结晶器
结晶器(mould)
承接从中间罐注入的钢水并使之按规定断面形状凝固成坚固坯壳的连续铸钢设备。它是连铸机最关键的部件，其结构、材质和性能参数对铸坯质量和铸机生产能力起着决定性作用。开浇时引锭杆头部即是结晶器的活动内底，钢水注入结晶器逐渐冷凝成一定厚度坯壳并被连续拉出，此时，结晶器内壁承受着高温钢水的静压力及与坯壳相对运动的摩擦力等产生的机械应力和热应力的综合作用，其工作条件极为恶劣。为了能获得合格的铸坯，结晶器应满足的基本条件有：(1)具有良好的导热性，以使钢水快速冷凝成形。(2)有良好的耐磨性，以延长结晶器的寿命，减少维修工作量和更换结晶器的时间，提高连铸机的作业率。(3)有足够的刚度，特别在激冷激热、温度梯度大的情况下需有小的变形。(4)结构简单、紧凑，易于制造，拆装方便、调整容易，冷却水路能自行接通、以便于快速更换；自重小，以减小结晶器振动时的惯性力和减少振动装臵的驱动功率，并使结晶器振动平稳。
分类按拉坯方向上断面内壁的线型分结晶器的型式有弧形和直形两种；按其总体结构，不论弧形或直形均有套管式和组合式两种。
套管式内壁铜管、内外水套组成的冷却水套和足辊是它的主要构件(图1)。直形或弧形的铜管外面由冷却水套、法兰和密封元件等组成供水、供油系统。为了保证铸坯有规整的外形尺寸，在结晶器底部安装了2～3组足辊，以利于提高拉速和防止铸坯脱方(见鼓肚与菱变)。
图l 弧形套管式结晶器
1一结晶器罩}2一内水套；3一润滑油盖；4一内壁铜管
5一放射源容器；6一盖板；7一外水套；8一进水管；
9一回水管；10一接收装臵；l l一水环；
12一足辊；13一定位销
组合式由宽面及窄面4块复合壁板及外框架组成。多用于板坯连铸、大断面方坯连铸及异型坯连铸。组合结晶器的每块复合壁板又由用螺柱联结的内壁铜板(外侧面铣有冷却水沟)和外壁钢制水箱组成。内壁铜板和外壁间构成冷却水缝，以通水冷却。4块复合壁之间用夹紧机构压紧。为了实现结晶器在线调宽以及形成所要求的倒锥度，在结晶器的窄面壁板的上、下部分别装有4组调整装臵。当组装好的结晶器及外框架放到振动台架上时，所有进、出水管自行接通。为了更好地保护结晶器的下口、防止过早过快产生大的磨损，紧挨着结晶器下口装有足辊或保护栅板。足辊或保护栅板与结晶器一起振动。结晶器与二冷第一段(直线段或扇形段)通过振动框架直接对中，便于结晶器与二冷第一段的准确定位。二者形成一个整体，可快速吊运。
结构参数和尺寸设计结晶器的结构参数主要有断面尺寸、倒锥度、长度、水缝面积及铜壁的厚度等。
图2板坯组合式结晶器
1～窄面调整机构；2一窄面铜板}3一外框架；4一水管；5一宽面调整机构；
6一宽面铜板；7、8一足辊
断面尺寸依据冷态铸坯的公称尺寸确定。要获得冷态下的铸坯公称尺寸，在设计结晶器时，必须考虑铸坯的冷凝收缩和拉矫时铸坯的变形。因此，结晶器的断面
尺寸应比铸坯冷态的断面公称尺寸大，通常要大出1％～3％，且下口尺寸要小于上口尺寸，形成了倒锥度。
倒锥度依据铸坯的冷凝收缩来确定。铸坯在浇铸过程中冷凝收缩，进而有可能与结晶器内壁脱离而产生气隙。气隙有大的热阻，使结晶器的导热性能变差，铸坯坯壳减薄，甚至造成拉裂漏钢。为了防止拉漏，就将结晶器制成下口尺寸小于上口尺寸的倒锥形，以减小内壁与坯壳间的气隙，增大结晶器的导热能力。使出结晶器时的坯壳厚度增大，并可提高拉坯速度。依据铸坯断面尺寸、钢种等因素，结晶器的倒锥度通常取值为(0．4～1．3)％／m，对套管式小断面结晶器，其倒锥度取值在(0．4～0．9)％／m；对板坯的组合式结晶器，其宽面多采用平行或仅有很小的倒锥度，而窄面的倒锥度取值在(0．9～1．3)％／m。为了适应铸坯在结晶器内上、下各处有不同的收缩率，进一步减小气隙和提高拉速，小方坯结晶器制成多段不同倒锥度或抛物线形的倒锥度。
长度结晶器长度的确定受多种因素影响，但主要是取决于铸坯出结晶器时的坯壳厚度。为防止拉漏，一般坯壳厚度不小于10～15mm(与铸坯断面大小有关)。坯壳过薄会造成铸坯鼓肚、脱方、内裂以致漏钢。为了增大连铸机的生产能力，就势必要提高拉速。为在高拉速下保证坯壳的足够厚度，增加结晶器的长度是方法之一。但结晶器长度增加，又带来坯壳与内壁间摩擦阻力的增大和气隙的增大，使导热性变差。综合考虑多种因素，结晶器长度(mm)可按下式选取：
式中v为拉速，m／min；δ为允许的最小坯壳厚，mm；K为铸坯的凝固系数(mm／mim1/2。)。K主要取决于冷却条件、断面尺寸、钢水温度和钢种。一般K=20～24mm／min1/2；式中的(80～120)是考虑液面波动而在结晶器上口与液面间留的裕量。生产实践中，结晶器的长度在700～1000mm间选取。
水缝面积的确定钢水铸入结晶器，冷凝成形结成坯壳，将放出大量的热。这些热量主要由冷却水带走。为使冷却水尽可能多地带走热量，结晶器应有合理的水缝。结晶器的水缝面积可按下式确定：
式中Qw为结晶器单位周边长的耗水量，m3／h?m；Lw为结晶器的周边长m；Vw为水缝内水的流速，m／s。
根据经验、结晶器内的耗水量Qw=100～160m3／h?m。水缝中冷却水流速
Vw=6～10m／s。进水压力Pw=0．29～0．59MPa。耗水量随断面尺寸不同而变，小断面铸坯取上限，大断面铸坯取下限。
铜壁厚度结晶器内壁厚度的确定主要考虑其使用寿命和强度。对套管式结晶器，壁厚通常取6～10mm；对组合式结晶器，因考虑要多次刨修加工，壁厚取为20～50mm，最终厚度不小于10mm。
材质为保证结晶器有良好导热性、足够的抗磨损性、机械强度和硬度以延长其使用寿命，内壁材质主要使用铜基合金制造，常用的有紫铜、铜银合金(含银量为0．07％～0．1％)、磷脱氧铜及铜铍合金、铬锆铜合金等。使用铜基合金主要目的是提高其再结晶温度，以改善其高温时的硬度和强度、延长内壁的使用寿命。为了进一步提高内壁的耐磨性和光滑程度减少拉坯阻力，有的还在铜壁表面加镀层。通常为镀铬或镀镍、钨、铁及分三层镀镍、镍磷合金及铬。
内壁的润滑为防钢水在冷凝过程中与结晶器内壁粘结，减小拉坯时的摩擦阻力，改善铸坯表面质量、延长结晶器的使用寿命，在生产中，还要对结晶器内壁进行润滑。润滑是采用沸点高于结晶器内壁温度(约200℃左右)的液体润滑剂或保护渣，在结晶器振动的过程中，它们不断被带入钢液面下的内壁上，并在钢水或坯壳与结晶器内壁间形成一层油气膜或熔渣膜，以润滑内壁。
