2022年连铸机设备常见问题解答 .pdf

连铸机设备的常见问题与解答倍尔润于1906年创立，总部位于英国伦敦，是一家经营历史逾百年的全球化能源和化工集团，技术积淀深厚，创新能力卓越。直至今天，倍尔润仍被推崇为世界领先的工业润滑油品牌。创始人John Barry确立的“技术生产力”理念始终将用户需求放在第一位，研发的工业润滑油、润滑脂等产品极具竞争力，每一款产品都深受工业企业的喜爱，服务用户涉及到各行各业，营销支持网络遍布全球。品质出色，所有的产品研发均需以提升机械设备工作效率、延长机械设备的工作寿命为出发点；超越需求，卓越性能超出了工业标准和众多顶级制造商的要求。正是源于对一流品质的超越和坚守，倍尔润工业润滑油、润滑脂产品始终征服着全球用户。1.组合式结晶器结构上有哪些特点? 组合式结晶器由内外弧铜板、窄边铜板、冷却水箱、窄边夹紧和厚边调整装置以及足辊所组成。为提高结晶器冷却强度，与液态金属接触的内侧(内弧、外弧和侧板)皆采用导热性好又耐磨的铜合金。在浇注时，从结晶器拉出的铸坯外部还是很薄的坯壳，内部还是液芯，为了更好地支撑这薄薄的坯壳和减少由钢水静压力而形成的鼓肚变形，在结晶器下端布置有23 对足辊 (也有采用格栅结构的)。为了适应不同尺寸的铸坯，设置有调宽和调厚装置，近代板坯连铸机发展了在线调宽装置，在不间断拉坯条件下改变铸坯的宽度，缩短辅助时间，提高铸机的生产能力。2.结晶器为什么用铜合金制成?结晶器内层是钢水凝固时进行热交换并使钢水成型的关键部件，因此要求采用导热性能良好的材质制成。紫铜板导热性能良好，但强度和硬度都低，尤其在高温下强度就更低,因精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 21 页而其寿命较短。为了提高寿命，普遍采用铜合金，如：铜银合金、铜一铬一锆一砷合金、铜一镁一锆合金等。铜银合金成份为：Cu99.5 ， AgO.07 0.1 。加银的目的是为了提高铜板的再结晶温度，当含银量在0.08 0.1 时再结晶器温度为318 326 (比普通铜板提高50 )，高于它的工作温度，在正常冷却条件下结晶器内壁工作温度为250 320 ，这样可以防止再结晶。3.什么叫结晶器在线调宽，如何调法?在不停顿拉坯的条件下，改变铸坯的宽度叫结晶器在线调宽，它的优点是：(1)能连续浇注出不同宽度尺寸的铸坯，缩短了停机时间，提高铸机生产能力；(2)可减少铸坯切头切尾的损耗，提高收得率；(3)可浇注相近成份的钢水而不需停机。近年来结晶器在线调宽技术得到较快的发展。下面介绍国外某厂的结晶器在线调宽方法。通过移动结晶器的窄边来调整它的宽度，调整方法是对两侧窄边多次小步向外(由窄调宽)或向内 (由宽调窄 )移动移动顺序如图 2-10 所示。 a 是由窄往宽调，b 是由宽往窄调，调节的顺序依次按1、 2、3进行，直至达到新的宽度为止，最后一次调整应满足结晶器新宽度的设定锥度值。每次调节量约为初始锥度的1/4 ，调节速度为2050 mm/min，调节是由每个窄边的上下各有两套机构实现的，采用计算机控制。4.塞棒控制机构的特点是什么?塞棒控制是通过塞棒控制机构控制塞棒上下运动，以达到开闭水口调节钢水流量为目的，塞棒机构如图2-8 所示，通过操纵拨杆1 使扇形齿轮5 转动，带动升降杆2 上下移动，从而带动横梁3 和塞杆上下运动，以达到关闭和开启水口调节钢水流量的目的。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 21 页5.连铸结晶器结构有哪几种型式?按连铸机型式不同，结晶器可分为直的和弧形的两大类。按铸坯规格和形状来分，有小方坯、大方坯、板坯和异形坯结晶器。按结晶器本身结构来说，可分为3 种类型：管式结晶器：它是用壁厚为6 12mm的铜管制成所需要的断面，在铜管外面，套有套管以形成 57mm 的冷却水通路，保证冷却水流速为每分钟610m 。