【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 *什么是負(fù)滑脫量 ? 答：在結(jié)晶器下振速度大于拉坯速度時(shí)，稱為“負(fù)滑脫”。負(fù)滑脫量 的定義為： %100ma x ???拉拉VVV?? *什么是結(jié)晶器超前量 ? 答：結(jié)晶器超前量指負(fù)滑脫時(shí)問(wèn)里結(jié)晶器行程超過(guò)鑄坯的那段距離。研究認(rèn)為，結(jié)晶器超前量取 3~4mm較合適。一方面，結(jié)晶器超前量應(yīng)足夠大，以確保坯殼在鋼液面處能與結(jié)晶器較好地分離，防止粘結(jié)；另一方面，結(jié)晶器超前量也不能太大，否則會(huì)產(chǎn)生深的、不均勻的振痕。 負(fù)滑脫能幫助“脫模”，有利于拉裂坯殼的愈合。 根據(jù)結(jié)晶器振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)軌跡可將振動(dòng)方式分為 非正弦振動(dòng)和正弦振動(dòng) 兩大類 。 非正弦振動(dòng)使結(jié)晶器振動(dòng)的速度變化較大 ， 引起較大慣性力矩 ， 對(duì)重要的零件和軸承產(chǎn)生很大負(fù)荷 。正弦型振動(dòng)以四偏心機(jī)構(gòu)為首推 ， 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) ， 零件壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn) 。 結(jié)晶器振動(dòng)方式 振動(dòng)主要參數(shù) ① 振幅： 振動(dòng)曲線半波的行程 ， 或上下運(yùn)行總行程的 1/2，常用字母 A表示 。 ② 振頻： 單位時(shí)間內(nèi)振動(dòng)的次數(shù) ③ 振動(dòng)速度 :即振動(dòng)線速度 AVEf c4)1(1000 ???tVV ?? sinmax0 ④ 平均振動(dòng)速度 :即完整周期中振動(dòng)速度的平均值 ⑤ 最大振動(dòng)速度：振動(dòng)周期中速度達(dá)到的最大值 ⑥負(fù)滑脫時(shí)間：即結(jié)晶器向下振動(dòng)時(shí)，速度超過(guò)拉速的那一段時(shí)間 . ⑦負(fù)滑脫率，通常用下式表達(dá) AfV 20 ? ???????? ???? fA Vft 100 0arcc os60ccVVVE ?0 圖 228 正弦振動(dòng)和非正弦振動(dòng)曲線 1一非正弦振動(dòng)； 2一正弦振動(dòng) 目前總的趨勢(shì)是： 正弦振動(dòng)方式采用高頻率、小振幅、較大的負(fù)滑脫量的振動(dòng)較為有利。非正弦振動(dòng)因?yàn)榭梢员ＷC高速連鑄條件下有良好的潤(rùn)滑和最小的摩擦力，隨著高速連鑄的發(fā)展，非正弦振動(dòng)方式得到了開發(fā)應(yīng)用。 *什么是結(jié)晶器非正弦振動(dòng)，有什么優(yōu)點(diǎn) ? 答：結(jié)晶器非正弦振動(dòng)是結(jié)晶器在振動(dòng)時(shí)，其位移量在與正弦振動(dòng)相同值的前提下，使結(jié)晶器上升具有比下降時(shí)間更長(zhǎng)的的振動(dòng)波形，該波形有利于保護(hù)渣的消耗。 因拉速越高，保護(hù)渣的消耗量越低，潤(rùn)滑效果越差，尤其在結(jié)晶器液面附近發(fā)生漏鋼的危險(xiǎn)就越大。