號：課程編號：01014901課程類型：課程類型：選修課選修課學學 時：時： 32 學學 分：分：2開課對象：開課對象：材料成型及控制工程專業(yè)本科生材料成型及控制工程專業(yè)本科生先修課程：先修課程：認識實習、機械設計、金屬學、生產實習認識實習、機械設計、金屬學、生產實習 2011.4.1224.1 結晶器結晶器n結晶器是一個強制水冷的無底鋼錠模，是連鑄機非結晶器是一個強制水冷的無底鋼錠模，是連鑄機非常重要的部件，是連鑄設備中最關鍵的部件，它的性常重要的部件，是連鑄設備中最關鍵的部件，它的性能對連鑄機的生產能力和鑄坯質量以工藝的順利和穩(wěn)能對連鑄

2、機的生產能力和鑄坯質量以工藝的順利和穩(wěn)定都有十分重要的作用，稱之為連鑄設備的定都有十分重要的作用，稱之為連鑄設備的“心臟心臟”。鋼液在結晶器內冷卻、初步凝固成型，且形成一定的鋼液在結晶器內冷卻、初步凝固成型，且形成一定的坯殼厚度。這一過程是在坯殼與結晶器壁連續(xù)、相對坯殼厚度。這一過程是在坯殼與結晶器壁連續(xù)、相對運動下進行的。運動下進行的。n通俗的講連鑄結晶器就是一個鋼水制冷成型設備。通俗的講連鑄結晶器就是一個鋼水制冷成型設備。基本由框架、水箱和銅板、調整系統(tǒng)基本由框架、水箱和銅板、調整系統(tǒng)(調整裝置、減調整裝置、減速機等速機等)；潤滑系統(tǒng)；潤滑系統(tǒng)(油管油路油管油路)，冷卻系統(tǒng)和噴淋等設，冷卻

3、系統(tǒng)和噴淋等設備組成。連鑄結晶器需要和連鑄結晶器保護材料備組成。連鑄結晶器需要和連鑄結晶器保護材料(渣渣)一同使用。一同使用。 34.1 結晶器結晶器n結晶器是連鑄機的關鍵部件。它的作用是：結晶器是連鑄機的關鍵部件。它的作用是：在盡可能高的拉速下，保證出結晶器坯殼厚度，防在盡可能高的拉速下，保證出結晶器坯殼厚度，防止拉漏；止拉漏；通過結晶器的振動，使坯殼脫離結晶器壁而不被拉通過結晶器的振動，使坯殼脫離結晶器壁而不被拉斷和漏鋼；斷和漏鋼；保證坯殼均勻穩(wěn)定的生成，鑄坯周邊厚度均勻；保證坯殼均勻穩(wěn)定的生成，鑄坯周邊厚度均勻；使鋼液逐漸凝固成所需要規(guī)格、形狀的坯殼；使鋼液逐漸凝固成所需要規(guī)格、形狀的坯

4、殼； 通過調整結晶器的參數，使鑄坯不產生脫方、鼓肚通過調整結晶器的參數，使鑄坯不產生脫方、鼓肚和裂紋等缺陷。和裂紋等缺陷。4564.1鋼水在結晶器內的凝固過程鋼水在結晶器內的凝固過程n當高溫鋼水澆入結晶器，鋼水與水冷的銅壁接觸，當高溫鋼水澆入結晶器，鋼水與水冷的銅壁接觸，就會迅速凝固形成很薄的初生坯殼。由于鋼水靜壓力就會迅速凝固形成很薄的初生坯殼。由于鋼水靜壓力的作用，生成的坯殼與銅壁緊貼在一起的，此時鋼水的作用，生成的坯殼與銅壁緊貼在一起的，此時鋼水熱量能迅速傳給銅壁，被冷卻水帶走。熱量能迅速傳給銅壁，被冷卻水帶走。n隨著凝固的繼續(xù)進行，坯殼逐漸增厚，坯殼企圖收隨著凝固的繼續(xù)進行，坯殼逐漸增

5、厚，坯殼企圖收縮離開銅壁，而鋼水靜壓力又把坯殼擠靠到銅壁，這縮離開銅壁，而鋼水靜壓力又把坯殼擠靠到銅壁，這個收縮一擠靠過程反復進行。當坯殼厚度達到能抵抗個收縮一擠靠過程反復進行。當坯殼厚度達到能抵抗鋼水靜壓力時，坯殼就脫離銅壁，這樣在銅壁與坯殼鋼水靜壓力時，坯殼就脫離銅壁，這樣在銅壁與坯殼之間形成了空氣縫隙之間形成了空氣縫隙(叫氣隙叫氣隙)，增加了傳熱的阻力，增加了傳熱的阻力，延緩了坯殼厚度的增長。氣隙一般是在結晶器下部形延緩了坯殼厚度的增長。氣隙一般是在結晶器下部形成。所以結晶器內鋼水凝固放出的熱量是通過凝固殼成。所以結晶器內鋼水凝固放出的熱量是通過凝固殼-氣隙氣隙-銅壁銅壁-冷卻水導出的。

6、冷卻水帶走的熱量占結晶冷卻水導出的。冷卻水帶走的熱量占結晶器總散熱量器總散熱量96%左右。左右。74.1 連鑄結晶器的性能要求連鑄結晶器的性能要求n結晶器是連鑄機的重要部件。鋼液在結晶器中凝固結晶器是連鑄機的重要部件。鋼液在結晶器中凝固成型，結成一定厚度的坯殼并被連續(xù)拉出進入二次冷成型，結成一定厚度的坯殼并被連續(xù)拉出進入二次冷卻區(qū)。卻區(qū)。n良好的結晶器應具有下列性能：良好的結晶器應具有下列性能：(1)良好的導熱性，能使鋼液快速凝固，形成足夠厚度良好的導熱性，能使鋼液快速凝固，形成足夠厚度的坯殼。每的坯殼。每1kg鋼水澆注成坯并冷卻到室溫，放出的鋼水澆注成坯并冷卻到室溫，放出的熱量約為熱量約為1

7、340kJ/kg，而結晶器約帶走，而結晶器約帶走510%，即，即67134kJ/kg。結晶器長度又較短，一般不超過。結晶器長度又較短，一般不超過1m，在這樣短的距離內要能帶走大量的熱量，要求它必須在這樣短的距離內要能帶走大量的熱量，要求它必須具有良好的導熱性能。若導熱性能差，會使出結晶器具有良好的導熱性能。若導熱性能差，會使出結晶器的鑄坯坯殼變薄，為防止拉漏，只好降低拉速，因此的鑄坯坯殼變薄，為防止拉漏，只好降低拉速，因此結晶器具有良好的導熱性是實現高拉速的重要前提；結晶器具有良好的導熱性是實現高拉速的重要前提；8(2)結構剛性要好。結晶器內壁與高溫金屬接觸，外結構剛性要好。結晶器內壁與高溫金