这种结晶器结构简单，制造方便，广泛用于小方坯连铸机上。整体式结晶器：它是用整块铜锭刨削制成的，在其内腔四周钻有许多小孔用以通冷却水。这种结晶器刚性好，易维护，寿命较长，但制造成本高，耗铜多，近几年已不采用。组合结晶器：它是由4 块铜板组合成所需要的内腔。在2050 的钢板上刨槽，并与一块钢板联结起来，冷却水在槽中通过。大方坯和板坯连铸机都用这种形式的结晶器。6.连铸结晶器应具有哪些性能?结晶器是连铸机的重要部件。钢液在结晶器中凝固成型，结成一定厚度的坯壳并被连续拉出进入二次冷却区。良好的结晶器应具有下列性能： (1) 良好的导热性，能使钢液快速凝固。每lkg 钢水浇注成坯并冷却到室温，放出的热量约为 1340kJ/kg，而结晶器约带走510 ，即 67134kJ/kg，若板坯尺寸为250 1700mm，拉速为lm/min时，结晶器每分钟带走的热量多达20 万 kJ。而结晶器长度又较短，一般不超过lm ，在这样短的距离内要能带走大量的热量，要求它必须具有良好的导热性能。若导热性能差，会使出结晶器的铸坯坯壳变薄，为防止拉漏，只好降低拉速，因此结晶器具有良好的导热性是实现高拉速的重要前提。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 21 页 (2) 结构刚性要好。结晶器内壁与高温金属接触，外壁通冷却水，而它的壁厚又很薄(仅有 10 20mm) ，因此在它的厚度方向温度梯度极大，热应力相当可观，其结构必须具有较大的刚度，以适应大的热应力。 (3) 装拆和调整方便。为了能快速改变铸坯尺寸或快速修理结晶器，以提高连铸机的生产能力，现代结晶器都采用了整体吊装或在线调宽技术。 (4) 工作寿命长。结晶器在高温状况下伴随有铸坯和结晶器内壁之间的滑动摩擦，因此结晶器内壁的材质应有良好的耐磨性和较高的再结晶温度。 (5) 振动时惯性力要小。为提高铸坯表面质量，结晶器的振动广泛采用高频率小振幅，最高已达 400 次/min ，在高频振动时惯性力不可忽视，过大的惯性力不仅影响到结晶器的强度和刚度，进而也影响到结晶器运动轨迹的精度。7.管式结晶器由哪几部分组成?管式结晶器由铜管、冷却水套、底脚板和足辊等部件组成，如图2-9 所示。内腔由带有锥度的弧形无缝铜管4，其外面套以钢质内水套2 使之形成约为57mm冷却水通道，利用隔板及橡胶垫与外水套7 相联，形成上下两个水室，冷却水从给水管8 进入下水室，以68m/s 的速度流经水缝，进入上水室，从排水管9 排出。8.结晶器有几种振动方式?结晶器振动按速度特征可分为3 种，如图2-13 所示。在图中V 为拉坯速度，Vm为结晶器运动速度。 (1) 同步式所谓同步式振动，即结晶器下振速度与拉坯速度相同，上振时速度为下振速度的 3 倍，如图2-13 中曲线 1。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 21 页 (2) 负滑脱式如图2-13 中曲线 2，在结晶器下振时其速度大于拉坯速度，在这种情形下出现负滑脱，故称负滑脱式。 (3) 正弦振动如图2-13 中曲线 3，其特点是振动速度按正弦规律变化。正弦式振动得到广泛的应用，因为它有如下的优点： (1) 在运动过程中没有稳定运动阶段，因而有利于脱模，但也有一段负滑脱阶段，使被拉裂的坯壳起到焊合作用。 (2) 结晶器运动的加速度必然按余弦规律变化，所以过渡点比较平稳，没有很大冲击。 (3) 正弦振动可以用曲柄连杆机构来实现，结构比较简单，易于加工和维修。因此，正弦式振动，可以提高振动频率，减少振痕深度，改善铸坯表面质量。9.什么叫负滑脱 ( 或称负滑动 )?当结晶器下振的速度大于拉坯速度时，铸坯对结晶器的相对运动为向上，即逆着拉坯方向的运动，这种运动称负滑脱或称负滑动。