常规板坯连铸机结晶器技术

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：

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

Cumax=Amax+2h+(100～150) (mm)

5 无轻压下时，窄边铜板上、下口尺寸Zs、Zx Zs=1.025×D+2 (mm)

Zx=1.019×D+2 (mm)

式中 D——板坯名义厚度，mm

如果考虑了凝固末端轻压下，则应再增加3～4mm。另外，有的用户还要求按照自己的经验进行确定，这时须尊重用户意见。

6 单边调宽行程Sd

Sd=( Amax－Bmin)/2+(30～50) (mm)

式中 Bmin——为板坯最小名义宽度，mm。

7 当用户无特殊要求时，生产当中结晶器下、上口尺寸Ax、As的确定

Ax=(1.010～1.012)×B (mm)

As= Ax×(1+Δ×H) (mm)

式中 B——板坯名义宽度，mm

Δ——结晶器锥度，一般取0.9%/m左右

H——结晶器长度，m

图1为结晶器上、下口尺寸示意图。

图1 结晶器上下口尺寸

8 结晶器夹紧力的计算

每个结晶器有4组夹紧弹簧，上方两组，下方两组，其夹紧力为：

FS1=1.5×ΣPA

FS2=1.5×ΣPB

式中 FS1——结晶器上口每个夹紧装置的夹紧力，mm

FS2——结晶器下口每个夹紧装置的夹紧力，mm

ΣPA——钢水静压力和内弧水箱移动所产生的摩擦力在上方的作用力，kN

ΣPA——钢水静压力和内弧水箱移动所产生的摩擦力在下方的作用力，kN

夹紧装置结构形式可采用弹簧夹紧、液压缸松开的方式，也可采用全液压夹紧方式。

9热态板坯由宽调窄时的推力

结晶器推力计算时，可参考《板坯连铸机设计与计算》一书，主要考虑下列因素：（1）铸坯变窄时的推力。

（2）结晶器窄边钢水静压力。

（3）宽窄边铜板因弹簧夹紧引起的摩擦力。

（4）沿铸造方向窄边和铸坯之间的摩擦阻力。

10 结晶器下口与引锭头之间的间隙

引锭进入结晶器后，结晶器下口宽度与引锭头宽度之间的间隙为4～9mm

引锭进入结晶器后，结晶器下口厚度与引锭头厚度之间的间隙为4～5mm

结晶器的优化问题

1 结晶器铜板材质

结晶器铜板设计是结晶器设计的最重要环节。铜板的导热效果及寿命主要与铜板的材质、热面镀层、结晶器冷却水水量、结晶器与足辊及二次冷却区的对弧精度有关，除此之外，合理的结构设计显得更为重要。

结晶器铜板母材推荐采用CuCrZr合金，也可采用CuAg合金，在一台结晶器上两种材质也可一起采用，易磨损的窄面铜板采用CuCrZr材质，相对不易磨损的宽面铜板采用CuAg材质。

铜板厚度一般取40～50mm。

铜板镀层采用Ni-Cr、Ni-Fe、Ni-Co、Co-Ni等。

铜板每次刨修量1.5mm。

结晶器铜板的最小有效使用厚度（铜板表面至水槽底部）10mm。

2 铜板水槽分布

结晶器铜板水槽的分布和传热密切相关，结构设计包括水槽的宽度、深度、数量分布及铜板固定螺栓的布置等。其要点是设置合适的冷却水流量与流速，并考虑结晶器冷却的均匀性。

设计时螺栓直径在M16～M20之间选取，螺栓间距应尽可能小，尽量减小固定螺栓近旁的水槽间距，并采用长短结合的水槽深度，即布置在铜板固定螺栓近旁的水槽可适当深一些，这样可有效降低固定螺栓处的铜板热面温度差，使结晶器热量传递及形成的坯壳更为均匀，如图2所示：

图2 不同尺寸的水槽深度

表1是国外某钢厂常规板坯连铸机高拉速时结晶器铜板主要参数。

为了减小窄面铜板边缘的热面温度，可以采取在铜板边缘增加倾斜水槽或者增加角部通水孔，图3为角部倾斜水槽及通水孔示意图。

图3 角部倾斜水槽及通水孔

3 铜板冷却水量与水流速

冷却水量以浇铸速度为依据，按照板坯断面周边长度取2.0～2.8?/min/mm。冷却水压力1.0MPa左右，根据结晶器水路结构和压力损失大小，必要时窄面水的控制回路增设0.2MPa的增压泵。