常规板坯连铸机结晶器技术 【保护视力色】【打印】【进入论坛】【评论】【字号大中小】2006-12-07 11-07 杨拉道刘洪王永洪刘赵卫邢彩萍田松林 (西安重型机械研究所) 结晶器是连铸机中的铸坯成型设备, 是连铸机的核心设备之一。其作用 是将连续不断地注入其内腔的钢液通过水冷铜壁强制冷却,导出钢液的热量,使 之逐渐凝固成为具有所要求的断面形状和一定坯壳厚度的铸坯,并使这种芯部仍 为液相的铸坯连续不断地从结晶器下口拉出，为其在以后的二冷区域内完全凝固创造条件。在钢水注入结晶器逐渐形成一定厚度坯壳的凝固过程中，结晶器一直承受着钢水静压力、摩檫力、钢水热量的传递等诸多因素引起的的影响，使结晶器同时处于机械应力和热应力的综合作用之下，工作条件极为恶劣，在此恶劣条件下结晶器长时间地工作，其使用状况直接关系到连铸机的性能，并与铸坯的质量与产量密切相关。因此，除了规范生产操作、选择合适的保护渣和避免机械损伤外，合理的设计是保证铸坯质量、减小溢漏率、提高其使用寿命的基础和关键。 板坯连铸机一般采用四壁组合式（亦称板式）结晶器，也有一个结晶器 浇多流铸坯的插装式结构。 结晶器主要参数的确定 1 结晶器长度H 结晶器长度主要根据结晶器出口的坯壳最小厚度确定。若坯壳过薄，铸 坯就会出现鼓肚变形，对于板坯连铸机，要求坯壳厚度大于10～15mm。结晶器长度也可按下式进行核算： H=(δ/K)2Vc＋S1＋S2 (mm)
式中δ——结晶器出口处坯壳的最小厚度，mm K——凝固系数，一般取K=18～22 mm/min0.5 Vc——拉速，mm/min S1——结晶器铜板顶面至液面的距离，多取S1=100 mm S2——安全余量，S=50～100 mm 对常规板坯连铸机可参考下述经验： 当浇铸速度≤2.0m/min时，结晶器长度可采用900～950mm。 当浇铸速度2.0～3.0m/min时，结晶器长度可采用950～1100mm。 当浇铸速度≥3.0m/min时，结晶器长度可采用1100～1200mm。 2 结晶器铜板厚度h 铜板厚度的确定是依据热量传热原理和高温下的使用性能，具体说，与铜板材质、镀层、机械性能、拉速、冷却水量的大小和分布等有关。研究表明，拉速高，铜板应随之减薄；反之，拉速低，铜板应随之增厚。在考虑上述诸多因素后，铜板的厚度可由下式确定：
结晶器振动装置的应用与发展 郭春香 （包头北雷连铸工程技术有限公司,包头014010） 摘要：介绍了结晶器振动装置在连续铸钢中的重要作用，两种振动方式（正弦振动与非正弦振动）的特点及采用的实现机构，分别分析了三种振动机构的特点、原理及应用。 关键词：结晶器振动装置；正弦振动；非正弦振动；四连杆振动机构；四偏心振动机构；液压振动机构Application and Development of the Mold Oscillation Equipment Guo Chunxiang (Baotou Beilei Continuous Casting Engineering and Research Corporation,Baotou014010) Abstract:Mold oscillation equipment is very important for CC.Distinguishing feature between sinusoidal oscillation and non-sinusoidal oscillation was introduced,and introduced main device to achieve.Distinguishing feature,fundamentals and applications of three kind oscillation mechanism was analyzed individually. Keywords:mold oscillation equipment;sinusoidal oscillation;non-sinusoidal oscillation;four-bar linkage oscillation mechanism;four-eccentric oscillation mechanism;hydraulic oscillation mechanism 1概述 结晶器是连续铸钢中的铸坯成型设备，是连铸机的核心部件，称之为连铸机的心脏设备。它是一个水冷的钢锭模，功能是将连续不断地注入其内腔的高温钢水通过水冷铜壁强烈冷却，导出其热量，使之逐渐凝固成为具有所要求断面形状和坯壳厚度的铸坯。并使这种芯部仍为液态的铸坯连续不断地从结晶器下口拉出，为其在以后的二次冷却区域内完全凝固创造条件。由于凝固过程是在坯壳与结晶器壁连续、相对运动下进行的，所以为防止坯壳与结晶器壁粘结而采用的结晶器振动装置是连铸过程中的一个非常重要的生产装置。 结晶器振动装置可用来支撑结晶器，其主要功能是使结晶器上下往复振动，确切地说，是使结晶器按给定的振幅、频率和波形偏斜特性沿连铸机半径作仿弧运动，使脱模更为容易。具体来说，连铸过程中，当铸坯与结晶器壁发生粘结时，如果结晶器是固定的，就可能出现坯壳被拉断造成漏钢。而当结晶器向上振动时，粘结部分和结晶器一起上升，坯壳被拉裂，未凝固的钢水立即填充到断裂处，开始形成新的凝固层；等到结晶器向下振动，且振动速度大于拉坯速度时，坯壳处于受压状态，裂纹被愈合，重新连接起来，同时铸坯被强制消除粘结，得到“脱模”。同时，由于结晶器上下振动，周期性地改变液面与结晶器壁的相对位置，有利于用于结晶器润滑的润滑油和保护渣向结晶器壁与坯壳间的渗漏，因而改善了润滑条件，减少拉坯摩擦阻力，防止铸坯在凝固过程中与结晶器铜壁发生粘结而被拉裂，从而出现粘结漏钢事故。 2结晶器振动方式 目前，结晶器振动主要有正弦振动和非正弦振动两种方式。 正弦振动，即振动的速度与时间的关系为一条正弦曲线，如图1中点划线所示。正弦振动方式的上下振动时间相等，上下振动的最大速度也相同。在整个振动周期中，铸坯与结晶器之间始终存在相对运动，而且结晶器下降过程中，有一小段下降速度大于拉坯速度，因而可以防止和消除坯壳与结晶器内壁间的粘结，并能对被拉裂的坯壳起到愈合作