如图2-14 所示， Vm 为结晶器振动速度曲线， V 为拉捧速度，在图中当时间大于( /2)/ )-(tm/2) 时进入了负滑脱，tm 为负滑脱时间。10. 结晶器振动机构有哪些型式?连铸机结晶器振动有多种结构型式，比较常用的有6 种，如图2-15 所示。这6 种结构性能比较如表2-l 所示。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 21 页表 2-1 6 种振动装置性能比较型式构造运动精度振动数运动方式支持方式振幅调整运用机型四轮偏心式零件多良好中高频率回转4 点支持线外弧形、立弯形连杆式大型良好中频率摆动2 点支持线外立弯形短臂连杆式简单良好中高频率摆动2 点支持线内弧形、立弯形悬挂振动台四偏心轮振动式零件较多良好中高频率回转4 点支持线外弧形、立弯形摆杆振动式较大型近似直线中高频率摆动2 点支持线风立弯形四杠杆振动式零件多一般中频率摆动4 点支持线内弧形、立弯形11. 现代连铸机有哪些结构特征?近代连铸机向高生产率和高质量两个方向发展，提高拉坯速度和缩短辅助时间是提高生产率的重要手段。由于拉速高，连铸坯液芯长度增加，由此引起一系列问题，如铸坯出结晶器后坯壳厚度变薄、二次冷却段的铸坯易产生鼓肚变形、矫直时由于铸坯仍有液芯而产生内裂等，这些问题的解决构成了近代连铸机的重要结构特征。为了保护浇注，须使用长水口，采用带升降机构的钢包回转台。为了改善结晶器冷却效果，增加结晶器出口坯壳厚度，须采用直型长结晶器，长度为900mm 。结晶器振动机构采用四偏心机构，其振动采用高频率小振幅以减小振痕深度，提高铸坯表面质量，最高振动频率已达400 次/min 。由于高拉速，液芯长度加长，铸坯极易产生鼓肚变形，影响铸坯质量，在二次冷却段的夹辊采用小辊距高刚度，为此采用小辊密排和分节辊结构。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 21 页铸坯的矫直采用多点矫直或连续矫直，以降低由于矫直在坯壳中产生的应力水平，防止内裂提高质量。压缩铸造技术也是解决这个问题的重要途径。12. 连铸机高度由哪几部分组成?连铸机的高度与连铸机的型式有关。立式连铸机的高度是指由结晶器上口到地下运输辊道之间的距离，其中包括：结晶器长度、二次冷却区长度、同步切割行程、定尺长度以及地下运输辊道高度之和。当浇100 100 300 300mm方坯时，其总高约在17 30m 之间。由于立式连铸机要求铸坯在切割处必须全部凝固，否则会出现大事故，也就是说从结晶器液面到切割处之间的距离必须大于冶金长度，而冶金长度又与拉坯速度和铸坯厚度成正比，因此拉速越高，铸坯越厚，其冶金长度就越长，铸机高度就越高。由于立式连铸机是早期采用的机型，目前除浇注某些合金钢仍用立式外，皆被弧形等其它机型所取代。弧形连铸机的高度由结晶器长度、弧形半径、矫直区高度(对多点矫直或连续矫直)之和，一般在l0m 左右。对超低头机型，由于采用多段式连续矫直或多点矫直，其弧形半径大为缩小，总高度也较低，其高度h25H(H为铸坯厚度 )。对薄板坯连铸机，由于铸坯很薄，冶金长度较短，总高在7m 左右。13. 钢包支承装置有哪些方式?在连续注钢机上托着钢包进行浇注有以下几种形式：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 21 页 (1) 用铸锭吊车吊着钢包进行浇注。这种方式在连铸机发展初期被采用，那时连铸机多装在铸锭跨内，利用已有的铸锭吊车，可节省建设投资，但是在浇注时影响其它吊车的运行，因此这种方式现在已很少采用。 (2) 在浇注平台上设置固定的钢包支架，如图2-l ，由于这种方式不便于迅速更换钢包，故只适用于单炉浇注。14. 