对于常规板坯连铸机，冷却水流速应控制在6～10m/s之间。

对于中薄板坯连铸机，冷却水流速应控制在10～13m/s之间。

4 窄边和宽边的热流比

设计时应注意，结晶器窄边和宽边的热流比一般在0.8～0.9时，铸坯不易出现裂纹。

5 液面处铜板温度分布

结晶器液面处铜板温度沿水平方向的分布，应尽可能做到高低温度差△T≤10℃，以利于坯壳的均匀形成。

6 沿结晶器长度方向水槽的过渡圆弧

如图4所示，过渡圆弧的半径不要选的过大，否则会影响铜板顶部与钢液面接触部位的冷却效果，可取R=30～100mm。

图4 水槽的过渡圆弧

7 铜板与水箱的密封

铜板和水箱一般采用耐热橡胶O型密封条密封，这时密封槽不能按标准设计，O 型密封条直径选定后，所选的密封槽应比标准规定的小。这还不够，必要时，采用双密封条密封。

8 铜板外形

在生产使用中，因为结晶器长时间热负荷工作，夹紧装置松动或窄边漂移，也可能由于设备加工及安装等原因，使窄面铜板的工作状态出现偏斜，如图5(a)所示，偏斜后出现了间隙a。

如果a值过大，角部热阻增大，不利于该处坯壳的形成，容易造成漏钢，同时钢水容易进入角部间隙凝结，造成挂钢。优化窄边铜板的外形可以改善这种状况。

优化方案一，图5为解决窄边漂移的优化方案示意图。改变窄边铜板断面形状，如图5(b)所示。其原理是相对减薄窄边铜板的厚度，从而减小角部间隙。窄边铜板断面形状改变后的工作状态如图5(c)所示，很明显，优化后的角部间隙b值要小于a值。

图5 窄边偏移方案优化

优化方案二，改变窄边铜板宽度方向的几何外形，如图5(d)所示。结晶器上口不接触钢水，下口坯壳已经有一定厚度，所以对窄边铜板的上部和下部可以进行小量修正，以减小窄边铜板的相对宽度，从而减小角部间隙。

9 水路

结晶器的设计应保证其安装在振动装置上后，水路能够自动接通，对中简单，固定和更换便捷。

板坯宽度较宽时，结晶器每个宽面冷却水回路可由一个变为两个。此时，其水箱的结构必须保证有足够的刚度。

结晶器水各回路的流量调节阀必须设置在回水侧。

结晶器水箱上部必须设置放气阀并设计渗水槽，而下部设置放水孔。

10 足辊

根据浇铸速度和板坯断面尺寸，结晶器宽面足辊可设置1～3对，窄面足辊可设置2～5对。

窄面足辊的对数≥2时，辊子轴承座除有垫片组调整辊子高度外，背面应增加弹簧支撑，以提高窄面足辊支撑板坯的实际效果。根据钢水静压力确定弹簧力的大小。

足辊喷淋架及喷嘴处于连铸机最易漏钢的部位，设计中必须考虑安装、拆卸的方便性。

足辊轴承座立板与二冷喷嘴的相互位置应事先精确设计，避免干涉。

设计中要注意解决好喷嘴布置与分段足辊中间支撑轴承座容易相互干涉的问题。高拉速时结晶器下方可采用格栅支承结构。

11 调宽

结晶器调宽可分为热态和冷态两大类，热连轧机要求热送的板坯具有按照周期输送板坯宽度的特点，则结晶器可采用浇铸过程中的热态调宽。其它轧机无变换板坯宽度的要求，则结晶器可考虑冷态调宽。调宽可以用电动机、液压马达、液压缸等驱动。冷态调