如何能提高彎月液面下鑄坯與結(jié)晶器的潤(rùn)滑就成為突出的問(wèn)題。結(jié)晶器非正弦振動(dòng)波形使正滑脫時(shí)問(wèn)增長(zhǎng)，負(fù)滑脫時(shí)問(wèn)減少，減小拉坯阻力，增加保護(hù)渣的消耗量，增加鑄坯與結(jié)晶器的潤(rùn)滑，減少漏鋼。 振動(dòng)參數(shù)的確定和控制 早期板坯機(jī)采用振幅為 5～ 8mm， 振頻最大不超過(guò)120min1， 負(fù)滑脫率一般取 40%。 采用高頻小振幅 ，振幅一般為 2～ 4mm， 振頻達(dá)到 200min1， 負(fù)滑脫率取 20%～ 40% 。 有特殊需要 ， 振幅可進(jìn)一步減小到1～ 2mm， 振頻最高可達(dá)到 400 min1。 *結(jié)晶器參數(shù)優(yōu)化與提高鑄坯質(zhì)量有什么關(guān)系 ? 答：通過(guò)結(jié)晶器參數(shù)優(yōu)化，能提高連鑄生產(chǎn)鑄坯表面和皮下質(zhì)量。 結(jié)晶器特性參數(shù)優(yōu)化 ： 優(yōu)化結(jié)晶器支撐形式， 能改進(jìn)結(jié)晶器等均勻變形。 優(yōu)化銅管厚度與圓角半徑， 使鑄坯與結(jié)晶器粘結(jié)現(xiàn)象下降并有助于消除鑄坯縱向偏角裂。 優(yōu)化銅管倒錐度， 能使氣隙熱阻顯著下降，有利于提高拉速和鑄坯表面質(zhì)量。 優(yōu)化銅管材質(zhì)， 能提高銅管的軟化溫度，銅管不易變形。 優(yōu)化銅管長(zhǎng)度， 有利于延長(zhǎng)凝固坯殼在結(jié)晶器內(nèi)的停留時(shí)間，減少漏鋼和脫方。 結(jié)晶器冷卻參數(shù)優(yōu)化： 優(yōu)化水縫寬度， 對(duì)降低結(jié)晶受熱面溫度和減少結(jié)晶器變形都有利。 優(yōu)化水套形式， 能很好地解決水套內(nèi)腔形狀及尺寸精度控制，有利于窄水縫技術(shù)的進(jìn)一步推行。 優(yōu)化冷卻水壓力， 能使水速進(jìn)一步提高，有利于降低結(jié)晶器熱面溫度和減少結(jié)晶器熱變形。 優(yōu)化水質(zhì)， 能保持銅管壁上盡可能無(wú)沉淀物和水垢，減少結(jié)晶器永久變形，提高銅管使用壽命。 結(jié)晶器振動(dòng)特性參數(shù)優(yōu)化： 優(yōu)化負(fù)滑脫時(shí)間， 能使振痕深度降低，振痕均勻性更趨一致，提高鑄坯表面質(zhì)量。 優(yōu)化結(jié)晶器超前量， 能防止粘結(jié)現(xiàn)象發(fā)生，避免產(chǎn)生較深的不均勻的振痕。 優(yōu)化結(jié)晶器內(nèi)鋼液面水平， 既能避免銅管此過(guò)程產(chǎn)生永久變形，又能使凝固坯殼在結(jié)晶器內(nèi)滯留時(shí)間不至于太短，有利于連鑄生產(chǎn)和鑄坯質(zhì)量的提高。 如何減小鑄坯振痕 ? 為了防止拉漏，減小結(jié)晶器阻力，采取了結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù)，但是由于結(jié)晶器振動(dòng)，在鑄坯表面產(chǎn)生了橫向痕跡，此痕跡稱振痕，振痕為溝狀，其間距h=V／ f，其中 V為拉坯速度， f為振動(dòng)頻率。 研究表明，振痕處易形成裂紋和成份的偏析，隨著振痕深度的加深而加重。因此減小振痕深度是改善鑄坯表面質(zhì)量極為有效的措施。 振痕深度與結(jié)晶器振動(dòng)負(fù)滑脫時(shí)間有關(guān)，負(fù)滑脫時(shí)間越短，振痕深度就越淺。