结晶器为什么做成倒锥度? 结晶器内腔纵断面的尺寸做成上大下小，形成一个锥度，由于是上大下小，故称倒锥度。在结晶器中钢水由于受到冷却而形成一定形状的坯壳，随着铸坯不断下移，温度也不断下降而收缩，若结晶器没有倒锥度，就会在坯壳与结晶器之间形成间隙，称气隙。由于气隙的存在降低了冷却效果，同时由于坯壳过早地脱离结晶器内壁，在钢水静压力作用下坯壳会产生鼓肚变形。因此，将结晶器做成倒锥度，上述情况就可以避免，但其锥度大小应与铸坯冷却收缩程度相适应。过小的倒锥度还会形成气隙，过大的倒锥度会增大拉坯阻力，根据经验，倒锥度一般取0.5 0.8 。例如我国某厂板坯连铸机，倒锥度取0.63 0.65 。15. 结晶器冷却水系统的设计应注意什么? 在结晶器冷却水循环系统中，为清除混进冷却水中的杂质，在每台连铸机上都应设置自洗式过滤器，并安装在连铸机附近的阀室内，以便集中控制和手动操作。结晶器的冷却水回路都汇集到机器的间接冷却水主管道中，并流回水处理系统。为便于水管的装卸，结晶器冷水配管与管道水管之间都采用伸缩接头连接，以便适应结晶器上下振动。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 21 页为保证冷却水能充满冷却水箱及各管路，在最高处应设置空气排除配管和旋塞，以便排尽管路中的空气。冷却水的水质应有严格要求，某厂板坯连铸机冷却水的水质要求如下： pH 值 78全硬度 140ppM Ca 硬度 70ppM硫酸根离子 (S04-)140 mg/l铁离子 (Fe+)3 mg/l含油1 mg/1导电率 625 V/cm16. 结晶器摩擦阻力如何测定?结晶器拉坯阻力的在线监测，是预报漏钢的重要手段，下面介绍应变片测定法。应变片贴在振动机构的拉杆上，加速度传感器安放在振动机构的振动台上，然后将信号放大记录并加以显示，如图2-11a 。信号放大记录并加以显示，其记录如图2-11b所示，M 为结晶器位移、V 为速度、 F 为摩擦阻力、Vc 为拉坯速度。由图中可见摩擦阻力随结晶器处于正滑动和负滑动不同运动状态时而正负交变，并有规则的变化，当阻力突然增大，表示坯壳与结晶器有粘结；当阻力突然变小，表明坯壳被拉断。这种异常的变化对预报漏钢很有价值，国外有的钢厂用这个办法作为漏钢的在线监测手段。17. 结晶器为什么要振动?精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 21 页结晶器振动的目的，是为了防止铸坯在凝固过程中与铜板粘结而发生粘挂拉裂或拉漏事故，以保证拉坯顺利进行。钢水在结晶器中的凝固过程如图2-12 所示。图2-12a 表示在结晶器中坯壳的正常生长状态，如不发生意外，铸坯就会被连续地拉出结晶器外。假如由于某种原因，例如润滑不良，坯壳的上段粘结在结晶器壁上，而且在某处(如 X 处)坯壳的抗拉强度又小于该处的粘着力，则在拉坯力的作用下该处坯壳将被拉断，被拉断的上部(如 A 处)又粘在结晶器壁上不动，而下段 (如 B 段)继续向下运动，钢水将充填AB 之间，如图2-12b ，形成一段新的坯壳把 AB 两段联接起来，由于新的坯壳强度更低又会被拉断，这就会连续地被拉断，连续地在断层上充填钢水，直到B段被拉出结晶器，便发生了如图2-12c 所示的漏钢事故。为了克服上述缺点，发展了结晶器振动技术。当结晶器下振时或者结晶器下振速度等于拉坯速度 (称同步式 )，或者结晶器下振的速度大于拉坯速度(负滑脱式 )，在这段时间里，新生成的坯壳能有足够的强度把被拉断的坯壳联接起来，使被拉断的坯壳得以焊合，拉漏现象就会有所减少。另外由于结晶器上下振动。周期地改变液面与结晶器壁的相对位置，有利于保护渣在结晶器壁的渗透，可改善润滑状况，减少拉坯时的摩擦阻力和粘结的可能，使拉坯顺利进行18. 钢包回转台有哪几种基本型式?