8、屬接觸，外壁通冷卻水，而它的壁厚又很薄壁通冷卻水，而它的壁厚又很薄(僅有僅有1020mm)，因此在它的厚度方向溫度梯度極大，熱應力相當可因此在它的厚度方向溫度梯度極大，熱應力相當可觀，其結構必須具有較大的剛度，不易變形，以適觀，其結構必須具有較大的剛度，不易變形，以適應大的熱應力；應大的熱應力；(3)裝拆和調整方便。為了能快速改變鑄坯尺寸或快裝拆和調整方便。為了能快速改變鑄坯尺寸或快速修理結晶器，以提高連鑄機的生產能力，現代結速修理結晶器，以提高連鑄機的生產能力，現代結晶器都采用了整體吊裝或在線調寬技術；晶器都采用了整體吊裝或在線調寬技術；(4)工作壽命長。結晶器在高溫狀況下伴隨有鑄坯和工作壽

9、命長。結晶器在高溫狀況下伴隨有鑄坯和結晶器內壁之間的滑動摩擦，因此結晶器內壁的材結晶器內壁之間的滑動摩擦，因此結晶器內壁的材質應有良好的耐磨性和較高的再結晶溫度；質應有良好的耐磨性和較高的再結晶溫度；4.1 連鑄結晶器的性能要求連鑄結晶器的性能要求9(5)振動時慣性力要小。為提高鑄坯表面質量，結晶振動時慣性力要小。為提高鑄坯表面質量，結晶器的振動廣泛采用高頻率小振幅，最高已達器的振動廣泛采用高頻率小振幅，最高已達400次次/min，在高頻振動時慣性力不可忽視，過大的慣性，在高頻振動時慣性力不可忽視，過大的慣性力不僅影響到結晶器的強度和剛度，進而也影響到力不僅影響到結晶器的強度和剛度，進而也影響

10、到結晶器運動軌跡的精度。重量要小，以減少振動時結晶器運動軌跡的精度。重量要小，以減少振動時的慣性力；的慣性力；(6)結晶器結構要簡單，以便于制造和維護；結晶器結構要簡單，以便于制造和維護；(7)有良好的剛性和加工性，易于制造；有良好的剛性和加工性，易于制造；(8)成本要低。成本要低。4.1 連鑄結晶器的性能要求連鑄結晶器的性能要求104.1 高效連鑄機結晶器設計的原則高效連鑄機結晶器設計的原則保證高效率的熱傳導功能，即冷卻強度大，冷卻效率保證高效率的熱傳導功能，即冷卻強度大，冷卻效率高，使鑄坯在結晶器內結殼達到足夠的厚度；高，使鑄坯在結晶器內結殼達到足夠的厚度；結晶器的熱流強度均勻。熱流強度均

11、勻使鑄坯坯殼均結晶器的熱流強度均勻。熱流強度均勻使鑄坯坯殼均勻；勻；拉坯阻力小；拉坯阻力小；結晶器，特別是銅管壽命長。結晶器，特別是銅管壽命長。 n目前方坯結晶器主要采用拋物線銅管、精致銅水套技目前方坯結晶器主要采用拋物線銅管、精致銅水套技術。結晶器銅管的內腔形狀應盡可能與坯殼的凝固特術。結晶器銅管的內腔形狀應盡可能與坯殼的凝固特性曲線相吻合，水套應保證足夠的尺寸精度，以保證性曲線相吻合，水套應保證足夠的尺寸精度，以保證水縫的均勻性。高效連鑄機結晶器一般都配有電磁攪水縫的均勻性。高效連鑄機結晶器一般都配有電磁攪拌和液面檢測裝置。拌和液面檢測裝置。11n按結晶器的外形按結晶器的外形(型式型式)可

12、分為可分為直形結晶器直形結晶器和和弧形結弧形結晶器晶器。直形結晶器直形結晶器四面壁板都是平面狀的，直形結晶器的四面壁板都是平面狀的，直形結晶器的內壁沿坯殼移動方向呈垂直形，因此導熱性能良好，內壁沿坯殼移動方向呈垂直形，因此導熱性能良好，坯殼冷卻均勻。該類型結晶器還有利于提高坯殼的質坯殼冷卻均勻。該類型結晶器還有利于提高坯殼的質量和拉坯速度、結構較簡單、易于制造、安裝和調試量和拉坯速度、結構較簡單、易于制造、安裝和調試方便；夾雜物分布均勻；但鑄坯易產生彎曲裂紋，連方便；夾雜物分布均勻；但鑄坯易產生彎曲裂紋，連鑄機的高度和投資增加。直形結晶器用于立式和立彎鑄機的高度和投資增加。直形結晶器用于立式和

13、立彎式及直弧連鑄機。式及直弧連鑄機。4.1 結晶器形式和結構結晶器形式和結構-構造構造 12弧形結晶器弧形結晶器(curved mold)用在全弧形和超低頭型用在全弧形和超低頭型(橢圓形橢圓形)連鑄機上。對弧形結晶器來說，兩塊側面復連鑄機上。對弧形結晶器來說，兩塊側面復合板是平的，內外弧復合板做成弧形的。弧形結晶器合板是平的，內外弧復合板做成弧形的?；⌒谓Y晶器在導熱性能方面不如直結晶器，且非金屬夾雜物上浮在導熱性能方面不如直結晶器，且非金屬夾雜物上浮時，易在內弧側時，易在內弧側1/4處集聚，夾雜物分布不均，影響處集聚，夾雜物分布不均，影響鑄坯內部質量。弧形結晶器的內壁沿坯殼移動方向呈鑄坯內部質

14、量?；⌒谓Y晶器的內壁沿坯殼移動方向呈圓弧形，因此鑄坯不易產生彎曲裂紋；但導熱性比直圓弧形，因此鑄坯不易產生彎曲裂紋；但導熱性比直形結晶器差；弧形結晶器用在全弧形和橢圓形連鑄機形結晶器差；弧形結晶器用在全弧形和橢圓形連鑄機上。所以，目前新建大型板坯連鑄機多采用直結晶器。上。所以，目前新建大型板坯連鑄機多采用直結晶器。4.1 結晶器形式和結構結晶器形式和結構-構造構造 13n按斷面按斷面(鑄坯規(guī)格和形狀鑄坯規(guī)格和形狀)分有板坯、方坯、矩形坯、分有板坯、方坯、矩形坯、圓坯和異型坯；圓坯和異型坯；n按結構形式按結構形式(結晶器本身結構結晶器本身結構)分有分有整體式、管式、整體式、管式、組合式、多級和在

15、線調寬結晶器組合式、多級和在線調寬結晶器等。等。u小方坯及矩形坯多采用管式結晶器，而大型方坯、小方坯及矩形坯多采用管式結晶器，而大型方坯、矩形坯和板坯多采用組合式結晶器。矩形坯和板坯多采用組合式結晶器。 4.1 結晶器形式和結構結晶器形式和結構-構造構造 14管式結晶器管式結晶器u管式結晶器由銅管、冷卻水套、管式結晶器由銅管、冷卻水套、底腳板和足輥等部件組成。管式底腳板和足輥等部件組成。管式結晶器結構簡單，易于制造、維結晶器結構簡單，易于制造、維修，廣泛應用于中小斷面鑄坯的修，廣泛應用于中小斷面鑄坯的澆注，最大澆注斷面為澆注，最大澆注斷面為180mm180mm。 1-冷卻水入口；冷卻水入口；2