負(fù)滑脫時(shí)間又與結(jié)晶器振動(dòng)頻率和振幅有關(guān)，它可用下式表示 式中 f——振動(dòng)頻率， 1／ min； V——拉坯速度， m／ min； h——振幅， mm。 由上式可見(jiàn)，高頻率小振幅可以減小負(fù)滑脫時(shí)間 tm。為此近代連鑄機(jī)廣泛采用高頻率小振幅來(lái)減小振痕深度改善鑄坯表面質(zhì)量。 研究表明，振痕深度與保護(hù)渣粘度以及消耗量有關(guān)，粘度大，消耗量少，可以減小振痕深度。 )(1000cos60 1 sfh Vfht m ?? ?? 結(jié)晶器冷卻水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)注意什么？ ?在結(jié)晶器冷卻水循環(huán)系統(tǒng)中，為清除混進(jìn)冷卻水中的雜質(zhì)，在每臺(tái)連鑄機(jī)上都應(yīng)設(shè)置自洗式過(guò)濾器，并安裝在連鑄機(jī)附近的閥室，以便集中控制和手動(dòng)操作。 ? 結(jié)晶器的冷卻水回路都匯集到機(jī)器的間接冷卻水主管道中，并流回水處理系統(tǒng)。 ? 為便于水管的裝卸，結(jié)晶器冷水配管與管道水管之間都采甩伸縮接頭連接，以便適應(yīng)結(jié)晶器上下振動(dòng)。 ?為保證冷卻水能充滿冷卻水箱及備管路，在最高處應(yīng)設(shè)置空氣排除配管棗程旋塞，以便捧盡管路中的空氣。 結(jié)晶器錐度的新技術(shù) （ 1） 方坯連鑄機(jī)多采用拋物線錐度、三錐度 , 在彎月面處最大 , 為 %/m, 冷卻水流速提高到 12 m/s, 提高了散熱能力。結(jié)晶器的幾何形狀適應(yīng)了其收縮變化過(guò)程。因此 , 模壁與坯殼始終能和中部坯殼一樣均勻地生長(zhǎng)。抑制了裂紋和漏鋼及菱度缺陷 , 拉速當(dāng)然提高。板坯結(jié)晶器以增加銅板厚度 , 冷卻水水縫變窄為 5 mm, 冷卻水流速提高到 9 m/s, 壽命和拉速均提高。 結(jié)晶器液面波動(dòng)控制技術(shù) ? 目前 , 通過(guò)同位素法 (Co60 或 Se137) 、熱電偶法、電磁渦流法、浮子法、紅外線法等 , 常用的是同位素法和電磁渦流法?？蓪⒁好娌▌?dòng)控制在177。 3 mm 以內(nèi) , 最好的已經(jīng)達(dá)到 1 mm。 結(jié)晶器振動(dòng)技術(shù) ? 高拉速要求結(jié)晶器振動(dòng)裝置負(fù)滑脫時(shí)間稍短些 , 以控制振痕深度 。 正滑脫時(shí)間稍長(zhǎng)些 , 以增加保護(hù)渣消耗量。傳統(tǒng)的正弦振動(dòng)形式已難以奏效 , 而非正弦振動(dòng)就顯示出了優(yōu)勢(shì)。非正弦振動(dòng)的最大特點(diǎn)是上升速度小 , 而移動(dòng)時(shí)間長(zhǎng) , 下降速度大而移動(dòng)時(shí)間短。 結(jié)晶器保護(hù)渣 保護(hù)渣的作用： ◆絕熱保溫； ◆防止氧化； ◆吸收夾雜物； ◆潤(rùn)滑和改善傳熱。 Schematic representation of the various mould powder phases during continuous casting 絕熱保溫、防止鋼液面結(jié)殼 在高溫鋼液面上加入低熔點(diǎn)的保護(hù)渣，一般要求保護(hù)渣形成液渣層、燒結(jié)層和原渣層三層結(jié)構(gòu)。 