宽时，也可以用手动。热态调宽的机械设计速度一般为0～120mm/min。

浇注不同厚度板坯时，结晶器外弧线是一个不能变更的基准线，调宽装置应能够适应厚度的变化，必要时沿板坯厚度方向移动位置。

热态调宽时，可采用软夹紧。夹紧装置在结晶器中的位置应保证钢水静压力的作用中心位于上下夹紧装置之间。

按照不同的驱动源，调宽装置可分为电动（液压马达）式和液压缸式，液压缸式调宽装置由于结构简单而成为目前的发展方向。

12 窄面漂移

窄面漂移是一个生产铸造过程当中十分头疼的问题，必须十分重视解决。

13 其他结构设计问题

（1）结晶器盖板设计时，大盖板固定，小盖板活动。大盖板考虑液面检测装置的安装或放置位置，大小盖板既要考虑结晶器振动时互不发生干涉，又要考虑相互间的密封性，防止蒸汽逸出。

（2）结晶器本体设计时，可考虑自带支撑，而支撑柱子的长度，应大于设备最低限，但不能和弯曲段发生干涉。

（3）为了保护环境，设置结晶器排烟装置。

14 结晶器维修

（1）结晶器是一个易损更换件，设有专门的维修场地。设计时，结晶器的起吊、运输、维修和安装的方便性应充分考虑。

（2）漏钢后，如果需要将结晶器＋弯曲段＋事故坯同时吊离连铸生产线时，结晶器底部和弯曲段顶部应考虑相互导向和支撑点。

结晶器的测量

1结晶器宽度方向上、下口尺寸偏差δ≤0.25mm，如图6所示。

图6 图

7 图8

2 组合式结晶器宽面铜板和窄面铜板之间的接触间隙δ3≤0.3mm，如图7所示。

3 组合式结晶器4块铜板顶面高度差≤0.2mm。

4 结晶器宽度方向上、下口两侧锥度偏差之和δ4+δ4′≤0.25mm，如图8所示。

5 结晶器矩形偏差，即矩形断面的对角线之差≤1.0mm。

6 结晶器漏钢预报装置的误报率≤15%。

7 结晶器液面控制精度误差≤±3.0mm(99%的浇铸时间内)。

与结晶器有关的技术与设备

1结晶器漏钢预报装置与热成像

解决粘结性漏钢问题除了改善保护渣质量并精心操作以确保拉速和结晶器液面稳定外，漏钢预报装置用于预先警告漏钢的发生是较有效的措施。

目前研究的方法主要是热电偶测温、振波分析和摩擦阻力三种方法，其中热电偶测温方法的准确性相对较高，在生产中应用较为普遍。

宝钢正在开发纵裂漏钢预报技术。

利用漏钢预报系统热电偶检测到的温度，将温度分布以图像的形式直观地显示出来即热成像。这一措施也是漏钢预报系统的完善和补充。

2 结晶器铜板温度控制系统

德国西马克/德马克（SMS/DEMAG）公司开发了这一技术。结晶器铜板温度控制主要是控制液面处的“热面”（与钢水接触的一面）温度。其原理是收集中间罐的加热温度，钢水温度，拉坯速度，结晶器铜板材质和厚度，结晶器进、出水温度，所浇注钢种的凝固温度等参数，利用结晶器的进水量和出口水温将特定钢种液面处的铜板热面温度控制成理论上的恒定值。对于不同钢种，将液面处的铜板热面温度控制在270℃～349℃，热流密

度在2.8～2.96MW/m2，结晶器水温差在8.9～11.4℃。这样做的目的是为了避免纵向裂纹，减少因保护渣熔化不良、流动不均匀而引起的铜板和坯壳之间的粘结，从而提高板坯质量，减少漏钢，稳定生产操作，并使结晶器铜板的热面温度远离其再结晶温度，减少铜板变形，提高铜板使用寿命，同时还可以省去开浇保护渣。这一技术是连铸机生产中的深层次技术。

3 结晶器电磁钢流控制技术

在低拉速时应用的板坯连铸机结晶器电磁搅拌技术主要优点是浇注高强度钢时，钢水中气体和夹杂物能够上浮，提高了液面的稳定性，防止保护渣卷入，使结晶器中钢水温度均匀，从而使坯壳厚度均匀，减少纵裂。但也有人对这项技术持不同观点，认为结晶器电磁搅拌对板坯质量不会产生影响。

自1982年川崎制铁水岛厂5号板连铸机使用电磁制动技术以来，ABB公司的电磁制动器已经在世界各地的板坯连铸机上应用了几十台。这种技术可以使钢水冲击深度减小，增加夹杂物上浮的机会，提高钢水纯洁度，大量减少厚板坯的内部和皮下夹杂物，消除了保护渣被卷入的可能性，减少了漏钢的危险，也能够有效地减少表面的横向和纵向裂纹，削减液面上的动态和静态波动波形，增加液面温度，结晶器窄面坯壳无再度熔化现象，更换钢种时还可缩短交接坯（钢的混合域）的长度，优点非常突出。