16、-鋼液；鋼液；3-夾頭；夾頭；4-冷卻水出口；冷卻水出口；5-油壓缸油壓缸是用壁厚為是用壁厚為612mm的銅管的銅管制成所需要的斷面，在銅管外制成所需要的斷面，在銅管外面套有套管以形成面套有套管以形成57mm的的冷卻水通路，保證冷卻水流速冷卻水通路，保證冷卻水流速為每分鐘為每分鐘610m。這種結晶器。這種結晶器結構簡單，制造方便，廣泛用結構簡單，制造方便，廣泛用于小方坯連鑄機上。于小方坯連鑄機上。15組合式結晶器組合式結晶器 圖圖1-10 組合式結晶器及連接方式組合式結晶器及連接方式1-外弧內壁；外弧內壁；2-外弧外壁；外弧外壁；3-調節(jié)墊塊；調節(jié)墊塊；4-側內壁；側內壁；5-側外壁；側外壁；

17、6-雙頭螺栓；雙頭螺栓；8-內弧內壁；內弧內壁；9-水縫水縫組合結晶器組合結晶器(composite mold)：它是由四塊復合壁板組：它是由四塊復合壁板組合成所需要的內腔，每塊復合壁板都是由銅質內壁和鋼合成所需要的內腔，每塊復合壁板都是由銅質內壁和鋼質外殼組成。在與鋼殼接觸的銅板面上銑出許多溝槽形質外殼組成。在與鋼殼接觸的銅板面上銑出許多溝槽形成中間水縫，冷卻水在槽中通過。大方坯和板坯連鑄機成中間水縫，冷卻水在槽中通過。大方坯和板坯連鑄機都用這種形式的結晶器。都用這種形式的結晶器。16組合式結晶器組合式結晶器 17組合式結晶器結構特點組合式結晶器結構特點組合式結晶器由內外弧銅板、窄邊銅板、冷

18、卻水箱、組合式結晶器由內外弧銅板、窄邊銅板、冷卻水箱、窄邊夾緊和厚邊調整裝置以及足輥所組成。窄邊夾緊和厚邊調整裝置以及足輥所組成。為提高結晶器冷卻強度，與液態(tài)金屬接觸的內側為提高結晶器冷卻強度，與液態(tài)金屬接觸的內側(內弧、內弧、外弧和側板外弧和側板)皆采用導熱性好又耐磨的銅合金。皆采用導熱性好又耐磨的銅合金。在澆注時，從結晶器拉出的鑄坯外部還是很薄的坯殼，在澆注時，從結晶器拉出的鑄坯外部還是很薄的坯殼，內部還是液芯，為了更好地支撐這薄薄的坯殼和減少由內部還是液芯，為了更好地支撐這薄薄的坯殼和減少由鋼水靜壓力而形成的鼓肚變形，在結晶器下端布置有鋼水靜壓力而形成的鼓肚變形，在結晶器下端布置有23對

19、足輥對足輥(也有采用格柵結構的也有采用格柵結構的)。為了適應不同尺寸的鑄坯，設置有調寬和調厚裝置，為了適應不同尺寸的鑄坯，設置有調寬和調厚裝置，近代板坯連鑄機發(fā)展了在線調寬裝置，在不間斷拉坯條近代板坯連鑄機發(fā)展了在線調寬裝置，在不間斷拉坯條件下改變鑄坯的寬度，縮短輔助時間，提高鑄機的生產件下改變鑄坯的寬度，縮短輔助時間，提高鑄機的生產能力。能力。18多級結晶器多級結晶器(multi-stage mold)多級結晶器多級結晶器即在結晶器即在結晶器下口安裝足下口安裝足輥、銅板或輥、銅板或冷卻格柵。冷卻格柵。 多級結晶器結構示意圖多級結晶器結構示意圖a-足輥；足輥；b-冷卻板；冷卻板；c-冷卻格柵冷

20、卻格柵 19結晶器形式和結構結晶器形式和結構整體式結晶器：它是用整塊銅錠刨削制成的，在其內整體式結晶器：它是用整塊銅錠刨削制成的，在其內腔四周鉆有許多小孔用以通冷卻水。這種結晶器剛性好，腔四周鉆有許多小孔用以通冷卻水。這種結晶器剛性好，易維護，壽命較長，但制造成本高，耗銅多，近幾年已易維護，壽命較長，但制造成本高，耗銅多，近幾年已不采用；不采用；調寬結晶器調寬結晶器(adjustable mold)：寬度可調的結晶器，一：寬度可調的結晶器，一般只用于板坯連鑄。在不停頓拉坯的條件下，改變鑄坯般只用于板坯連鑄。在不停頓拉坯的條件下，改變鑄坯的寬度叫結晶器在線調寬，它的優(yōu)點是：的寬度叫結晶器在線調寬

21、，它的優(yōu)點是：(1)能連續(xù)澆注出不同寬度尺寸的鑄坯，縮短了停機時間，能連續(xù)澆注出不同寬度尺寸的鑄坯，縮短了停機時間，提高鑄機生產能力；提高鑄機生產能力；(2)可減少鑄坯切頭切尾的損耗，提高收得率；可減少鑄坯切頭切尾的損耗，提高收得率；(3)可澆注相近成份的鋼水而不需停機?？蓾沧⑾嘟煞莸匿撍恍柰C。20n 結晶器足輥設于結晶器的下方用以支撐和導向來結晶器足輥設于結晶器的下方用以支撐和導向來自結晶器的鑄流，分為寬面足輥和窄面足輥。自結晶器的鑄流，分為寬面足輥和窄面足輥。n 足輥是結晶器重要部分，要求與結晶器有嚴格的足輥是結晶器重要部分，要求與結晶器有嚴格的對中，在振動時與結晶器一起振動。在結

22、晶器與對中，在振動時與結晶器一起振動。在結晶器與輥子之間及輥子與輥子之間設有冷卻噴嘴，以對輥子之間及輥子與輥子之間設有冷卻噴嘴，以對鑄坯進行噴淋冷卻。鑄坯進行噴淋冷卻。4.1 結晶器足輥結晶器足輥214.2 結晶器的新形式新技術結晶器的新形式新技術n壓力水膜結晶器壓力水膜結晶器壓力水膜結晶器是比利時冶金研究中心壓力水膜結晶器是比利時冶金研究中心(CRM)和阿貝和阿貝德廠德廠(Arbed)聯(lián)合開發(fā)的一種高效結晶器技術。聯(lián)合開發(fā)的一種高效結晶器技術。n曲面結晶器曲面結晶器 曲面結晶器是中冶連鑄開發(fā)的一種高效方坯結晶器技曲面結晶器是中冶連鑄開發(fā)的一種高效方坯結晶器技術。該技術是從傳熱角度，根據氣隙產

23、生的主要原因，術。該技術是從傳熱角度，根據氣隙產生的主要原因，通過對結晶器熱變形和小方坯收縮的分析開發(fā)出來的。通過對結晶器熱變形和小方坯收縮的分析開發(fā)出來的。n人工附加氣隙結晶器人工附加氣隙結晶器 人工附加氣隙結晶器是新日本制鐵株式會社開發(fā)的一人工附加氣隙結晶器是新日本制鐵株式會社開發(fā)的一種高效方坯結晶囂技術，又稱種高效方坯結晶囂技術，又稱X-MOLD。22n熱頂結晶器熱頂結晶器 在結晶器彎月面區(qū)域鑲嵌導熱材料，以減少熱流密度，在結晶器彎月面區(qū)域鑲嵌導熱材料，以減少熱流密度，延緩坯殼收縮，即熱頂結晶器。延緩坯殼收縮，即熱頂結晶器。 n噴淋式結晶器噴淋式結晶器 噴淋式結晶器是將管式結晶器隔離水縫