保護(hù)渣三層溫度，液渣層溫度較高，同鋼液溫度相近，燒結(jié)層在 800～ 900176。 C左右，原渣層 400～500176。 C。加入保護(hù)渣后，鋼水?dāng)U散的熱量比裸露鋼液散熱小 10倍，可以減少大量的熱損失，防止結(jié)殼。 隔絕空氣防止二次氧化 吸收鋼水中的夾雜物 要求保護(hù)渣具有良好的吸收熔解夾雜物的能力 。粘度低夾雜物熔解速度增加 ， 液渣的高堿度 、 低SiO Al2O 高 Na2O、 CaF2有利于提高夾雜物的熔解度 。 渣膜的潤(rùn)滑作用 結(jié)晶器內(nèi)鋼水表面張力和銅壁的冷卻作用 ， 形成了向內(nèi)彎曲的凝固殼 ， 加之結(jié)晶器振動(dòng)和氣隙的毛細(xì)管的作用 ， 可把彎月面上的液渣吸入坯殼與銅壁間的氣隙形成渣膜 ， 起潤(rùn)滑作用 。 改善結(jié)晶器傳熱 結(jié)晶器內(nèi)坯殼的收縮產(chǎn)生了氣隙，使熱阻增加，導(dǎo)致熱流減少，如果氣隙內(nèi)充滿均勻渣膜，氣隙熱阻減少將改善傳熱，凝固坯殼均勻生長(zhǎng)。 ? 高效連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣應(yīng)具有低粘度、低結(jié)晶溫度、低軟化及熔融溫度 , 合適的堿度及較快的熔化速度。日本學(xué)者提出 , 不宜經(jīng)常加 CaF2 和 Na2O 等助熔劑來(lái)降低其粘度和熔融溫度 , 否則會(huì)引起尖晶石等高熔點(diǎn)物質(zhì)析出 , 破壞熔渣的玻璃性 , 使?jié)櫥瑮l件惡化。可適當(dāng)加入 Li2O、 MgO、 BaO、 K2O 等助熔劑 , 對(duì)降低保護(hù)渣粘度和軟化溫度 , 抑制晶體析出、增大保護(hù)渣消耗量具有一定作用 。 結(jié)晶器保護(hù)渣新技術(shù) 二次冷卻系統(tǒng) 二次冷卻作用 (1)帶液心的鑄坯從結(jié)晶器拉出后，需噴水或噴氣水直接冷卻，使鑄坯快速凝固，以進(jìn)人拉矯區(qū)； (2)對(duì)未完全凝固的鑄坯起支撐、導(dǎo)向作用，防止鑄坯的變形； (3)在上引錠桿時(shí)對(duì)引錠桿起支撐、導(dǎo)向作用； (4)倘若是采用直結(jié)晶器的弧形連鑄機(jī)，二冷區(qū)的第一段還要把直坯彎成弧形坯； (5)如果采用多輥矯機(jī)時(shí)，二冷區(qū)的部分夾輥本身又是驅(qū)動(dòng)輥，起到拉坯作用； (6)對(duì)于橢圓形連鑄機(jī)，二冷區(qū)本身又是分段矯直區(qū)。 弧形連鑄機(jī)的二次冷卻裝置的重要性不亞于結(jié)晶器，它直接影響鑄坯的質(zhì)量、設(shè)備的操作和鑄機(jī)作業(yè)率。 在結(jié)晶器內(nèi)只有 20％的鋼液凝固，鑄坯僅僅形成 8～ 15 mm的薄坯殼，從結(jié)晶器拉出后，帶液心的鑄坯在二冷區(qū)內(nèi)邊運(yùn)行邊凝固。需控制鑄坯表面溫度沿澆注方向均勻下降，使之逐漸完全凝固，保證鑄坯的質(zhì)量。 二次冷卻裝置的結(jié)構(gòu) 圖 235 箱式結(jié)構(gòu) 1一鑄坯； 2一箱體； 3一夾輥 圖 236 房式結(jié)構(gòu) 1一牌坊架； 2一夾輥； 3一墊塊； 4一拉桿； 5一車輪 (開出式小車 ) 二次冷卻噴嘴及布置 A 噴嘴類型 好的噴嘴可使冷卻水充分霧化，水滴小又具有一定的噴射速度，能夠穿透沿鑄坯表面上升的水蒸氣而均勻分布于鑄坯表面。同時(shí)噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，不易堵塞，耗銅