钢包回转台按转臂旋转方式不同，可分为两大类：一类是两个转臂可各自作单独旋转，另一类是两臂不能单独旋转。两臂可各自单独旋转的回转台如图2-4 所示。这种型式的回转台操作灵活，但结构复杂，制造和维修困难，制造成本高。这种、型式由于两个转臂可各自独立旋转，因而可以精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 21 页实现一个转臂在一边浇注钢水的同时，另外一个转臂能够在任何角度上接受钢包。但这种型式只有在工艺上有特殊要求时才采用。而双臂同时转动的回转台如图2-5 。这种型式回转台结构简单，维修方便，制造成本低，应用广泛。凡是钢水需要过跨的连铸机一般都选用这种回转台。19. 钢包回转台有哪些载荷特点?钢包回转台运载并承托着装有高温钢水的钢包，因此其工作有如下特点： (1) 重载钢包回转台承载着从几十吨到几百吨重的钢包，当两个臂都承托着盛满钢水的钢包时所受的载荷为最大。一般钢包自重约为钢包容量的40 左右，那么最大承载可达到 2.8Q ，Q 为钢包容量。例如某厂钢包容量为300t ，而钢包回转台最大载荷可达到2420t 。 (2) 偏载钢包回转台承载约有以下5 种工况：两边满包、一满一空、一满一无、一空一无、两空。最大偏载发生在一满一无的工况，在这种工况下回转台就会产生最大的倾翻力矩。 (3) 冲击钢包的安放和移走都是用吊车完成的，在安放和吊起时钢包对回转台产生的冲击将不可避免，这种冲击会使回转台的零部件产生强烈的动载荷。 (4) 高温高温钢水会对回转台产生热辐射，使回转台出现附加的热应力。钢包回转台工作条件十分恶劣，因此在结构上必须有足够的强度、刚度、稳定性、抗冲击性能，还应有防热辐射的能力。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 21 页20. 钢包回转台由哪些部分组成?钢包回转台由回转部分、固定部分、润滑系统和电控系统所组成。回转部分由回转环、“H ”型回转臂、钢包升降装置、加保温盖装置以及回转驱动装置所组成。由于回转速度较低(0.5 1r/min)，速比大，所以回转驱动的大齿轮广泛采用柱销齿圈，它结构简单、维修方便、造价低廉。钢包升降有电机驱动和液压驱动两种形式，升降行程0.6 lm ，升降速度0.52m/min。回转固定装置的作用是保证钢包在浇注时有准确定位，并不致在外力冲击下产生位移。由于偏载和回转造成巨大的倾翻力矩，通过地脚螺栓传递到基础上，因此必须高度重视地脚螺栓的设计。通常将地脚螺栓和锚固框架组成一个整体结构，以抵抗强大的倾翻力矩。为使地脚螺栓在变载荷下不致于松动，可使用预应力高强度螺栓。21. 中间包的结构有哪些特点?中间包是钢包与结晶器之间的中间贮存容器，它有贮钢、稳流、缓冲、分流(多流连铸机)和分渣的作用，是实现多流连浇的基础。中间包是由钢板焊结的壳体，其内衬有隔热层；永久层和工作层，近年来为提高中间包使用寿命，在工作层上喷涂一层10 30mm厚的碱性耐火材料涂层。为了钢水保温，在上部设置有中间包盖。图2-6 为二流方坯连铸机中间包。中间包容量一般取钢包容量的2040% ，为了多炉连浇，中间包容量还必须大于更换钢包期间浇注的钢水量。中间包钢水深度为600 1000mm。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 21 页中间包形状有长方形、三角形等。22. 中间包车结构有哪些特点?中间包车是承载和运送中间包的特殊车辆，根据工艺操作要求，中间包车必须具备如下功能： (1) 将中间包由预热位置移到浇钢位置上，在浇钢结束后还应移出浇钢位置，因此中间包车应具有运行功能； (2) 在安放中间包时，首先将中间包提起，使水口离开结晶器盖一定高度后再进入浇钢位置，下降中间包，使水口对准结晶器中心，因此它应具有升降和微调功能； (3) 在浇钢过程中偶遇事故时，需将中间包中钢水放掉，因此中间包车还必须有使钢水溢流出去的功能； (4) 浇钢过程中，中间包中钢水重量应能显示，因此它应具有称量功能。