24、改為噴淋水冷噴淋式結晶器是將管式結晶器隔離水縫改為噴淋水冷卻，即由噴嘴噴出的噴淋水直接噴到結晶器銅管上實現卻，即由噴嘴噴出的噴淋水直接噴到結晶器銅管上實現冷卻。冷卻效率高，有較顯著的節(jié)水效果。冷卻。冷卻效率高，有較顯著的節(jié)水效果。4.2 結晶器的新形式新技術結晶器的新形式新技術234.2 結晶器的新形式新技術結晶器的新形式新技術244.3 結晶器的構造結晶器的構造 n漏鋼檢測裝置漏鋼檢測裝置：為了能夠預報結晶器漏鋼事故，在結晶器四面銅壁為了能夠預報結晶器漏鋼事故，在結晶器四面銅壁外通過均勻的螺栓埋入多套康銅熱電偶；熱電偶測外通過均勻的螺栓埋入多套康銅熱電偶；熱電偶測到的溫度數據輸入計算機或在儀

25、表上顯示。熱電偶到的溫度數據輸入計算機或在儀表上顯示。熱電偶的套數越多，檢測也越精確。的套數越多，檢測也越精確。 n也有根據結晶器內壁與鑄坯坯殼間摩擦力的大小也有根據結晶器內壁與鑄坯坯殼間摩擦力的大小來測定結晶器內坯殼是否有漏鋼。來測定結晶器內坯殼是否有漏鋼。 254.4 結晶器的重要參數結晶器的重要參數 (1)結晶器斷面尺寸結晶器斷面尺寸 a圓坯結晶器圓坯結晶器 b方坯和矩形坯結晶器方坯和矩形坯結晶器 c板坯結晶器板坯結晶器 (2)結晶器長度結晶器長度 (3)倒錐度倒錐度 264.4 結晶器長度結晶器長度計算公式：計算公式：式中：式中： 結晶器出口坯殼厚度，結晶器出口坯殼厚度，mm，小斷，小

26、斷面為面為1012mm，大斷面取，大斷面取2025mm 結晶器理論長度，結晶器理論長度，mmK凝固系數取凝固系數取2023V拉速拉速結晶器實際長度結晶器實際長度L一般在一般在700900mm。vKL2L27n結晶器內腔縱斷面的尺寸做成上大下小，形成一個結晶器內腔縱斷面的尺寸做成上大下小，形成一個錐度，由于是上大下小，故稱倒錐度。錐度，由于是上大下小，故稱倒錐度。 在結晶器中鋼水由于受到冷卻而形成一定形狀的在結晶器中鋼水由于受到冷卻而形成一定形狀的坯殼，隨著鑄坯不斷下移，溫度也不斷下降而收縮，坯殼，隨著鑄坯不斷下移，溫度也不斷下降而收縮，若結晶器沒有倒錐度，就會在坯殼與結晶器之間形若結晶器沒有倒

27、錐度，就會在坯殼與結晶器之間形成間隙，稱氣隙。由于氣隙的存在降低了冷卻效果，成間隙，稱氣隙。由于氣隙的存在降低了冷卻效果，同時由于坯殼過早地脫離結晶器內壁，在鋼水靜壓同時由于坯殼過早地脫離結晶器內壁，在鋼水靜壓力作用下坯殼會產生鼓肚變形。因此，將結晶器做力作用下坯殼會產生鼓肚變形。因此，將結晶器做成倒錐度，上述情況就可以避免，但其錐度大小應成倒錐度，上述情況就可以避免，但其錐度大小應與鑄坯冷卻收縮程度相適應。與鑄坯冷卻收縮程度相適應。 過小的倒錐度還會形成氣隙，過大的倒錐度會增過小的倒錐度還會形成氣隙，過大的倒錐度會增大拉坯阻力，根據經驗，倒錐度一般取大拉坯阻力，根據經驗，倒錐度一般取0.5%

28、0.8%。例如我國某廠板坯連鑄機，倒錐度取例如我國某廠板坯連鑄機，倒錐度取0.63%0.65%。4.4 結晶器錐度結晶器錐度28n對鑄坯質量、拉速、坯殼厚度和漏鋼率等都有影響。對鑄坯質量、拉速、坯殼厚度和漏鋼率等都有影響。計算公式：計算公式：式中：式中： L1結晶器上口寬度，結晶器上口寬度，mm L2結晶器下口寬度，結晶器下口寬度，mmu對方坯倒錐度可取對方坯倒錐度可取0.4%0.8%；對板坯可；對板坯可取取0.5%1.0%。%100121LLL4.4 結晶器錐度結晶器錐度294.4 結晶器水縫面積結晶器水縫面積n水縫面積對鑄坯在結晶器的質量、拉速、結晶器的水縫面積對鑄坯在結晶器的質量、拉速、

29、結晶器的壽命等都有著重要作用。壽命等都有著重要作用。(1)水量一般水量一般100120t/h，可以通過計算得到；，可以通過計算得到；(2)水速控制在水速控制在610m/s；(3)進出水溫差，方坯進出水溫差，方坯36；板坯；板坯58；(4)水的壓力一般控制在水的壓力一般控制在310kg/cm3。304.4 結晶器的拉坯阻力結晶器的拉坯阻力n結晶器的拉坯阻力主要與結晶器的錐度、結晶器結晶器的拉坯阻力主要與結晶器的錐度、結晶器銅板狀況、所澆的鋼種性能、保護渣性能等有關，銅板狀況、所澆的鋼種性能、保護渣性能等有關，它對鑄坯表面橫裂、漏鋼和液面不穩(wěn)定有大的影響。它對鑄坯表面橫裂、漏鋼和液面不穩(wěn)定有大的影

30、響。F=(10001500)L； L結晶器周邊長結晶器周邊長 mm。n結晶器轉角半徑：結晶器轉角半徑：結晶器轉角半徑對結晶器壽命和鑄坯角部裂紋都有結晶器轉角半徑對結晶器壽命和鑄坯角部裂紋都有影響，斷面影響，斷面120120200200mm為為612mm，大于大于201201mm為為1215mm。31n結晶器拉坯阻力的在線監(jiān)測，是預報漏鋼的重要結晶器拉坯阻力的在線監(jiān)測，是預報漏鋼的重要手段，下面介紹應變片測定法。手段，下面介紹應變片測定法。 應變片貼在振動機構的拉桿上，加速度傳感器安應變片貼在振動機構的拉桿上，加速度傳感器安放在振動機構的振動臺上，然后將信號放大記錄并放在振動機構的振動臺上，然后