4 结晶器液面监控技术

结晶器液面监控技术有涡流式、电磁式、同位素式、浮子式、激光式、超声波式等各种有效的液面检控系统。在板坯连铸机结晶器上应用较多的是涡流式和同位素式。

5结晶器保护渣自动供给装置

…………

6 使用不同保护渣时的常规检查及熔点、粘度检测设施。

…………

上面针对常规板坯连铸机讲述了“结晶器主要参数的确定”、“结晶器的优化问题”、“结晶器测量”、“与结晶器有关的技术与设备”，缺点错误在所难免。需要指出的是，和其他任何技术一样，常规板坯连铸机结晶器技术的发展同样离不开理论与实践的结合，其优化设计也是一个永远的课题，需要在理论和实践中去不断探索。

常规板坯连铸机结晶器技术

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：

连铸结晶器总成(英)

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.

板坯连铸机

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

结晶器振动装置的应用与发展

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

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。

连铸结晶器振动参数取值限度问题

连铸结晶器振动参数取值限度问题 1 前言 随着连铸技术的发展,结晶器振动技术亦不断发展,主要表现在振动参数的选择更加灵 活,振动的工艺效果更好,尤其是振动参数更适合连铸高拉速的工艺要求。结晶器振动的每一次完善都是突破原有振动参数的取值限度,以适应连铸更高的工艺要求。随着结晶器非正弦振动形式的开发,本文讨论振动参数的取值限度问题。 2 结晶器振动参数的影响 拉速Vc是连铸工艺控制的一个最关键的参数,因此结晶器振动参数的选择亦必须适合 拉速的要求。结晶器振动工艺参数对其工艺效果的影响如下: 1)结晶器振动的负滑脱时TN控制铸坯表面的振痕深度,即两者呈增函数关系。TN越 长,振痕越深。 2)保护渣的消耗量与结晶器振动的正滑脱时间呈增函数关系,正滑脱时间越长,保护 渣消耗量越大。 3)结晶器振动的负滑脱时间率、负滑动量、结晶器上振的最大速度都反映结晶器振动 的工艺效果,但它们不是独立的参数,而且随着结晶器振动形式的确定,一般以其正、负滑脱时间来判定结晶器振动的工艺效果。 基于上述几点,为控制铸坯的振痕深度,希望TN短;而为保证结晶器的润滑效果,增 加保护渣的消耗量,希望正滑脱时间长,为此目的开发了结晶器的非正弦振动形式,从而突破了结晶器正弦振动参数的取值限度。 3 问题的提出 在结晶器非正弦振动中引入波形偏斜率α这一基本参数,增加了振动的独立参数,使振 动参数的选择更灵活,更适合高速连铸的工艺要求。即在一定的VC条件下,采用非正弦振 动可以明显地降低振动频率f ,即可以保持f 不变,通过调整α来适合Vc的要求。此外, 非正弦振动可以分别构造结晶器的上振和下振速度曲线。由此提出:在一定的Vc下,可否 通过不断地增加α而无限地降低f 。 图1示出在一定VC和振幅S时,不同α所对应的tN–f 曲线。可见α增加,tN–f 曲线