板坯连铸机结晶器振动液压装置的设计及计算 文章介绍了某型不锈钢板坯连铸机组结晶器振动液压装置的设计计算过程。计算系统所需流量，配置核心液压元件型号规格，对循环冷却系统进行了精确计算。 标签：连铸结晶器；振动；液压 引言 结晶器是板坯连铸机组的核心设备，而结晶器振动装置又是结晶器设备重要装置之一。当结晶器上下振动时，钢水液面与结晶器壁面相对位置也随之改变。其目的在于防止坯材在凝固过程中与结晶器铜壁发生粘连而出现拉漏、拉裂事故，同时有利于脱坯，改善坯壳与结晶器壁的润滑性等[1]。结晶器液压振动因其能在线调整振动参数，近期有广泛的发展和推广。文章即围绕国内某型板坯连铸机组的结晶器液压振动装置，对其进行分析计算和设计。 1 系统原理 连铸机的结晶器液壓振动装置由两个液压缸推动整个机架做垂直方向上的非正弦曲线。 非正弦曲线运动的周期、振幅与正弦曲线其实是一致的，只是在半周期内由两条周期不同的正弦曲线（全周期为T，上升段周期为T+，下降为T-）拼接而成。定义非对称系数C=T+/T，当C=0.5，曲线即为对称的正弦曲线；当0.5≤C≤1，比如C=0.6，则T+=0.6T，T-=0.4T，使得结晶器上振时间长，而下振时间短。实际生产中C值大于0.5，一般在0.5～0.6。 振动装置由两部分组成：液压站和振动执行器。液压站向振动执行器提供油。振动执行器包括缸旁伺服阀和振动液压缸。 2 工作泵流量计算及选择 工作泵的选择取决于液压缸运动所需的流量，因此先计算各个工况下所需流量。 （1）对称正弦运动（C=0.5）时，振动所需的平均供油流量 振动液压缸参数为Φ125/Φ90。单个液压缸的最大振幅Am为6.5mm，最大频率160次/min，在1/4个周期内，其平均速度Vp=Am/（T/4）=69（mm/s）。此速度下单缸塞腔供油平均流量为51L/min。两个液压缸同时工作则需要102L/min，取效率系数0.8，得127 L/min。
结晶器(mould) 承接从中间罐注入的钢水并使之按规定断面形状凝固成坚固坯壳的连续铸钢设备。它是连铸机最关键的部件，其结构、材质和性能参数对铸坯质量和铸机生产能力起着决定性作用。开浇时引锭杆头部即是结晶器的活动内底，钢水注入结晶器逐渐冷凝成一定厚度坯壳并被连续拉出，此时，结晶器内壁承受着高温钢水的静压力及与坯壳相对运动的摩擦力等产生的机械应力和热应力的综合作用，其工作条件极为恶劣。为了能获得合格的铸坯，结晶器应满足的基本条件有：(1)具有良好的导热性，以使钢水快速冷凝成形。(2)有良好的耐磨性，以延长结晶器的寿命，减少维修工作量和更换结晶器的时间，提高连铸机的作业率。(3)有足够的刚度，特别在激冷激热、温度梯度大的情况下需有小的变形。(4)结构简单、紧凑，易于制造，拆装方便、调整容易，冷却水路能自行接通、以便于快速更换；自重小，以减小结晶器振动时的惯性力和减少振动装臵的驱动功率，并使结晶器振动平稳。 Can take from the middle of the molten steel into the required section and shape into a solid billet solidification of continuous casting equipment shells. Continuous casting machine which is the most critical components, its structure, texture and performance parameters on the quality and slab caster plays a decisive role in production capacity. When open pouring dummy bar head mold that is at the end of the activities, of molten steel into the mold gradually condensed into a certain thickness and continuous billet shell out, at this time, mold wall temperature under the static pressure of molten steel and billet shell, such as the relative movement of the friction generated by mechanical stress and thermal stress of the combined effects, the extremely bad working conditions. In order to obtain qualified casting, mold should be to meet the basic conditions are: (1) has a good thermal conductivity to enable rapid condensation forming molten steel. (2) good wear resistance to extend the life of mold to reduce the workload of maintenance and replacement of the time mold and improve the operating rate of continuous casting machine. (3) have sufficient rigidity, especially in the cold shock-induced heat, large temperature gradient would be required under a small deformation. (4) structure is simple, compact, easy to manufacture, easy disassembly, easy adjustment, cooling water can be connected to in order to facilitate the rapid replacement; self-small, to reduce vibration at the time of mold and reduce the vibration of the inertial force of the drive power devices and a smooth mold vibration.