31、將信號放大記錄并加以顯示。摩擦阻力隨結晶器處于正滑動和負滑動加以顯示。摩擦阻力隨結晶器處于正滑動和負滑動不同運動狀態(tài)時而正負交變，并有規(guī)則的變化，當不同運動狀態(tài)時而正負交變，并有規(guī)則的變化，當阻力突然增大，表示坯殼與結晶器有粘結；當阻力阻力突然增大，表示坯殼與結晶器有粘結；當阻力突然變小，表明坯殼被拉斷。這種異常的變化對預突然變小，表明坯殼被拉斷。這種異常的變化對預報漏鋼很有價值，國外有的鋼廠用這個辦法作為漏報漏鋼很有價值，國外有的鋼廠用這個辦法作為漏鋼的在線監(jiān)測手段。鋼的在線監(jiān)測手段。4.4 結晶器的拉坯阻力結晶器的拉坯阻力324.4 結晶器的材質和壽命結晶器的材質和壽命n結晶器內層是鋼水凝

32、固時進行熱交換并使鋼水成型的結晶器內層是鋼水凝固時進行熱交換并使鋼水成型的關鍵部件，因此要求其內壁材質導熱系數要高。膨脹關鍵部件，因此要求其內壁材質導熱系數要高。膨脹系數要低，在高溫下有足夠的強度和耐磨性；塑性還系數要低，在高溫下有足夠的強度和耐磨性；塑性還要好，易于加工。紫銅板導熱性能良好，但強度和硬要好，易于加工。紫銅板導熱性能良好，但強度和硬度都低，尤其在高溫下強度就更低，因而其壽命較短。度都低，尤其在高溫下強度就更低，因而其壽命較短。為了提高壽命，普遍采用銅合金制作結晶器內壁，如：為了提高壽命，普遍采用銅合金制作結晶器內壁，如：銅銀合金、銅銅銀合金、銅-鉻鉻-鋯鋯-砷合金、銅砷合金、銅

33、-鎂鎂-鋯合金等。鋯合金等。在銅中加入含量為在銅中加入含量為0.08%0.12%的銀，就能提高結的銀，就能提高結晶器內壁的高溫強度和耐磨性。加銀的目的是為了提晶器內壁的高溫強度和耐磨性。加銀的目的是為了提高銅板的再結晶溫度，當含銀量在高銅板的再結晶溫度，當含銀量在0.080.1%時再結時再結晶器溫度為晶器溫度為318326(比普通銅板提高比普通銅板提高50)，高于它，高于它的工作溫度，在正常冷卻條件下結晶器內壁工作溫度的工作溫度，在正常冷卻條件下結晶器內壁工作溫度為為250320，這樣可以防止再結晶。，這樣可以防止再結晶。33n在銅中加入含量力在銅中加入含量力0.5%的鉻或加入一定量的磷，可的

34、鉻或加入一定量的磷，可顯著提高結晶器的使用壽命。顯著提高結晶器的使用壽命。n結晶器工作時與高溫鑄坯直接接觸，兩者之間經常結晶器工作時與高溫鑄坯直接接觸，兩者之間經常處于滑動摩擦狀態(tài)，為了提高結晶器的導熱性能，其處于滑動摩擦狀態(tài)，為了提高結晶器的導熱性能，其內壁一般用銅合金制成，但其硬度較低，因此，為了內壁一般用銅合金制成，但其硬度較低，因此，為了提高結晶器內壁銅合金板耐磨性和壽命而采取在結晶提高結晶器內壁銅合金板耐磨性和壽命而采取在結晶器的銅板上鍍層的辦法。目前，單一鍍層主要用鉻或器的銅板上鍍層的辦法。目前，單一鍍層主要用鉻或鎳，復合鍍層用鎳、鎳合金和鉻三層鍍層，比單獨鍍鎳，復合鍍層用鎳、鎳合

35、金和鉻三層鍍層，比單獨鍍鎳壽命提高鎳壽命提高5-7倍；還有鎳、鎢、鐵鍍層，由于鎢和倍；還有鎳、鎢、鐵鍍層，由于鎢和鐵的加入，其強度和硬度都適合高拉速鑄機使用。鐵的加入，其強度和硬度都適合高拉速鑄機使用。 4.4 結晶器的材質和壽命結晶器的材質和壽命34n結晶器的壽命，可用結晶器澆注鑄坯的長度來表結晶器的壽命，可用結晶器澆注鑄坯的長度來表示。在一般操作條件下，一個結晶器可澆注板坯示。在一般操作條件下，一個結晶器可澆注板坯1000015000m長。也有用結晶器從開始使用到修長。也有用結晶器從開始使用到修理前所澆注的爐數來表示，其范圍為理前所澆注的爐數來表示，其范圍為100150爐。爐。n提高結晶器

36、壽命的措施有：提高結晶器壽命的措施有：(1)提高結晶器冷卻水水質；提高結晶器冷卻水水質；(2)保證結晶器足輥、二次冷卻區(qū)的對弧精度；定期保證結晶器足輥、二次冷卻區(qū)的對弧精度；定期檢修結晶器；檢修結晶器；(3)合理選擇結晶器內壁材質及設計參數等。合理選擇結晶器內壁材質及設計參數等。 4.4 結晶器的材質和壽命結晶器的材質和壽命354.5 結晶器的冶金作用結晶器的冶金作用(1)保證凝固坯殼均勻生長；保證凝固坯殼均勻生長；(2)液相穴夾雜物上浮和排除；液相穴夾雜物上浮和排除；(3) 結晶器微合金化；結晶器微合金化；u結晶器喂包芯線，通過中間包塞棒和浸入式水口喂結晶器喂包芯線，通過中間包塞棒和浸入式水

37、口喂包芯線，包芯線含有包芯線，包芯線含有90%Al粉和鐵粉；粉和鐵粉；u結晶器喂稀土絲。結晶器喂稀土絲。(4)凝固組織的控制。凝固組織的控制。 u在結晶器內加微型冷卻劑在結晶器內加微型冷卻劑(如微細鐵末如微細鐵末)，喂入薄鋼，喂入薄鋼帶或噴入金屬粉末，以降低鋼水過熱度，使結晶器內帶或噴入金屬粉末，以降低鋼水過熱度，使結晶器內鋼水在液相線溫度凝固，增加鑄坯等軸晶區(qū)，改善鑄鋼水在液相線溫度凝固，增加鑄坯等軸晶區(qū)，改善鑄態(tài)組織，減輕中心偏析。態(tài)組織，減輕中心偏析。36n 調寬裝置是在結晶器的每個窄面中心線的上下兩調寬裝置是在結晶器的每個窄面中心線的上下兩個部位各安裝一套蝸輪絲桿伺服馬達，并帶有位個部

38、位各安裝一套蝸輪絲桿伺服馬達，并帶有位置控制器。每一個蝸輪傳動軸跟伺服馬達相聯(lián)接。置控制器。每一個蝸輪傳動軸跟伺服馬達相聯(lián)接。在自動調寬時，結晶器兩個窄邊的在自動調寬時，結晶器兩個窄邊的4套蝸桿伺服馬套蝸桿伺服馬達傳動裝置驅動兩個窄邊相向或反向同速運行，達傳動裝置驅動兩個窄邊相向或反向同速運行，實現調寬所要達到的寬度。可以在澆鑄前將結晶實現調寬所要達到的寬度。可以在澆鑄前將結晶器調整到所要求的寬度，也可以邊澆鑄邊改變結器調整到所要求的寬度，也可以邊澆鑄邊改變結晶器的寬度。晶器的寬度。4.6 結晶器調寬裝置結晶器調寬裝置37結晶器斷面調寬裝置結晶器斷面調寬裝置 a-由窄調寬；由窄調寬；b-由寬調

