連鑄設(shè)備教材2n-資料下載頁
2025-05-16 08:20本頁面
【正文】 熱量帶走，鑄坯表面溫度突然下降，使坯殼表面與中心形成較大的溫度梯度，這種溫度梯度是鑄坯熱傳導(dǎo)的動力。圖51表示鑄坯在二冷區(qū)的各種傳熱方式。從圖中可以看出，在二冷區(qū)鑄坯傳熱有以下幾種方式：鑄坯向空氣中輻射、支承輥與鑄坯表面接觸傳熱、水滴打到鑄坯表面水蒸發(fā)傳熱。以及冷卻水在鑄坯表面被加熱帶走的熱量等。上述各種傳熱方式帶走熱量的比例，由于連鑄機(jī)類型和工藝操作條件的不同可能有較大差別。根據(jù)實(shí)踐，板坯在二冷區(qū)傳熱的比例估計(jì)為：鑄坯表面輻射為25%輥?zhàn)优c鑄坯表面接觸傳導(dǎo)熱量17%噴淋水蒸發(fā)帶走熱量33%冷卻水加熱帶走熱量為25%。方坯在二冷區(qū)傳熱主要是通過冷卻 圖51 鑄坯冷卻的各水帶走熱量，約占總熱量的64%以上。 種傳熱方式影響二冷區(qū)傳熱的因素：在設(shè)備和工藝條件一定時(shí)，鑄坯輻射傳熱和支承輥傳導(dǎo)傳熱基本變化不大，主要是噴淋水滴與鑄坯表面之間的熱交換起作用。因此，要提高二冷區(qū)熱傳導(dǎo)效率，就必須對噴水滴與鑄坯表面的熱交換進(jìn)行研究。這是一個(gè)復(fù)雜的傳熱過程，它受到噴淋水的狀態(tài)（如水滴大小、速度噴射角、沖擊能量、冷卻水溫等）、鑄坯表面狀態(tài)（表面溫度、氧化鐵皮）等多種因素影響?？梢杂萌缦路匠虂砻枋鲞@一傳熱過程。 Φ=h(TsTw)式中：Φ熱流，KJ/C㎡. Ts鑄坯表面溫度，℃由上式可知對傳熱有影響的因素除鑄坯表面溫度和冷卻水溫度外，其它因素可歸結(jié)到傳熱系數(shù)上。因此，要提高二冷區(qū)冷卻效率，就要提高傳熱系數(shù)值。在連鑄工藝確定的條件下，了解噴霧水滴與高溫鑄坯表面的系數(shù)，是合理設(shè)計(jì)二冷制度的基礎(chǔ)。影響二冷區(qū)傳熱系數(shù)的因素有以下幾個(gè)方面： 噴水量。傳熱系數(shù)與噴水量成正比，增加噴水量主要起到加大鑄坯內(nèi)部溫度梯度的作用。然而過大的冷卻強(qiáng)度，會使坯殼產(chǎn)生很大的局部應(yīng)力，從而導(dǎo)致鑄坯表面或內(nèi)部產(chǎn)生裂紋。合適的冷卻強(qiáng)度應(yīng)以鑄坯在凝固收縮時(shí)，產(chǎn)生的溫度應(yīng)力不超過坯殼的強(qiáng)度極限為界限。二冷區(qū)的冷卻強(qiáng)度一般用“比水量”表示，單位為l/㎏，即在單位時(shí)間內(nèi)冷卻水消耗量與通過二冷區(qū)鑄坯重量的比值。因鋼種、鑄坯尺寸和拉速等因素不同，比水量也不同。澆注不同鋼種時(shí)，比水量可參考表51。表51 不同鋼種的比水量鋼 種普碳鋼、低合金鋼中高碳鋼、合金鋼熱敏感性鋼種高 速 鋼比水量l/kg鋼 水流密度。水流密度是指鑄坯在單位時(shí)間內(nèi)單位面積上所接受的冷卻水量，傳熱系數(shù)與水流密度之間的關(guān)系以經(jīng)驗(yàn)公式表示：h=AWn式中：h傳熱系數(shù) KW/㎡.S.℃ A,n常數(shù) W水流密度l/㎡.S通過試驗(yàn)證明水流密度增加，傳熱系數(shù)有增大趨勢。水滴速度。水流速度取決于噴水壓力和噴咀孔徑，和水的清潔度。水滴速度加快，穿透蒸汽膜到達(dá)鑄坯表面的水滴數(shù)增加，從而提高了傳熱能力。 水滴直徑。二冷水霧化得越好，越有利于鑄坯均勻冷卻和提高傳熱效率。水滴直徑的大小是霧化程度的標(biāo)志，水滴尺寸越小，單位體積內(nèi)水滴個(gè)數(shù)就越多，霧化就越好。 