连铸机基本操作规程 1、主要工艺参数： 机型：立弯式直弧型连铸机 弯曲半径：Ｒ＝6.5m～18m 铸机流数：一机一流 浇注断面：150mm×650mm 流间距：1.7m 铸坯定尺：3000----9000mm 拉速范围：0.5----2.5m/min 结晶器型式：板式结晶器，水缝4mm，铜板长900mm 结晶器铜板长度：900mm 结晶器振幅：0---±4mm 振动方式：半板簧正弦振动 振动频率：0～250次/min 引锭杆型式：柔性引锭杆 送引锭杆速度：最大2m/min 中间包容量：7～8t 中间包浇注方式：浸入式水口保护浇注 2、浇注前的准备： 2.1中间包的准备 2.1.1中间包绝热保温材料，需选用涂抹保温材料 2.1.2砌制调整好的中间包必须先采用天然气小火烘烤 3.5小时后在 开浇前采用大火烘烤2小时，确保中间包内温度达1100℃ 2.1.3浇钢前的浸入式水口需要乙炔或丙烷烘烤 2.1.4浇钢前必须检查塞棒调整情况以及水口有无堵塞，有堵塞必须 及时清理 2.2结晶器及引锭设备 2.2.1检查浇钢操作箱（P3）按纽指示针是否正常 2.2.2检查结晶器内腔工作面应无渗水情况，进水总压力应在 0.6---0.8Mpa，并调整好结晶器水流量。 2.2.3检查结晶器振动是否正常 2.2.4检查结晶器保护渣的准备情况，必须使用烘烤干燥后的保护渣 2.2.5送引锭之前必须检查引锭杆是否严重变形，并应将引锭头上的 冷钢，油污清理干净 2.2.6浇钢工应检查足辊段是否有冷钢，足辊是否活动，无间距后， 方可通知送引锭 2.2.7放入结晶器内的引锭用冷料，必须事先烘烤。 2.3主控室操作准备 2.3.1 连铸开浇前30分钟，由主控工通知连铸水处理泵房送净循环 水，并作好记录 2.3.2 操作台电源指示灯亮后，检查主控室操作台的电信号指示情况 2.3.3 联系值班主任与AOD炉前做好浇铸前的准备工作，保证水、气、 电及合格钢水的供应 2.3.4浇钢工必须在送到引锭前严格检查结晶器冷却水情况和二冷段
1、什么是水平连铸？ 答：水平连铸（简称HCC）就是在铸机上将钢水沿水平方向连续地铸成钢坯的过程（如下简图）。与弧形连铸相比较具有设备简单、适合生产裂纹敏感性强的钢种等特点。 切割机 2、水平连铸机的主要设备有哪些？ 答：水平连铸机的主要设备有： ⑴中间包：盛放钢液的容器，可均匀钢液温度和利于钢液中夹杂物上浮； ⑵结晶器：生产铸坯的关键所在； ⑶引锭杆：将铸坯从结晶器中引出的工具，一般使用刚性中空引锭杆； ⑷拉坯系统：包括拉坯机和控制系统，对拉坯参数进行设定并实施动作； ⑸切割机：对铸坯进行定尺的设备，要求自身重量尽量轻，以减少对拉坯动作的影响； ⑹冷床：在线储存和冷却铸坯的设备； ⑺冷却水系统：对结晶器和整个拉坯系统进行冷却，结晶器冷却水和设备冷却水是两套分开的循环系统。 3、为什么要开发水平连铸技术？ 答：水平连铸与传统的弧形连铸相比有以下优点： ⑴由于设备水平布置，机身低，厂房高度要求较低，所以基建投资较少。 ⑵铸坯质量高。由于拉坯时中间包与结晶器是紧密相连，防止了钢水的二次氧化，且中间包内钢液面较高，有利于夹杂物的上浮，以提高钢清洁度。据统计，水平连铸钢中夹杂物含量一般为弧形连铸钢中夹杂物含量的1/5左右。由于实现了密封浇注无二次氧化，水平连铸坯中含氧量为弧形铸坯中含氧量的1/4左右。此外，铸坯不弯曲、无矫直内裂、无鼓肚疏松等。特别是水平连铸中结晶器导热集中于前端，铸坯出结晶器后不用喷水，铸坯表面质量好，很适合于高合金钢的铸造。 ⑶能直接浇铸成小型铸坯，甚至几毫米的线坯，因此能用最小的轧制比取得终了产品，大大地缩短了工艺流程。 ⑷安全可靠性好，由于设备水平布置，一旦拉漏对后续设备烧损少，且事故现场易于清理，能尽快恢复正常生产。 目前，水平连铸适合于中小型钢厂与电炉匹配生产小型断面铸坯。 4、目前在生产中使用的水平连铸机有哪些机型？ 答：目前在生产中使用的水平连铸机，按铸坯尺寸分，有以下五种机型 机型 中间包 容量（t） 流间距 （mm） 铸坯尺寸 （mm） 最高拉坯 速度（m/min） 设备长度 （m） 产量 （万吨/流?年） SLD-200 20 1200 ∮150～∮200 2.8 58 10～12 SLD-140 15 1000 ∮110～∮150 3.8 50 8～10 SLD-100 10 800 ∮50～∮100 4.5 40 4～6 SLD-60 5 600 ∮30～∮70 5.0 30 2～4 SLD-20 0.5 150 ∮8～∮20 6.0 20 0.2～0.3
内蒙古科技大学 实习论文 题目：结晶器振动技术姓名 学号： 班级 日期：
目录 内蒙古科技大学煤炭学院 (1) 目录 (2) 一、摘要 (3) 二、前言 (3) 三、结晶器振动技术 (5) 3.1正弦振动 (5) 3.2非正弦振动 (6) 3.4结晶器振动参数设置 (9) 3.5振动伺服阀 (10) 3.6结论 (10)
一、摘要 连铸连轧结晶器振动技术的发展历史和现状，简单分析了结晶器正弦振动和非正弦振动形式，并讨论了结晶器振动和润滑的关系。 关键词：结晶器；振动；润滑；振动参数；振动伺服阀； 二、前言 结晶器振动是连铸技术的一个基本特征。连铸过程中，结晶器和坯壳间的相互作用影响着坯壳的生长和脱膜，其控制因素是结晶器的振动和润滑。连铸在采用固定结晶器浇注时，连铸直接从结晶器向下拉出，由于缺乏润滑，易与结晶器发生粘结，从而导致出现拉不动或者拉漏事故，很难进行浇注。结晶器振动对于改善铸坯和结晶器界面间的润滑是非常有效的，振动结晶器的发明引进，工业上大规模应用连铸技术才得以实现。可以说，结晶器振动是浇注成功的先决条件，十年来发展的重要里程碑。近年来，冶金工业的迅速发展，要求连铸提高拉速和增加连铸机的生产能力，人们对结晶器振动的认识也在不断深入和发展。 连铸机结晶器振动的目的是防止拉坯时坯壳与结晶器黏结,同时获得良好的铸坯表面。结晶器向上运动时,减少新生坯壳与铜壁产生黏着,以防止坯壳受到较大的应力,使铸坯表面出现裂纹;而当结晶器向下运动时,借助摩擦,在坯壳上施加一定的压力,愈合结晶器上升时拉出的裂痕,要求向下运动的速度大于拉坯速度,形成负滑脱。结晶器壁与运动坯壳之间存在摩擦力,此摩擦力被认为是撕裂坯壳进而限制浇注速度的基本因素。在初生坯壳与结晶器壁之间存在液体渣膜,此处的摩擦为黏滞摩擦,即摩擦力大小正比于相对运动速度,渣膜黏度,反比于渣膜厚度。在结晶器振动正滑脱期间摩擦力及其引起的对坯壳的拉应力就较大,可能将初生坯壳拉裂,为此开发了采用负滑脱的非正弦振动技术来减小这一摩擦力。理论研究及模拟实验表明,适当选择非正弦振动参数(偏斜率)可减小摩擦力50% ~60%。在结晶器液压伺服非正弦振动出现之前都是采用机械式振动装置的,机械