39、窄由寬調窄 通過移動結晶器的窄邊來調整它的寬度，調整方法是對兩側通過移動結晶器的窄邊來調整它的寬度，調整方法是對兩側窄邊多次小步向外窄邊多次小步向外(由窄調寬由窄調寬)或向內或向內(由寬調窄由寬調窄)移動，調節(jié)的順移動，調節(jié)的順序依次按序依次按1、2、3進行，直至達到新的寬度為止，最后一次進行，直至達到新的寬度為止，最后一次調整應滿足結晶器新寬度的設定錐度值。每次調節(jié)量約為初始調整應滿足結晶器新寬度的設定錐度值。每次調節(jié)量約為初始錐度的錐度的1/4，調節(jié)速度為，調節(jié)速度為2050 mm/min，調節(jié)是由每個窄邊的，調節(jié)是由每個窄邊的上下各有兩套機構實現的，采用計算機控制。上下各有兩套機構實現的

40、，采用計算機控制。384.7 結晶器保護渣結晶器保護渣n為了提高連續(xù)澆注鋼坯的質量，強化保護澆注工藝，為了提高連續(xù)澆注鋼坯的質量，強化保護澆注工藝，使用一種固態(tài)粉渣覆蓋在結晶器鋼液面上形成一層保護使用一種固態(tài)粉渣覆蓋在結晶器鋼液面上形成一層保護渣。結晶器保護渣的作用：渣。結晶器保護渣的作用：(1)覆蓋鋼水絕熱保溫覆蓋鋼水絕熱保溫u位于結晶器液面上層的粉狀渣層，結構松散，具有良位于結晶器液面上層的粉狀渣層，結構松散，具有良好的絕熱保溫作用，可提高結晶器彎月面溫度，可減少好的絕熱保溫作用，可提高結晶器彎月面溫度，可減少渣圈的生成或過分長大。尤其是在澆鑄高碳鋼時，提高渣圈的生成或過分長大。尤其是在澆

41、鑄高碳鋼時，提高保護渣的絕熱保溫性能，對改善鑄坯潤滑有利；保護渣的絕熱保溫性能，對改善鑄坯潤滑有利；39(2)隔絕空氣，防止鋼液特別是彎月面的二次氧化隔絕空氣，防止鋼液特別是彎月面的二次氧化u保護渣加入到鋼液面后，覆蓋于鋼水面上的液渣層隔保護渣加入到鋼液面后，覆蓋于鋼水面上的液渣層隔絕空氣與鋼水表面的接觸，保護鋼水表面不受空氣的二絕空氣與鋼水表面的接觸，保護鋼水表面不受空氣的二次氧化。次氧化。n為了更好地起到保護為了更好地起到保護作用，液渣層應均勻覆作用，液渣層應均勻覆蓋于鋼水面上，渣中不蓋于鋼水面上，渣中不應含有使鋼氧化的成分，應含有使鋼氧化的成分，如應限制渣中如應限制渣中(FeO)含量含量

42、小于小于1%，熔渣的透氣性，熔渣的透氣性要好，對鋼液的潤濕性要好，對鋼液的潤濕性要好；要好；4.7 結晶器保護渣結晶器保護渣40(3)凈化鋼液界面，吸附溶解上浮到鋼渣界面上的非金凈化鋼液界面，吸附溶解上浮到鋼渣界面上的非金屬夾雜物屬夾雜物u為防止鋼液上浮的夾雜物被卷入凝固殼，造成鑄坯為防止鋼液上浮的夾雜物被卷入凝固殼，造成鑄坯表面或皮下缺陷，因此，保護渣的液渣層應具有良好表面或皮下缺陷，因此，保護渣的液渣層應具有良好的吸收和溶解夾雜物理學能力。為此保護渣的熔渣應的吸收和溶解夾雜物理學能力。為此保護渣的熔渣應有低的粘度，對氧化物夾雜的潤濕性好，吸收夾雜物有低的粘度，對氧化物夾雜的潤濕性好，吸收夾

43、雜物以后自身性能要穩(wěn)定，目前用的都屬于硅酸鹽類的保以后自身性能要穩(wěn)定，目前用的都屬于硅酸鹽類的保護渣。護渣。4.7 結晶器保護渣結晶器保護渣41(4)在結晶器壁與連鑄坯殼之間形成一層渣膜起潤滑作在結晶器壁與連鑄坯殼之間形成一層渣膜起潤滑作用，減少拉坯阻力，防止結晶器壁與凝固殼的粘結；用，減少拉坯阻力，防止結晶器壁與凝固殼的粘結；(5)控制傳熱的速度和均勻性。控制傳熱的速度和均勻性。u流入坯殼和結晶器間隙內的液態(tài)渣形成渣膜，以控流入坯殼和結晶器間隙內的液態(tài)渣形成渣膜，以控制鑄坯向結晶器傳熱速度，保持坯殼均勻生長。保護制鑄坯向結晶器傳熱速度，保持坯殼均勻生長。保護渣熔化形成的液渣，可以改善傳熱的均

44、勻性，提高鑄渣熔化形成的液渣，可以改善傳熱的均勻性，提高鑄坯質量。充填坯殼與結晶器壁之間的氣隙，改善結晶坯質量。充填坯殼與結晶器壁之間的氣隙，改善結晶器傳熱。器傳熱。4.7 結晶器保護渣結晶器保護渣424.7 保護渣在結晶器內的行為保護渣在結晶器內的行為434.7 連鑄過程中彎月面形成連鑄過程中彎月面形成n 隨著結晶器的上下振動，鋼液注隨著結晶器的上下振動，鋼液注入結晶器內，且保持一定的液面入結晶器內，且保持一定的液面高度，高度，由于鋼液是金屬鍵，強度由于鋼液是金屬鍵，強度大，表面張力大大，表面張力大，因而在結晶器，因而在結晶器銅壁處鋼液形成了向內壁突出的銅壁處鋼液形成了向內壁突出的彎月面。彎

45、月面。n 彎月面是凝固坯殼生長的起始點，彎月面是凝固坯殼生長的起始點，它的性質在很大程度上決定了鑄它的性質在很大程度上決定了鑄坯表面質量。坯表面質量。n 連鑄結晶器彎月面區(qū)域的定義為連鑄結晶器彎月面區(qū)域的定義為:從彎月面根部以下從彎月面根部以下45mm到根部以到根部以上上45mm從結晶器內壁到離壁從結晶器內壁到離壁20mm處的區(qū)域。處的區(qū)域。444.7 鋼液彎月面的作用鋼液彎月面的作用n 受結晶器的強烈冷卻作用，突出的彎月面開始凝受結晶器的強烈冷卻作用，突出的彎月面開始凝固，形成了極薄的坯殼，在向下運動的過程中受固，形成了極薄的坯殼，在向下運動的過程中受鋼水靜壓力的作用變形，形成了鑄坯的凝固殼

