浅谈板坯连铸结晶器技术的最新发展 钻石结晶器

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甘肃冶金
２００２年１２月 第４期
浅谈板坯连铸结晶器技术的最新发展‘
于淑红张运生
（酒泉钢铁集团有限责任公司 甘肃嘉峪关７３５１００）
摘要本文介绍了钻石结晶器（ＤｎＦＡＣＥ）的技术特点及应用情况。 关键词板坯连铸钻石结晶器技术进展
１前言 板坯窄面角部坯壳的不均匀生长容易引起皮下角裂的产生，致使板坯修磨损失量增加；除
目前，连铸机使用者继续关注于连铸机生产率的提高和灵活性的改善，关注于产品质量的提高和生产成本的降低。为了满足这些要求，VAI钢铁工厂 设计与建设公司开发了一系列的成套技术与设备。下面介绍一下在大方坯／小方坯连铸方面的先进技术。1 钻石高速结晶器 高速小方坯连铸所面 临的一个重要任务是发展一种结晶器，能够保证铸坯与结晶器铜板之间形成快速均匀的热传送，这对于铸坯坯壳的均匀形成特别重要。 通常的情况 下，铸坯在结晶器内的收缩上段比下段强烈。为了提高铸坯在整个结晶器内的接触率，VAI将结晶器设计为一定锥度的形状。 钻石结晶器上部带有 大的锥度，以便保证铸坯与结晶器之间在中部与边部的接触都很恰当。结晶器的下部不带锥度，小方坯的边部不必与结晶器直接接触。因为该区域的两 种传热形式，使得坯壳的生长十分有效。 钻石结晶器的主要特点如下： ●将结晶器长度增加到900～1000mm，以增加铸坯在结晶器内的停留时 间。 ●在结晶器整个长度上设计一个比传统结晶器锥度大的抛物形锥度，以保证坯壳的均匀生长。 ●在结晶器边缘部分不带锥度，而在结晶 器中间部分存在锥度。 采用钻石结晶器在拉速提高22％～50％的情况下，小方坯的形状、质量和结晶器的寿命不受影响，甚至表现更好。2 Dynaflex--液压振动器 板坯连铸机液压振动器的效果，促进了大方坯／小方坯用的液压振动器的发展。较长的高速小方坯结晶器带有无磨损弹簧导 架系统的液压振动装置，能够保证结晶器平台导架的精确性，并免于维护操作。 VAI的第一台液压振动器于1997年底在德国的莱希钢公司的4流小方 坯连铸机上投入使用。经过一段成功的试用，1998年莱希钢公司又购买了5台振动器用于连铸生产。 中国武钢的2台5流大方坯连铸机第一次同时安 装钻石结晶器和带无磨损导架系统的液压振动器。3 优化的大方坯连铸机头部 VAI研发了新的大方坯连铸机头部成套技术。与传统铸机相比较，其 优点包括： ●结晶器和第一扇形段安装方便。 ●调整时间短，生产效率高。 ●结晶器电磁搅拌，易于使用和处理。 新的高性能结 晶器由壁比较薄的单面铜板通过螺栓连接在底板上。底板上带有冷却槽和冷却管。 该结晶器不带底辊，而是使用特殊工具安装在连铸机上。当结晶 器放入连铸机后，调节自动完成，不需其它测试和工艺调整。 振动单元的组成 ●4个带机械驱动和液压驱动的振动器； ●带片簧导架系 统的水平结晶器升降台； ●弹簧式重量补偿系统； ●过载保护。 该单元可以快速变换或运转头部组件(结晶器、结晶器电磁搅拌、振动 器和1号扇形段)，当然也允许单个更换这些组件。 第一段扇形段分成两部分。第一部分可根据连铸坯尺寸变化，和底辊结合在一起。小辊径、紧密 排列的辊子可以减少鼓肚的发生。第二段扇形段带有调节辊，所有辊子采用内部水冷。结晶器的电磁搅拌系统由第一段扇形段支承。 该大方坯铸机 头部于1996年安装在奥地利的多纳维茨厂。以后其它的8家厂家也安装了该设备。实践证明，它能明显提高产品质量，特别对于质量要求严格的钢种效果 更好。同时，也能提高生产效率。 谢建平编译自Steel World 4(1)
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浅谈板坯连铸结晶器技术的最新发展
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于淑红， 张运生 酒泉钢铁集团有限责任公wenku.baidu.com,甘肃,嘉峪关,735100
甘肃冶金 GANSU METALLURGY 2002，(4) 0次
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1.期刊论文 先进的大方坯／小方坯连铸设备 -上海金属2000,22(5)
图２坯壳生长和角裂比较
图３坯壳收缩比较
３．２结晶器内坯壳凝固时坯壳与铜板摩擦力比较 由图４、图５可以看出，结晶器窄面下部角部的切角可以避免高的静压力峰值，减少铜板
和铸坯之间的摩擦力。经测试，Ｄ队ＦＡｃＥ结晶器与坯壳的摩擦力减少ｌｏ～１５％。 ３．３奥氏体的生长速度比较
在结晶器上部区域热传导快，进而坯壳表面冷却速度也快，这样可以使铸坯有更好的微观 组织，有益于获得良好的铸坯表面质量。测试结果表明，ＤｎＦＡＣＥ技术可以使奥氏体的生长 速度减少２５％。
此之外，结晶器窄面铜板下部角部较高的磨损增加了维修费用。为了克服以上问题，奥钢联 （Ⅵ～Ｉ）开发了结晶器窄面优化技术既钻石结晶器（ＤｎＦＡｃＥ）。 ２设计理念
通常情况下铸坯坯壳的收缩在结晶器内上部较下部更加敏感，在铸坯边部，过大的抛物锥 度可使该区域的钢水压力达到峰值，尤其在结晶器下部，为了能够与钢水自然收缩一致，Ｄ认 ＦＡｃＥ将结晶器窄面铜板中间设计成带有足够的锥度，而在窄面铜板下部的角部其锥度呈逐渐 减小的趋势，见图１。
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·收稿日期：２００２奶
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图１ ＤＩ粼Ｅ钻石结晶器
不同钢种的膨胀、热收缩以及浇注速度的不同，决定了板坯质量和坯形，为此进行了常规
结晶器和ＤＬ吼ＣＥ在铸坯收缩补偿、铸坯与铜板的凝固和摩擦以及组织生成和板坯质量方面
的比较。 ３．１板坯角部坯壳的收缩比较
抛物线窄面锥度可以根据坯壳的收缩而吻合，可以与坯壳连续接触，有均匀的热传导。从 曲线可以看出ＤｎＦＡｃＥ能够使坯壳均匀地生长，减少下部角部皮下裂纹的产生。同时测试表 明ＤｎＦＡｃＥ可以获得稳定的温度分布和小的温度波动，结晶器的热传导提高了５～１０％。见 图２、图３。