根据以上工艺对中间包的要求，在中间包结构上应设置有：行走装置、升降装置、微调装置、长水口装卸装置、称量装置、操作台、供电供油等主体设备，此外还应设置有行程检测、限位装置等。总之，中间包车是在恶劣条件下工作的功能比较多、结构复杂的运载车辆。23. 什么叫滑动水口，由哪几部分组成?滑动水口是安装在钢包和中间包底部以实现调节钢水流量的装置。图2-7 为中间包滑动水口，它安装在中间包底部，通过液压缸8 带动活动滑板2 移动，从而使它与上下固定滑板 1、3 进行相对错位来实现调节钢流。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 21 页滑动水口的主要特点是减少了工作件与钢水的接触面，极大地改善了用以控制钢流的耐火材料的使用条件，因此它工作安全可靠，使用寿命长，能精确控制钢流，有利于实现远距离操作和自动控制。滑动水El 还可实现封闭浇注，防止钢水二次氧化，改善铸坯质量。铜管结晶器主要用于小方坯连铸机上。24. 晶器铜板为什么要镀层?结晶器工作时与高温铸坯直接接触，两者之间经常处于滑动摩擦状态，为了提高结晶器的导热性能，其内壁一般用铜合金制成，但其硬度较低，因此，为了提高结晶器内壁铜合金板寿命而采取镀层的办法。 (1) 单一镀层在结晶器内壁铜板表面镀Cr，其厚度为0.06 0.08mm ，最大可镀0.15mm ，铬氏硬度高，但由于铬与铜的线膨胀系数相差近一倍，Cu 和 Cr 的线膨胀系数分别为 0.165 10-4和 0.084 10-4(1/ )，因此工作一段时间后镀层会开始剥离。 Ni 与 Cu 的线膨胀系数十分接近，铜板镀Ni 比镀 Cr 可提高使用寿命，镀Ni 层可加大厚度，最厚达5mm 。 (2) 复合镀层为提高铜板使用寿命，采用Ni 、Ni 合金和 Cr 3 层复合镀层。第一层镀Ni ，因它的线膨胀系数为(0.167 10-4 1/ )，与 Cu 相近，可防止热膨胀而剥离。第二层为 Ni P 合金层，在高温下硬度较高。第三层为Cr 层，可增加光洁度减少摩擦阻力。这种复合镀层比单独镀Ni 寿命可提高57 倍。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 21 页 Ni W Fe 镀层，由于W 和 Fe 的加入，提高镀层强度和硬度，其维氏硬度Hv=300 780 ，它的线膨胀系数和Cu、Ni 大致相等，高温强度稳定性好，适合高拉速连铸机 (1.4 2.0m/min)采用。25. 结晶器振动为什么广泛采用正弦振动方式?近代连铸机结晶器振动机构广泛采用正弦式振动方式，因为它有如下优点： (1) 正弦振动，在运动过程中结晶器同铸坯没有同步运动阶段，也就是说两者一直存在着相对运动，这有利于脱模作用，同时在振动过程中仍有一段负滑脱阶段，对被拉裂的坯壳起到“焊合”作用，因此正弦振动能满足结晶器振动的基本要求。 (2) 由于振动速度按正弦变化，其加速度必然按余弦规律变化，所以加速度变化小，运动平稳，动载荷较小，可以提高振动频率，近代连铸机具有高的振动频率，皆采用正弦振动方式。 (3) 正弦振动可以曲柄连杆机构来实现，结构简单，运动,精度高，制造维修方便。26. 二次冷却支承导向装置的作用和要求是什么?从结晶器拉出来的铸坯进入二次冷却区接受喷水冷却,此时铸坯坯壳很薄(约 20 左右)，里面有高温钢水，又有钢水静压力的作用，如果铸坯外面没有一定的支承装置，坯壳就容易向外胀，产生鼓肚变形。轻者产生裂纹，重者坯壳会破裂而发生漏钢事故。因此，在二次冷却区既要有喷水冷却装置，又要有铸坯支承装置。