46、。鋼水靜壓力的作用變形，形成了鑄坯的凝固殼。n 如果彎月面表面干凈，具有較大的曲率半徑，變如果彎月面表面干凈，具有較大的曲率半徑，變形能力大，就容易恢復變平，則鑄坯的某些表面形能力大，就容易恢復變平，則鑄坯的某些表面缺陷就難以產生。缺陷就難以產生。45n 連鑄過程中，由于熱量傳遞、連鑄過程中，由于熱量傳遞、化學反應、機械振動和物質化學反應、機械振動和物質遷移，結晶器內的保護渣構遷移，結晶器內的保護渣構成了一個非穩(wěn)態(tài)體系因此，成了一個非穩(wěn)態(tài)體系因此，凝固過程的影響變得復雜和凝固過程的影響變得復雜和難于控制。難于控制。n 把結晶器保護渣加入到結晶把結晶器保護渣加入到結晶器鋼液面上，它可以迅速形器鋼

47、液面上，它可以迅速形成三層熔融結構，整個渣層成三層熔融結構，整個渣層的厚度約為的厚度約為3050mm。最。最典型的保護渣為三層結構：典型的保護渣為三層結構：即由上至下依次為粉渣層、即由上至下依次為粉渣層、燒結層和熔融層。燒結層和熔融層。結晶器內保護渣分布結晶器內保護渣分布示意圖示意圖4.7 連鑄保護渣層的熔融結構連鑄保護渣層的熔融結構46n 成分設計是連鑄保護渣研制、成分設計是連鑄保護渣研制、應用的基礎環(huán)節(jié)，成分設計的應用的基礎環(huán)節(jié)，成分設計的優(yōu)劣決定著保護渣的性能，并優(yōu)劣決定著保護渣的性能，并最終影響連鑄坯質量。最終影響連鑄坯質量。n 連鑄保護渣成分設計原則：連鑄保護渣成分設計原則：(1)保

48、護渣具有合理的熔化溫度、保護渣具有合理的熔化溫度、熔化速度和熔融結構；熔化速度和熔融結構；(2)保護渣具有穩(wěn)定適宜的粘度；保護渣具有穩(wěn)定適宜的粘度；(3)保護渣具有合理的結晶溫度和保護渣具有合理的結晶溫度和礦物組成；礦物組成；(4)保護渣具有足夠的吸收夾雜物保護渣具有足夠的吸收夾雜物容量；容量；(5)使保護渣的加工、使用符合環(huán)使保護渣的加工、使用符合環(huán)保要求。保要求。4.7 連鑄保護渣的成分設計連鑄保護渣的成分設計成分設計及質量控制成分設計及質量控制保護渣的熔化保護渣的熔化熔渣池的形成熔渣池的形成熔渣向氣隙的流入熔渣向氣隙的流入對坯殼形成的影響對坯殼形成的影響鑄坯結晶器傳熱鑄坯結晶器傳熱鑄坯液

49、渣潤滑鑄坯液渣潤滑連鑄坯表面質量連鑄坯表面質量47n 首先要考慮獲得穩(wěn)定的三層渣層結構，以實現保首先要考慮獲得穩(wěn)定的三層渣層結構，以實現保護渣的各種作用。其次要從當地的資源情況出發(fā)，護渣的各種作用。其次要從當地的資源情況出發(fā)，降低保護渣的成本。降低保護渣的成本。1.選取：以選?。阂許iO2-CaO-Al2O3系中的低熔點、低粘度區(qū)系中的低熔點、低粘度區(qū)為基礎，含有適當的為基礎，含有適當的Na2O，CaF2等元素。等元素。(CaO=3050%，SiO2=4560%，Al2O320%)熔熔點點13001500。2.組成：組成：(1)基料部分：提供基料部分：提供SiO2，CaO和和Al2O3的基本造

50、渣料。的基本造渣料。(2)輔助材料：調節(jié)熔化溫度及粘度而提供輔助材料：調節(jié)熔化溫度及粘度而提供Na2O，CaF2等成分，起助熔作用。等成分，起助熔作用。4.7 保護渣的組成保護渣的組成48(3)熔速調節(jié)劑：為調劑熔化速度而配入的能提供碳熔速調節(jié)劑：為調劑熔化速度而配入的能提供碳粒的材料。粒的材料。SiO2，CaO各占各占50% -為了保持保護渣的中為了保持保護渣的中性和弱酸性性和弱酸性.CaO/SiO2=0.61.2-對氧化性夾雜有較好的對氧化性夾雜有較好的潤濕作用，潤濕作用，SiO2易于吸收難溶浮渣易于吸收難溶浮渣TiO2，CaO吸收吸收Al2O3和和Cr2O3?？刂瓶刂艫l2O3=5%15

51、% -降低熔渣熔點降低熔渣熔點控制控制(FeO)5% - 降低熔渣氧化性降低熔渣氧化性加炭質材料加炭質材料3%7% - 控制熔渣熔化速度控制熔渣熔化速度助熔材料的加入量取決于澆注的鋼種和熔融助熔材料的加入量取決于澆注的鋼種和熔融保護渣需要的粘度。保護渣需要的粘度。4.7 保護渣的組成保護渣的組成49(1)熔化溫度熔化溫度保護渣由多組元構成，因此，沒有固定的熔點，保護渣由多組元構成，因此，沒有固定的熔點，它從熔化開始到熔化終了是一個溫度范圍。為方它從熔化開始到熔化終了是一個溫度范圍。為方便起見，人們常把具有一定流動性時的溫度定義便起見，人們常把具有一定流動性時的溫度定義為熔化溫度，簡稱為熔點。保

52、護渣的熔化溫度主為熔化溫度，簡稱為熔點。保護渣的熔化溫度主要決定于渣子的化學成分。它與基料的組成和成要決定于渣子的化學成分。它與基料的組成和成分有關，也與配加助熔劑的種類和成分、渣料粒分有關，也與配加助熔劑的種類和成分、渣料粒度的大小等有關。度的大小等有關。4.7 保護渣的熔化性能保護渣的熔化性能50(2)熔化速度熔化速度保護渣熔化速度通常用一定重量的試樣在一定保護渣熔化速度通常用一定重量的試樣在一定的溫度下完全熔化所需的時間來表示。保護渣的的溫度下完全熔化所需的時間來表示。保護渣的熔化速度決定了鋼液面上形成液渣層厚度和渣的熔化速度決定了鋼液面上形成液渣層厚度和渣的消耗量。如果熔化速度過快，粉

53、渣層不易保持，消耗量。如果熔化速度過快，粉渣層不易保持，使熱損失增大，液渣面易結殼，可能導致夾渣。使熱損失增大，液渣面易結殼，可能導致夾渣。熔化速度過慢形成液渣層過薄。過快過慢的熔化熔化速度過慢形成液渣層過薄。過快過慢的熔化速度都容易造成渣膜的厚薄不均。保護渣的熔化速度都容易造成渣膜的厚薄不均。保護渣的熔化速度主要靠配入渣中的炭質材料來調節(jié)。速度主要靠配入渣中的炭質材料來調節(jié)。4.7 保護渣的熔化性能保護渣的熔化性能51(3)熔化均勻性熔化均勻性保護渣加入結晶器后，要求易于熔化，且能均保護渣加入結晶器后，要求易于熔化，且能均勻熔化，鋪展到整個鋼液面上，并能沿四周均勻勻熔化，鋪展到整個鋼液面上，