摘要 结晶器是连铸机的心脏部件。它的主要作用就是对结晶器中的钢水提供快速而且均匀的冷却环境，促使坯壳的快速均匀生长，以形成质量良好的坯壳，保证连铸过程正常而稳定的进行。在浇注钢水时，若结晶器静止不动，坯壳容易与结晶器内壁产生粘结，这就增大了拉坯时的阻力，导致出现坯壳“拉不动”或者钢水被拉漏事故发生，很难进行浇注。而当结晶器以一定的规律振动时，这就能使其内壁获得比较良好的润滑条件，从而减少了摩擦阻力又能防止钢水和结晶器内壁的粘结，同时还可以改善铸坯的表面质量，因此结晶器振动装置具有重要的作用。 本文通过对连铸发展历史，以及结晶器振动技术的发展和结晶器振动方式的改进进行了阐述，提出了电液伺服装置驱动，并对其振动规律及工作原理做出了分析。然后绘制了机械简图，并对其工艺参数和运动参数进行了分析计算，最终完成了本次设计。 本文主要的设计内容包括： 1.结晶器振动正弦参数的确定 通过负滑脱量、频率和周期、结晶器运动的速度和加速度以及负滑脱时间的计算，来确定铸坯的工艺参数。 2.结晶器振动装置机械计算 设计校核了双摇杆机构的主要部分，并根据经验推出机架结构。 3.结晶器振动装置伺服系统的设计计算 由系统所需动力选择恰当的液压缸及液压泵。并对系统的辅助原件进行了计算和选择，同时提出了同步回路电液伺服系统。 4.结晶器振动装置的三维设计 关键词：连铸；结晶器；振动装置；振动规律；电液伺服装置
Abstract The mould is the heart part of continuous casting machine. Its main role is to mould the steel in providing rapid and uniform cooling environment, promote the rapid and uniform shell growth, to form a good quality of billet shell, guarantee the normal and stable for continuous casting process. In pouring molten steel in crystallizer, motionless, shell and the mold wall to produce a cohesive, which increases the casting the resistance, led to the emergence of billet shell" sticks" or molten steel is breakout occurs, it is difficult to cast. When the mould in regular vibration, which can make the inner wall is obtained in comparison with good lubrication condition, thereby reducing the friction resistance and can prevent the molten steel and the inner wall of the crystallizer is bonded, but also can improve the surface quality of billet crystallizer vibration device, therefore has an important role. Based on the history and development of continuous casting crystallizer vibration technique, development and improvement of crystallizer vibration mode undertook elaborating, put forward to the electro-hydraulic servo device driver, and the vibration regularity and working principle are analyzed. Then draw the mechanical model, and the process parameters and motion parameters are analyzed and calculated, the final completion of the design. The main design content includes: 1.crystallizer vibration sinusoidal parameters Through the negative slip quantity, frequency and cycle, mold movement velocity and acceleration and negative strip time calculation, to determine the process parameters of casting billet. 2.The device of vibration of crystallizer mechanical calculation Design of the double rocker mechanism the main part, and according to the experience introduction of frame structure. 3.The device of vibration of crystallizer of servo system design By the system the power required by the proper selection of hydraulic cylinder and hydraulic pump. And the system of auxiliary components were calculated and selected, simultaneously proposed synchronous electro-hydraulic servo system. 4.dimensional design of crystallizer vibration device