对二次冷却区支承装置的要求精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 21 页是：在高温作用下要有足够的强度和刚性，要采用可靠的冷却方法，防止导向装置变形；为保证铸坯不鼓肚，不产生裂纹，二次冷却区段的辊子数目、辊径和配置要合理；结构要简单，便于维修、事故处理和对弧调整；要便于整体快速更换，便于调整，以适应浇注不同断面的铸坯；冷却水喷嘴的数量和布置要合理，水量分配要适当，以利于均匀冷却铸坯。27. 二次冷却区铸坯导向装置的基本结构形式有哪些?为使导向装置便于加工制造、装卸与维修，将二次冷却区分为若干段。紧接结晶器下口的称为第一段、第二段，依次下推,对板坯连铸机通常分为58 段。每段长度小于2m为宜。为加强对铸坯的冷却，在结晶器下口围绕铸坯装设急冷水环，以保证铸坯及时冷却。在二次冷却区，直接喷水冷却铸坯时会产生大量蒸汽，必须及时排出，否则将严重影响生产操作。铸坯导向装置包括支架座、机架和铸坯夹辊3 部分。在弧形连铸中，它有房式和箱式两种结构。整个二次冷却区由若干段开式机架组成，夹辊装在各段机架内，为了排除蒸汽，把二次冷却区全部封闭在一个钢板结构房屋里，故叫房式结构。整个二次冷却区是若干段封闭的箱体联结而成，所有夹辊和冷却水喷嘴系统都装在封闭的箱体内，封闭的目的是便于把产生的蒸汽抽掉。小方坯连铸机在二次冷却区不存在铸坯变形和鼓肚问题，因此其导向结构简单，重量轻，漏钢事故易于处理，二次冷却水的喷嘴也易于布置精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 21 页28. 为什么要采用分节辊?为了减少铸坯的鼓肚变形，二次冷却区夹辊采用了小辊距配置，因而辊径必须细，特别是大板坯，这种细长的辊子刚度较低，挠曲变形大，反而不利于夹持铸坯，鼓肚变形反而变大，为了解决这个矛盾，开发了分节辊结构，将一根很长的辊子分成两段或3 段结构，这样每段辊子刚度、强度都提高了,分节辊如图2-20 所示。29. 顶弯辊配置都有哪些形式?对立弯式连铸机，出结晶器的铸坯是直的，需将它顶弯才能进入弧形区，顶弯是由顶弯辊完成的，顶弯辊的配置有3 种形式：一点顶弯、多点顶弯和连续顶弯，如图2-21 所示。图 2-21a为一点顶弯，黑线表示顶弯辊，其余为夹辊，不起顶弯作用。由3 个顶弯辊组成一次顶弯 (即一点顶弯 )，铸坯由直坯经过一次顶弯变成半径为RE进入弧段。图 2-21b为多点顶弯 (图中为 3 点)辊系布置图，每3 个辊子组成一组，共有3 组，铸坯经过 3 组顶弯，完成由直变弯，铸坯由RR1,R1R2,R2 RE进入弧形区。图 2-21c为连续顶弯辊系布置，由4 个顶弯辊组成顶弯区段，铸坯在顶弯区段内连续变化到铸坯半径，即由RRE，完成顶弯后进入弧形段。30. 连铸机中的铸坯为什么要用拉坯机往外拉?连铸机中的铸坯，由于存在着运行阻力，所以它不会自动从连铸机出来，需用外力才能将它拉出，为此而设置拉坯机。拉坯机实际是有驱动力的辊子拉坯辊。由于早期的连精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 21 页铸机，拉坯辊和矫直辊合二为一，故统称拉坯矫直机(简称拉矫机 )。而近代广泛采用多辊拉坯，并将拉坯辊的布置已伸向弧形区和水平段，因此拉矫机的含义已有不同了，实际上拉坯机已不构成“机”,而仅仅是驱动的辊子而已。弧形连铸机，在弧形区的铸坯有下滑力，但它不能克服铸坯的运行阻力，仍需拉坯辊进行拉坯。立式连铸机，铸坯自重产生的下滑力很大，大于它的运行阻力，所以它能自行下滑，为了平衡下滑力控制拉坯速度，仍设置拉坯辊，此时拉坯辊不是产生拉力，而是让它产生制动力，来平衡铸坯的下滑力。铸坯运行阻力包括4 部分：结晶器阻力、二次冷却区阻力、矫直机阻力和切割设备阻力。