54、并能沿四周均勻地流入結晶器和坯殼之間。因此對保護渣的基料地流入結晶器和坯殼之間。因此對保護渣的基料化學成分要選擇得當，最好選擇接近液渣礦相共化學成分要選擇得當，最好選擇接近液渣礦相共晶線的成分；渣料的粒度要?。粦浞謹嚢杌蜃憔Ь€的成分；渣料的粒度要小；應充分攪拌或足夠的粉渣研磨時間，達到混合均勻。夠的粉渣研磨時間，達到混合均勻。4.7 保護渣的熔化性能保護渣的熔化性能524.8 保護渣應用范例保護渣應用范例4.8.1大板坯連鑄保護渣大板坯連鑄保護渣4.8.2薄板坯連鑄保護渣薄板坯連鑄保護渣4.8.3方坯連鑄保護渣方坯連鑄保護渣4.8.4合金鋼連鑄保護渣合金鋼連鑄保護渣4.8.5超低碳鋼連鑄保護

55、渣超低碳鋼連鑄保護渣534.8.1 大板坯連鑄保護渣大板坯連鑄保護渣n 由于大板坯和寬厚板坯產量大，金屬收得率高和由于大板坯和寬厚板坯產量大，金屬收得率高和節(jié)約能源，在連鑄產量中占有較大比例。節(jié)約能源，在連鑄產量中占有較大比例。n 大斷面的鑄坯裂紋敏感性強，尤其是表面縱裂紋，大斷面的鑄坯裂紋敏感性強，尤其是表面縱裂紋，是大板坯連鑄的一個主要問題。其次是表面夾渣，是大板坯連鑄的一個主要問題。其次是表面夾渣，這些缺陷與保護渣性能密切相關。因此，對大板這些缺陷與保護渣性能密切相關。因此，對大板坯和厚板坯用結晶器保護渣進行系統(tǒng)研究十分必坯和厚板坯用結晶器保護渣進行系統(tǒng)研究十分必要。要。544.8.1

56、大板坯凝固特點大板坯凝固特點n 凝固過程中，沿寬邊水平方向有較大的拉伸應力，凝固過程中，沿寬邊水平方向有較大的拉伸應力，隨鑄坯寬度增大而增大，是造成板坯縱裂紋的主隨鑄坯寬度增大而增大，是造成板坯縱裂紋的主要原因；要原因；n 凝固過程中，結晶器各部位溫度場不均勻，凝固凝固過程中，結晶器各部位溫度場不均勻，凝固殼厚度不等，尤其是含碳量為殼厚度不等，尤其是含碳量為0.10%0.15%的鋼的鋼種；種；n 連鑄過程中，結晶器壁與坯殼之間的縫隙不同，連鑄過程中，結晶器壁與坯殼之間的縫隙不同，渣膜厚度相差很大，傳熱性能差異造成坯殼厚度渣膜厚度相差很大，傳熱性能差異造成坯殼厚度不同，易引起縱裂紋產生；不同，易

57、引起縱裂紋產生；n 拉速越大，摩擦力越大，促進了縱裂紋的產生。拉速越大，摩擦力越大，促進了縱裂紋的產生。554.8.2 薄板坯連鑄保護渣薄板坯連鑄保護渣n 薄板坯連鑄以產量高，節(jié)約能源、節(jié)省投資費用、薄板坯連鑄以產量高，節(jié)約能源、節(jié)省投資費用、減少加工成本、提高產品質量、經濟效益好以及減少加工成本、提高產品質量、經濟效益好以及產品接近成品等優(yōu)點，受到許多冶金企業(yè)的青睞，產品接近成品等優(yōu)點，受到許多冶金企業(yè)的青睞，發(fā)展速度比較快。通常所說的薄板坯連鑄，是指發(fā)展速度比較快。通常所說的薄板坯連鑄，是指鑄坯厚度在鑄坯厚度在30mm70mm范圍內，采用浸入式水范圍內，采用浸入式水口保護澆注的連鑄工藝。目

58、前，國內很多廠家已口保護澆注的連鑄工藝。目前，國內很多廠家已經投產薄板坯連鑄生產線，如本鋼、珠江鋼廠、經投產薄板坯連鑄生產線，如本鋼、珠江鋼廠、張家港鋼廠、邯鄲鋼廠等。張家港鋼廠、邯鄲鋼廠等。564.8.2 薄板坯連鑄的特點薄板坯連鑄的特點n 拉坯速度快，一般拉速為拉坯速度快，一般拉速為3.06.0m/min，表面振痕，表面振痕淺，表面質量好；淺，表面質量好；n 由于拉速快，單位時間注入結晶器內的鋼液量大，由于拉速快，單位時間注入結晶器內的鋼液量大，且水口形狀為扁狀，結晶器內鋼液攪拌劇烈，容易且水口形狀為扁狀，結晶器內鋼液攪拌劇烈，容易導致卷渣；導致卷渣；n 薄板坯結晶器處溫度場不均勻和流股的

59、強烈沖擊，薄板坯結晶器處溫度場不均勻和流股的強烈沖擊，坯殼凝固不均勻，易產生裂紋；坯殼凝固不均勻，易產生裂紋；n 鋼液散熱速度快，鋼液凝固快，如拉坯速度配合不鋼液散熱速度快，鋼液凝固快，如拉坯速度配合不當，鑄坯易產生表面和皮下夾渣和皺皮等缺陷；當，鑄坯易產生表面和皮下夾渣和皺皮等缺陷；n 拉速變化范圍寬，幅度大，鑄坯易產生夾渣和漏鋼。拉速變化范圍寬，幅度大，鑄坯易產生夾渣和漏鋼。574.8.2 薄板坯連鑄保護渣的要求薄板坯連鑄保護渣的要求(1)保護渣成渣速度快保護渣成渣速度快 由于拉速快，幅度變化大，且薄板坯噸鋼表面積大，由于拉速快，幅度變化大，且薄板坯噸鋼表面積大，渣耗量大，因此單位時間內成

60、渣速度必須快，否則渣耗量大，因此單位時間內成渣速度必須快，否則液渣層變薄造成表面缺陷。液渣層變薄造成表面缺陷。(2)對性能的要求對性能的要求 薄板坯連鑄由于結晶器散熱快，液面溫度低，因此薄板坯連鑄由于結晶器散熱快，液面溫度低，因此要求熔化溫度和粘度均應低一些，而熔化速度必須要求熔化溫度和粘度均應低一些，而熔化速度必須快。粘度和熔化溫度低一些，也可以增大渣耗量，快。粘度和熔化溫度低一些，也可以增大渣耗量，改善玻璃性能和潤滑性能改善玻璃性能和潤滑性能。584.8.3 方坯連鑄保護渣方坯連鑄保護渣n 在連鑄生產中，方坯連鑄占有很重要地位，我國方在連鑄生產中，方坯連鑄占有很重要地位，我國方坯連鑄機多為