板坯结晶器振动摩擦力研究 本文基于液压振动板坯连铸机，对大板坯结晶器摩擦力进行了在线检测实验研究。分析摩擦力在升拉速、换水口、黏结及降拉速时相关参数的变化特征，探究结晶器与铸坯间摩擦行为、优化连铸工艺为实际生产提供实验基础与技术支持。 标签：大板坯；结晶器摩擦力；连铸液压振动 结晶器与铸坯间良好的润滑对于追求高質高效的连铸生产来说是至关重要的。连铸结晶器摩擦力是研究连铸生产过程的重要参数，它表征着连铸坯壳与结晶器内壁间的润滑状态和相互作用，对铸坯的表面质量和连铸生产率有着直接的影响。随着连铸坯热送装及直接轧制技术的发展，生产节奏大幅加快，要求在提高拉速的同时保证铸坯质量，对结晶器振动控制技术提出了更高的要求[1]。近年来开发的液压振动技术具有机械振动所没有的优越性，在大板坯连铸振动机振动装置上，液压振动技术呈现出代替机械振动的发展趋势[2]。液压震动相对于传统的机械振动，振幅更加精确、频率稳定，可以在生产中随时改变震动参数，实现震动的在线可调。本文基于液压振动装置的板坯连铸机，对结晶器摩擦力进行了连续的检测，并对结晶器摩擦力的周期变化特点，以及拉坯过程中相关参数的变化特征等进行了分析，为结晶器摩擦力的进一步研究提供了生产和实验依据。 1 实验条件 河北钢铁集团承钢提钒炼钢二厂1#、2 #板坯连铸机，在浇注Q235B、Q345等钢种在高拉速下， 振动波形，两侧振动波形一致，正弦波形； 断面200×1650mm；拉速0～1.3m/min； 振动频率0～150次/min；振幅2.7mm； 保护渣河南西宝Q235B、Q345专用保护渣。 2 检测原理 结晶器振动平台，在相同振动条件下铸机拉坯状态与冷态（未拉坯的空载状态）时振动系统的输出力之差被认为是结晶器摩擦力： MDF=F 拉-F空 MDF为结晶器摩擦力；k为缓冲弹簧的静态刚度；
现代连铸技术讨论课 结晶器正弦振动装置的形式及其特点 班级： 姓名： 课程名称：现代连铸技术 指导教师： 2013年11月7日
目录 1、结晶器振动技术的发展历史 (1) 2、结晶器的正弦振动 (1) 2.1正弦振动的定义 (1) 2.2正弦振动的特点 (1) 2.3正弦振动机构满足的条件 (1) 2.4结晶器实现弧形的轨迹方式 (2) 3、结晶器导向机构 (2) 3.1 长臂振动机构 (2) 3.2 导轨式振动机构 (3) 3.3 差动齿轮振动机构 (3) 3.4 四连杆振动机构 (4) 3.5 四偏心振动机构 (6) 4、机械驱动结晶器正弦振动振幅调整 (7) 5、同步控制模型 (8) 5.1 f=av模型 (8) 5.2 f=av+b模型控制 (8) 5.3 f=b模型 (8) 5.4 f=-av+b (8)
现代连铸技术讨论课 1、结晶器振动技术的发展历史 结晶器振动是连铸技术的一个基本特征。连铸过程中,结晶器和坯壳间的相互作用影响着坯壳的生长和脱膜,其控制因素是结晶器的振动和润滑。连铸在采用固定结晶器浇注时,铸坯直接从结晶器向下拉出,由于缺乏润滑,易与结晶器发生粘结,从而导致出现拉不动或者拉漏事故,很难进行浇注。结晶器振动对于改善铸坯和结晶器界面间的润滑是非常有效的,振动结晶器的发明引进,工业上大规模应用连铸技术才得以实现。可以说,结晶器振动是浇注成功的先决条件,是连铸发展的一个重要里程碑。近年来,冶金工业的迅速发展,要求连铸提高拉速和增加连铸机的生产能力,人们对结晶器振动的认识也在不断深入和发展。结晶器振动经历了早期的非正弦振动方式到正弦振动方式,目前又发展到非正弦振动方式的过程。当然,现在所采用的非正弦振动与早期的非正弦振动虽然振动波形同为非正弦,但其目的和实现方式上二者有本质的区别。 2、结晶器的正弦振动 2.1正弦振动的定义 当结晶器的运动速度与时间的关系为一条正弦曲线时称这种振动为正弦振动。2.2正弦振动的特点 正弦振动的主要特点是：结晶器在整个振动过程中速度一直是变化的，即铸坯与结晶器间时刻都在相对运动。在结晶器下降时还有一小段负滑动，因此能消除和防止粘结。另外，由于结晶器的运动速度是按正弦规律变化的，加速度则必然按余弦规律变化，所以，过度比较平稳，冲击比较小。它与梯速振动相比，坯壳处于负滑动状态的时间较短，且结晶器上升时间占振动周期的一半，故增加了坯壳断裂的可能性。为了弥补这一弱点应充分发挥加速度较小的长处，亦可采用高频率振动以提高脱模的效果。 2.3正弦振动机构满足的条件 正弦振动机构满足的两个条件： ①使结晶器准确地沿一定的轨迹振动； ②使结晶器按一定规律振动。
