【文章內(nèi)容簡介】 *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，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)滑脫時問里結(jié)晶器行程超過鑄坯的那段距離。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，否則會產(chǎn)生深的、不均勻的振痕。 負(fù)滑脫能幫助“脫?！保欣诶雅鳉さ挠?。 根據(jù)結(jié)晶器振動的運動軌跡可將振動方式分為 非正弦振動和正弦振動 兩大類 。 非正弦振動使結(jié)晶器振動的速度變化較大 ， 引起較大慣性力矩 ， 對重要的零件和軸承產(chǎn)生很大負(fù)荷 。正弦型振動以四偏心機構(gòu)為首推 ， 結(jié)構(gòu)簡單 ，運動平穩(wěn) ， 零件壽命長等優(yōu)點 。 結(jié)晶器振動方式 振動主要參數(shù) ① 振幅： 振動曲線半波的行程 ， 或上下運行總行程的 1/2，常用字母 A表示 。 ② 振頻： 單位時間內(nèi)振動的次數(shù) ③ 振動速度 :即振動線速度 AVEf c4)1(1000 ???tVV ?? sinmax0 ④ 平均振動速度 :即完整周期中振動速度的平均值 ⑤ 最大振動速度：振動周期中速度達(dá)到的最大值 ⑥負(fù)滑脫時間：即結(jié)晶器向下振動時，速度超過拉速的那一段時間 . ⑦負(fù)滑脫率，通常用下式表達(dá) AfV 20 ? ???????? ???? fA Vft 100 0arcc os60ccVVVE ?0 圖 228 正弦振動和非正弦振動曲線 1一非正弦振動； 2一正弦振動 目前總的趨勢是： 正弦振動方式采用高頻率、小振幅、較大的負(fù)滑脫量的振動較為有利。非正弦振動因為可以保證高速連鑄條件下有良好的潤滑和最小的摩擦力，隨著高速連鑄的發(fā)展，非正弦振動方式得到了開發(fā)應(yīng)用。 *什么是結(jié)晶器非正弦振動，有什么優(yōu)點 ? 答：結(jié)晶器非正弦振動是結(jié)晶器在振動時，其位移量在與正弦振動相同值的前提下，使結(jié)晶器上升具有比下降時間更長的的振動波形，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，潤滑效果越差，尤其在結(jié)晶器液面附近發(fā)生漏鋼的危險就越大。如何能提高彎月液面下鑄坯與結(jié)晶器的潤滑就成為突出的問題。結(jié)晶器非正弦振動波形使正滑脫時問增長，負(fù)滑脫時問減少，減小拉坯阻力，增加保護(hù)渣的消耗量，增加鑄坯與結(jié)晶器的潤滑，減少漏鋼。 振動參數(shù)的確定和控制 早期板坯機采用振幅為 5～ 8mm， 振頻最大不超過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)化銅管長度， 有利于延長凝固坯殼在結(jié)晶器內(nèi)的停留時間，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)晶器振動特性參數(shù)優(yōu)化： 優(yōu)化負(fù)滑脫時間， 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)晶器振動技術(shù)，但是由于結(jié)晶器振動，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)晶器振動負(fù)滑脫時間有關(guān)，負(fù)滑脫時間越短，振痕深度就越淺。負(fù)滑脫時間又與結(jié)晶器振動頻率和振幅有關(guān)，它可用下式表示 式中 f——振動頻率， 1／ min； V——拉坯速度， m／ min； h——振幅， mm。 由上式可見，高頻率小振幅可以減小負(fù)滑脫時間 tm。為此近代連鑄機廣泛采用高頻率小振幅來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)，在每臺連鑄機上都應(yīng)設(shè)置自洗式過濾器，并安裝在連鑄機附近的閥室，以便集中控制和手動操作。 ? 結(jié)晶器的冷卻水回路都匯集到機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。 ?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)了其收縮變化過程。因此 , 模壁與坯殼始終能和中部坯殼一樣均勻地生長。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)晶器液面波動控制技術(shù) ? 目前 , 通過同位素法 (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▌涌刂圃?77。 3 mm 以內(nèi) , 最好的已經(jīng)達(dá)到 1 mm。 結(jié)晶器振動技術(shù) ? 高拉速要求結(jié)晶器振動裝置負(fù)滑脫時間稍短些 , 以控制振痕深度 。 正滑脫時間稍長些 , 以增加保護(hù)渣消耗量。傳統(tǒng)的正弦振動形式已難以奏效 , 而非正弦振動就顯示出了優(yōu)勢。非正弦振動的最大特點是上升速度小 , 而移動時間長 , 下降速度大而移動時間短。 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。 ? 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 等助熔劑來降低其粘度和熔融溫度 , 否則會引起尖晶石等高熔點物質(zhì)析出 , 破壞熔渣的玻璃性 , 使?jié)櫥瑮l件惡化?？蛇m當(dāng)加入 Li2O、 MgO、 BaO、 K2O 等助熔劑 , 對降低保護(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)在上引錠桿時對引錠桿起支撐、導(dǎo)向作用； (4)倘若是采用直結(jié)晶器的弧形連鑄機，二冷區(qū)的第一段還要把直坯彎成弧形坯； (5)如果采用多輥矯機時，二冷區(qū)的部分夾輥本身又是驅(qū)動輥，起到拉坯作用； (6)對于橢圓形連鑄機，二冷區(qū)本身又是分段矯直區(qū)。 弧形連鑄機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。同時噴嘴結(jié)構(gòu)簡單，不易堵塞，耗銅