二冷區(qū)使用的噴咀。目前工業(yè)生產(chǎn)中連鑄機(jī)二冷區(qū)大多使用全水霧化冷卻和氣水霧化冷卻噴咀。 圖52 水滴速度對傳熱系數(shù)的影響 二冷區(qū)鑄坯導(dǎo)向裝置的結(jié)構(gòu)二冷支導(dǎo)裝置是由支承導(dǎo)向設(shè)備、噴水冷卻系統(tǒng)設(shè)備、基礎(chǔ)底坐等部分組成。 小方坯連鑄機(jī)二冷裝置小方坯連鑄澆注的鑄坯斷面小、凝固快。鑄坯出結(jié)晶器后，坯殼厚度已經(jīng)達(dá)到支撐鋼水靜壓力的程度。因而，小方坯不存在大方坯和板坯那樣的鑄坯鼓肚現(xiàn)象。所以，小方坯二冷導(dǎo)向裝置較簡單。使用鏈?zhǔn)揭V桿的導(dǎo)向裝置，目前采用帶活動導(dǎo)板的導(dǎo)向裝置，有利穿引錠桿。開澆時(shí)，當(dāng)坯子從結(jié)晶器下口被拉出后，移開活動導(dǎo)板即可。使用剛性引錠桿，由于剛性引錠桿有自支撐性，所以導(dǎo)向裝置可以大大簡化，只有噴水管，無支撐導(dǎo)輥。為了防止鑄坯或引錠桿跑偏可以設(shè)側(cè)導(dǎo)板或在托輥上加突緣。在結(jié)晶下約300有一支撐輥，稱調(diào)節(jié)輥，用以調(diào)節(jié)引錠頭進(jìn)入結(jié)晶器下口的位置。（1）方坯二冷裝置詳見圖53和54。 圖53鏈?zhǔn)揭V桿帶活動段的導(dǎo)向裝置 圖54 剛性引錠桿的導(dǎo)向裝置及噴水系統(tǒng) 調(diào)節(jié)輥；支點(diǎn)輥；支承輥；一段噴水管；二段噴水管；導(dǎo)板 大方坯連鑄機(jī)二冷裝置大方坯連鑄機(jī)一般澆注的斷面大于160160mm。鑄坯結(jié)晶器下口，坯殼厚度相對較小，在鋼水靜壓力作用下，坯殼易產(chǎn)生鼓肚變形，甚至出現(xiàn)內(nèi)裂紋。為避免這一現(xiàn)象發(fā)生，結(jié)晶器下口一般設(shè)一排或二排足輥。二冷裝置分為活動段和固定段以及底坐和冷卻水系統(tǒng)組成，詳見圖55?；顒佣胃鶕?jù)鑄坯斷面大小，可設(shè)置相對應(yīng)的夾輥。夾輥數(shù)量隨鑄坯斷面增大而增加；用來支撐坯殼，防止坯殼鼓肚，保證鑄坯質(zhì)量。詳見圖56。固定段一般由固定一段和固定二段組成。由于鑄坯運(yùn)動到固定段，坯殼已經(jīng)變厚，依靠坯殼自身已經(jīng)能支撐鋼水靜壓力，因而固定段不設(shè)夾輥，設(shè)備也得到簡化。固定段對鏈?zhǔn)揭V桿起導(dǎo)向作用，對剛性引錠桿起防止它偏擺的作用，但所用托板、輥?zhàn)拥臄?shù)量有限。圖55為方坯連鑄機(jī)二冷裝置和拉矯機(jī)剖面圖?；顒佣?；固定段1；底坐1；固定段2；底坐2；拉矯機(jī)圖55 某廠方坯連鑄機(jī)剖面圖某廠方坯連鑄機(jī)輥列：結(jié)晶器足輥：排數(shù) 1 4個(gè)輥?zhàn)? 輥徑 Φ120mm活動段： 斷面mm 輥徑mm 夾輥排數(shù) 155190 Φ120 2 175215 Φ120 2 200220 Φ120 3 220220 Φ120 3固定段1： 輥徑mm Φ160 上輥 1個(gè) 下輥 4個(gè) 側(cè)輥 2個(gè)固定段2： 輥徑mm Φ200 托板 34個(gè) 側(cè)板 34個(gè) 輥?zhàn)訑?shù) 33個(gè) 圖56二冷裝置活動段夾輥冷卻水管杠架噴咀
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