板坯结晶器振动摩擦力研究

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；

结晶器振动技术

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

常规板坯连铸机结晶器技术

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

连铸机结晶器振动装置设计

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

连铸板坯结晶器温度分布的研究

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。

连铸结晶器

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。称之为连铸设备的“心脏”。 结晶器的定义：一种槽形容器，器壁设有夹套或器内装有蛇管，用以加热或冷却槽内溶液。结晶槽可用作蒸发结晶器或冷却结晶器。为提高晶体生产强度，可在槽内增设搅拌器。结晶槽可用于连续操作或间歇操作。间歇操作得到的晶体较大，但晶体易连成晶簇，夹带母液，影响产品纯度。这种结晶器结构简单，生产强度较低，适用于小批量产品（如化学试剂和生化试剂等）的生产。 结晶器的作用： （1）使钢液逐渐凝固成所需要规格、形状的坯壳； （2）通过结晶器的振动，使坯壳脱离结晶器壁而不被拉断和漏钢； （3）通过调整结晶器的参数，使铸坯不产生脱方、鼓肚和裂纹等缺陷； （4）保证坯壳均匀稳定的生成。 结晶器的类型 （1）结晶器的类型按其内壁形状，可分为直形及弧形等 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。 （2）按溶液获得过饱和状态的方法可分蒸发结晶器和冷却结晶器；按流动方式可分母液循环结晶器和晶浆（即母液和晶体的混合物）循环结晶器；按操作方式可分连续结晶器和间歇结晶器。 通俗的讲连铸结晶器： 就是一个钢水制冷成型设备。基本由框架，水箱和铜板（背板与铜板），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

结晶器正弦振动装置的形式及其特点

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。

板坯连铸结晶器浸入式水口结构研究

54 第39卷第4期 2017年7月 上海金属 SHANGHAI METALS Vol.39, No.4 July, 2017板坯连铸结晶器浸入式水口结构研究 张慧书1吴国玺1陈韧1孙野1战东平2刘越2 (1.辽宁科技学院冶金学院，辽宁本溪117004;.东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳110004) 【摘要】在实验室条件下，基于某厂实际水口结构及生产状况重新设计了 4种不同结构 的浸入式水口，然后采用11的水模型对该厂600 mmX170 m m断面板坯连铸结晶器的流场特 征进行试验，通过对比分析不同拉速下采用不同结构浸入式水口时结晶器内钢液的流场特征的 变化情况，从而优选出适合该厂的浸入式水口结构。研究表明，在拉速矣1.6m m in时，采用底 部形状为凸底、出口倾角18°、侧出孔尺寸为40 m m x60 m m的椭圆形水口，结晶器内流场最为 理想，即为最优水口结构。 【关键词】板坯连铸结晶器浸入式水口物理模拟结构优化 Study on Submerged Entry Nozzle Structure in Slab Mold for Continuous Casting Zhang Huishu1Wu Guoxi1Chen Ren1Sun Ye1Zhan Dongping2Liu Yue2 (1. School of Metallurgy，Liaoning Institute of Science and Technology,Benxi Liaoning 117004, China； 2. School of Materials and Metallurgy，Northeastern University，Shenyang Liaoning 110004, China) 【A bstract】Under laboratory conditions，four kinds of submerged entry nozzle(SEN)with different structure were redesigned based on the actual nozzle structure a nd produ plant.The characteristic of the flowing field in a slab continuous casting mold with a section of600 mm by 170 mm was studied by ratio of 1to 1water model，then the SEN suitable for the plant was optimized，by comparative analysis at the variation of flowing field in mould with different structural SEN at different casting speeds.The research results showed that when the casting speed was not greater than 1.6 m/m in，the most ideal flow field was obtained by using the oval outlet nozzle with bottom shape of nozzle mountain-bottom,tilt angle of the nozzle exit of18°, the of40 mm by60 mm，i.e.the optimal SEN structure. 【Key W o r ds】slab continuous casting,mold,submerged entry nozzle(SEN), physical simulation，strnctural optimization 随着冶金技术的发展，连铸已经成为钢铁生 产中一个不可或缺的环节[1]。由于结晶器处于板 坯连铸的核心地位，其内部钢液的流动状态会直 接影响到连铸机生产是否顺利以及铸坯质量的优 劣。而浸入式水口在提高连铸可浇性中起到至关 重要作用，其使用效果直接决定着连铸效率和钢 坯质量[2]。因此，有必要对结晶器浸入式水口结构进行优化，以改善结晶器流场，提高铸坯质量[37]。本文针对某钢厂在连铸过程中经常出现 的钢水粘结、水口结瘤、铸坯卷渣等问题，重新设 计水口结构，采用物理模拟方法与原水口产生的 流场状态进行比较，探究水口结构和工艺参数对 结晶器内流场的影响，对比分析获得板坯断面为 600 mmX170 m m时的最优水口结构，以达到提 基金项目：国家自然科学基金（51574063 )辽宁省高等学校优秀人才支持计划（LJQ2015056) 作者简介:张慧书，女，博士，讲师，主要从事冶金过程模型开发工作,Email: huishuzhang@163. c m