连铸结晶器 结晶器是连铸机非常重要的部件，是一个强制水冷的无底钢锭模，它的性能对连铸机的生产能力和铸坯质量起着十分重要的作用，因此，被称之为连铸设备的“心脏”。1、结晶器的作用 结晶器是连铸机的心脏，它的重要作用表现在： 1）在尽可能高的拉速下保证出结晶器时形成足够的坯壳厚度，以抵抗钢水静压力而不拉漏；2）结晶器周边坯壳厚度能均匀稳定生长； 3）结晶器内的钢水——渣相——坯壳——铜壁之间的相互作用，对铸坯表面质量有决定性影响。上述第1）个作用决定了连铸机的生产率；2)、 3）作用决定了铸坯表面质量。 2、结晶器的性能 1）有较好的导热性能，能迅速形成足够厚度的初生坯壳； 2）有良好的结构刚度和结构工艺性，便于加工制造，易于拆装和调整； 3）有较好的耐磨性及较高的热疲劳性； 4）重量轻、以便在振动时有较小的惯性力。 3、结晶器的分类 按连铸机型式不同，结晶器可分为直形和弧形两大类。 1）直型结晶器。直形结晶器的内壁沿坯壳移动方向呈垂直形，因此导热性能良好，坯壳冷却均匀。该类型结晶器还有利于提高坯壳的质量和拉 坯速度、结构较简单、易于制造、安装和调试方便；夹杂物分布均匀；但铸坯易产生弯曲裂纹，连铸机的高度和投资增加。直形结晶器用于立式和立弯式及直弧连铸机。 2）弧形结晶器。弧形结晶器的内壁沿坯壳移动方向呈圆弧形，因此铸坯不易产生弯曲裂纹；但导热性比直形结晶器差；夹杂物分布不均，偏向坯壳内弧侧。弧形结晶器用在全弧形和椭圆形连铸机上。 按铸坯规格和形状来分，有小方坯、大方坯、板坯和异性坯结晶器。按结晶器结构可分为管式、整体式和组合式三种。 连铸结晶器：就是一个钢水制冷成型设备。其由框架，结晶器冷却背板或水箱和铜板，调整系统（调整装置，减速机等）；润滑系统（油管油路），冷却系统和喷淋等设备组成。 连铸结晶器需要和连铸结晶器保护材料（渣）一同使用。 保护材料用途：1.确保连铸工艺顺行；2.改善铸坯表面质量。 连铸结晶器钢水流动控制技术 1、连铸板坯的表面和内部缺陷与结晶器内钢液的流动状态密切相关。伴随着连铸机拉速的提高，结晶器内液面波动加剧，容易产生卷渣，造成铸坯质量恶化。采用结晶器钢水流动控制技术可以改善结晶器内流场形态，抑制出料速度以平稳液面，促进夹杂物上浮。用于板坯结晶器的电磁制动（EMBr）、电磁流动控制（FC结晶器）和多模式电磁搅拌（即EMLA，EMLS、EMRS，统称MM－EMS）是结晶器钢水流动控制技术的典型代表。 2、电磁制动器通过对结晶器施加一个与铸流方向垂直的静态磁场而对流动的钢液进行制动。钢流由于电磁感应而产生感应电压，因此在钢液中产生感应电流，这些电流由于受到静态磁场的作用而产生一个与钢水运动方向相反的制动力。钢液的流速越快，制动力也越大。电磁制动器具有一个单一的、覆盖整个板坯宽度的静态磁场。电磁制动技术可抑制水口射流速度，减缓沿凝固壳向下流动，促进夹杂物和气泡上浮。
常规板坯连铸机结晶器技术 结晶器是连铸机中的铸坯成型设备, 是连铸机的核心设备之一。其作用是将连续不断地注入其内腔的钢液通过水冷铜壁强制冷却,导出钢液的热量，使之逐渐凝固成为具有所要求的断面形状和一定坯壳厚度的铸坯,并使这种芯部仍为液相的铸坯连续不断地从结晶器下口拉出,为其在以后的二冷区域内完全凝固创造条件。在钢水注入结晶器逐渐形成一定厚度坯壳的凝固过程中,结晶器一直承受着钢水静压力、摩檫力、钢水热量的传递等诸多因素引起的的影响,使结晶器同时处于机械应力和热应力的综合作用之下，工作条件极为恶劣,在此恶劣条件下结晶器长时间地工作，其使用状况直接关系到连铸机的性能,并与铸坯的质量与产量密切相关。因此,除了规范生产操作、选择合适的保护渣和避免机械损伤外，合理的设计是保证铸坯质量、减小溢漏率、提高其使用寿命的基础和关键。 板坯连铸机一般采用四壁组合式(亦称板式）结晶器,也有一个结晶器浇多流铸坯的插装式结构。 ?结晶器主要参数的确定? 1 结晶器长度H ?结晶器长度主要根据结晶器出口的坯壳最小厚度确定。若坯壳过薄，铸坯就会出现鼓肚变形,对于板坯连铸机，要求坯壳厚度大于10~1５mm。结晶器长度也可按下式进行核算:??Ｈ=(δ/K)2Vc+S１＋S2 (ｍm）??式中δ——结晶器出口处坯壳的最小厚度,ｍｍ ?Ｋ——凝固系数,一般取Ｋ=1８～22 mｍ/mｉｎ0．5 ? Vｃ——拉速,mm/min S1——结晶器铜板顶面至液面的距离,多取S1＝１00 mm??S2——安全余量，S=5０～100 mｍ??对常规板坯连铸机可参考下述经验:??当浇铸速度 ≤2.0ｍ/miｎ时，结晶器长度可采用90０～９50mm。??当浇铸速度2.0~3.0ｍ/min 时,结晶器长度可采用950~1１00mm。 当浇铸速度≥３.０m/miｎ时，结晶器长度可采用1100~１200mm。?? 2 结晶器铜板厚度h??铜板厚度的确定是依据热量传热原理和高温下的使用性能，具体说，与铜板材质、镀层、机械性能、拉速、冷却水量的大小和分布等有关。研究表明,拉速高，铜板应随之减薄；反之,拉速低，铜板应随之增厚。在考虑上述诸多因素后，铜板的厚度可由下式确定：? h=hm＋Δm+δm (mm)? 式中hｍ——铜板冷却水槽深度,ｍm Δｍ——铜板加工余量，一般取Δm＝１0～1５mｍ? δm——铜板最终的有效厚度,一般取δm＝１０ｍm? 3 结晶器内腔最大宽度Amax? Aｍax=1.025×Ｂｍax （mm)? 式中Bmax——板坯最大名义宽度,mｍ 4 宽边铜板最大宽度Cumａx
编号：CZ-GC-00446 ( 操作规程) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 水平连铸机组安全操作规程Safety operation regulations for horizontal continuous casting unit
水平连铸机组安全操作规程 操作备注：安全操作规程是要求员工在日常工作中必须遵照执行的一种保证安全的规定程序。忽视操作规程在生产工作中的重要作用，就有可能导致出现各类安全事故，给公司和员工带来经济损失和人身伤害，严重的会危及生命安全，造成终身无法弥补遗憾。 1．目的 规范现场操作，保证安全生产顺利进行 2.适用范围 本规程适用于熔铸车间水平连铸机组生产。 3.内容 3.1对使用吊钳、钢丝绳、吊链等前必须检查是否完好，钢丝要稳、正、牢、吊钳要钳牢靠。 3.2禁止跨越炉口，炉台工加料时，要认真清除料表面杂质和水份，严禁潮湿、进水、油污严重的电解铜和工艺废料加入炉膛。 3.3加料装炉时，应集中思想，注意周围环境及其他操作人员是否进入安全区，同时投料要轻，稳，较重的原料装炉时要采用适当的措施，轻轻投入，以免金属飞溅伤人。 3.4熔炼炉倾斜起炉时，炉体铁板上不准站人，降回时注意是否