31. 连铸机浇出的铸坯为什么要矫直?对二次冷却区为弧形的连铸机，如全弧型、立弯型等铸机浇出的铸坯才需要进行矫直，而立式、水平式连铸机浇出的铸坯不需矫直。二次冷却区为弧形的连铸机，浇出的铸坯为弧形，其半径为弧形半径尺，这种弧形铸坯无法进行切割、运输、堆垛以及轧制等后部工序，为此铸坯必须在拉出二次冷却区后即进行矫直。32. 连铸坯的矫直有几种方式?连铸坯的矫直按矫直时铸坯凝固状态分有全凝固矫直和带液芯矫直，如按矫直辊布置方式分有一点矫直、多点矫直和连续矫直。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 21 页铸坯厚度较薄，如小方坯、小矩形坯等，由于铸坯厚度较薄，凝固较快，液芯长度较短，在进入矫直区时已全部凝固，在这种情况下矫直称全凝固矫直(或固相矫直 )。由于铸坯已全部凝固，强度较高，能承受较大的应变，所以皆采取一点矫直。铸坯厚度较大，如板坯、大方坯等，铸坯全部凝固时间较长，液芯长度也较长，如仍采用固相一点矫直，其铸机半径很大。为了减小铸机半径，而采取仍有液芯的情况下进行矫直，由于铸坯两相区强度很低，为了防止一点矫直时应变过大而产生内裂，而采取多点矫直(两点以上称多点)，即带液芯多点矫直。带液芯矫直还可采取连续矫直的方式，所谓连续矫直就是在矫直区内铸坯连续矫直变形，因此其应变和应变率都很低，可极大地改善铸坯受力状态，有利于提高铸坯质量。33. 拉坯矫直机有几种结构形式?拉矫机的形式通常按辊子多少来标称。图2-22 是五辊拉矫机，它应用在小方坯连铸机上，它由两个相同的机架和一个下辊组成拉矫机组，上辊5 由气缸带动能上下摆动并由电机驱动进行拉坯。而两个上辊和一个中间下辊这3 个辊子组成一个矫直组，完成一点矫直，这种五辊拉矫机，实际上是二辊拉坯一点矫直的拉矫机。多辊拉矫机如图2-23 所示。这种拉矫机使用在板坯连铸机上，它属多辊拉坯多点矫直的拉矫机机组。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 21 页34. 拉坯矫直机的作用是什么?在各种连铸机中，必须要有拉坯机或拉矫机。它是布置在二次冷却区导向装置的尾部，承担拉坯、矫直和送引锭杆的作用。引锭杆与凝结在一起的铸坯连续拉出结晶器，然后经过二次冷却区支承导向装置，使铸坯进入拉矫机，铸坯出拉辊后，其头部与引锭杆分开。对弧形连铸机来说，铸坯出拉坯机后，还必须进行矫直。矫直是使呈弧形铸坯，在外力矩作用下产生塑性变形，成为平直的过程。只有良好的矫直，才能生产出合格铸坯。通常要求铸坯在进入拉矫机前应完全凝固，以防止铸坯产生内裂。一般是拉坯和矫直这两道操作常在同一机组里完成，故统称拉矫机。对拉矫机要求是：足够的拉坯能力，能克服铸坯各点阻力；有足够的矫直力，在规定的温度下能把铸坯矫直；拉坯速度可以调节。35. 在什么条件下应采用固相矫直?对弧形连铸机，其铸坯必须在切割之前进行矫直。矫直有两种方式：固相矫直和带液芯矫直。固相矫直是指铸坯进入矫直区必须全部凝固，此时进行矫直属固相矫直。从浇入结晶器中钢水到矫直区全部凝固是需要一定时间，其时间0与铸坯厚度H 有如下关系：0H2即凝固时间与铸坯厚度平方成正比。对厚度较大的铸坯，为使其在矫直区能全部凝固，必然要经历比较长的凝固时间，这就只有降低拉坯速度才行，但这要降低连铸机的生产能力。因此在近代连铸机中只有铸坯厚度比较小的才采用固相矫直，如小方坯连铸机、薄板精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 21 页坯连铸机等。又如对某些裂纹敏感的钢种，其拉坯速度不能太快，有足够的凝固时间，也可采用固相矫直。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 21 页