有物挡住，如有物挡，应及时通知处理。 3.5发现炉子异常、检查炉体时，保持人身与炉体距离不得少500mm，并注意周围环境，保证紧急避让方便。一旦发生漏炉或铜水溢出，操作人员应立即顺安全通道避让到高处.危急导线或电器部分时，通知操作台立即停电,同时启用备用水源冷却线圈。 3.6舀铜液时，操作手一切安全防护用品必须穿戴齐全，检查工具是否安全可靠。铜液未冷却前必须有专人现场监护，起吊铜液专用吊具必须保证安全可靠，操作人员应保持与吊物的安全距离。 3.7熔炼炉加料和转炉时，感应器必须停电，中间流槽必须加定位销。 3.8在引拉前将结晶器前的事故包，保温炉后的事故包烘烤至无水分，并且里面不得有油及其他杂物。 3.9引锭机在引拉过程中，应注意检查引锭机的工作情况和铸坯出口状况。如发现不正常现象，应立即采取预防措施，以及必要时停机处理，防止漏铜。 3.10铸坯应堆放整齐，同时保持场地清洁、无油水、畅通。
二连铸车间三台连铸机振动装置差异和优缺点 摘要: 结晶器振动装置是连铸机的重要设备之一，其主要作用是防止钢水与铜管内壁的粘结，改善铸坯的表面质量，当粘结发生时，则通过振动强制脱模，消除粘结；振动装置即是带动结晶器产生脱模所需的机械振动，本文通过对首钢水钢二炼钢厂的三台连铸机振动装置差异及优缺点的分析比较，充分了解各台铸机振动装置性能，做到心中有数，以便在以后的生产中趋利避害，对生产起到一定的指导和参考作用。 关键词：结晶器振动装置正弦振动非正弦振动四连杆镭目非正弦大扭矩直驱电机
目录 摘要 (2) 1、二连铸3台连铸机振动装置概况 (4) 1.1 1#连铸机振动装置概况 (4) 1.1.1 技术参数 (4) 1.1.2 振动装置结构 (4) 1.1.3 振动装置工作原理 (4) 1.2 2#连铸机振动装置概况 (5) 1.2.1 技术参数 (5) 1.2.2 振动装置结构 (5) 1.2.3 振动装置工作原理 (6) 1.3 3#连铸机振动装置概况 (6) 1.3.1 技术参数 (6) 1.3.2 振动装置结构.............................., (7) 1.3.3 振动装置工作原理 (7) 2、3台连铸机振动装置的差异及优缺点比较 (8) 2.1 振动波形 (8) 2.2 振动特点 (8) 2.2.1 1#机振动特点 (8) 2.2.2 2#机振动特点 (10) 2.2.3 3#机振动特点 (11) 3、结论 (13)
3.1 3台连铸机振动装置的差异 (13) 3.2 3台连铸机振动装置的优缺点 (13)
1、二连铸3台连铸机振动装置概况 1.1 1#连铸机振动装置概况： 1.1.1 技术参数： 振动曲线：正弦 电机：YTSP160M-4-B3 功率：11KW,转速：1440r/min 频率：64-300cpm（圈/每分钟） 振幅：±3mm、±4mm 减速机：锥包络蜗轮减速机 速比：7.75 [1] 1.1.2 振动装置结构： 1#连铸机振动装置为四连杆机构，振动机构为内弧布置，主要由交流电动机、减速机、偏心轮、连杆、振动臂、导向臂和振动台几大部分组成，这种装置的最大优点是将传动装置移到二冷室之外，振动机构为板簧四连杆，振动台不直接受连杆传动，而是把振动臂一端延长，形成传动臂，显然机构得到了进一步简化，电动机减速器的工作环境条件得到了大幅度改善。 1.1.3 振动装置工作原理： 1#连铸机振动装置采用变频器进行交流变频调速产生正弦振动，再用偏心机构将圆周运动转换成上下振动，带动连杆机构驱动振动台，通过调节偏心机构的偏心距调整振幅，就像汽车调档一样，不过此偏心机构只有两个振幅档可以调，分别为±3mm和±4mm，且只能
连铸板坯结晶器温度分布的研究崔立新张家泉陈志平 北京科技大学冶金学院炼钢所 宝钢集团上海梅山有限公司
连铸板坯结晶器温度分布的研究 The Research for the Distribution of Temperature in the Mould of the Slab Continuous Caster 崔立新1 张家泉1陈志平2 (1- 北京科技大学冶金学院炼钢所； 2-宝钢集团上海梅山有限公司) 摘要:本研究利用MSC.Marc软件建立了连铸结晶器内热状态有限元分析模型，从物理 现象的本质特征出发，掌握了结晶器铜板的温度分布。利用工厂实测数据对模型进行了验证。讨论了拉速、冷却水流速、铜板厚度对铜板温度分布的影响，进而准确实施漏钢预报 并得到提高结晶器寿命的措施。 关键词:板坯连铸结晶器温度场 MSC.Marc Abstract: Using MSC. Marc software, this paper studied and established the casting thermal field FEM analysis model in mould, from the essential feature of physical phenomenon modeling the temperature field of the copper mould wall. Qualitative agreement was found between model and operating temperature data．The effect of following variables on mould temperature distribution was studied：speed，water velocity and wall thickness in order to gain accurate enforcement leaks steel forecast, and get the measure that raises mould life. Key words: s lab continuous casting；mould；temperature field； MSC.Marc l前言 结晶器是连铸机的“心脏”，钢水在结晶器的凝固实质上是把钢水热量通过铜板传给 冷却水的过程，铜板的传热状况对铸机产量和铸坯质量有重要影响。板坯结晶器是由两块 宽面铜板和两块窄面铜板组合而成所需浇铸的断面。 结晶器铜板的温度分布对于热量传递，提供坯壳与铜板接触状态的信息，渣膜润滑层 的形成以及铜板寿命都有十分重要的影响。为了解铜板的温度分布，通常是在铜板厚度方 向的不同高度处设置热电偶，测定拉坯过程中铜板温度变化。板坯结晶器铜板中有水槽和 螺钉，传热状态较复杂，可用数值计算方法模拟铜板的温度分布来开展研究工作。