钢的连续浇铸优秀PPT.ppt

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1、钢的连续浇铸钢的连续浇铸内内 容容 提提 要要 概概 述述 连铸机设备连铸机设备 钢的结晶与连铸坯结构钢的结晶与连铸坯结构 连铸操作工艺连铸操作工艺 中间包冶金中间包冶金 连铸坯质量连铸坯质量 1 1 概概 述述1.11.1连铸过程连铸过程 钢水干脆铸成接近最终产品尺寸的钢水干脆铸成接近最终产品尺寸的钢坯。这一想法经过一百多年的努力钢坯。这一想法经过一百多年的努力探究，最终使该技术在本世纪探究，最终使该技术在本世纪7070年头年头起先大规模用于实际，并逐步形成了起先大规模用于实际，并逐步形成了今日的连铸技术。今日的连铸技术。主要设备由钢包、中间包、结晶器、主要设备由钢包、中间包、结晶器、结晶器

2、振动装置、二次冷却和铸坯导结晶器振动装置、二次冷却和铸坯导向装置、拉坯矫直装置、切割装置、向装置、拉坯矫直装置、切割装置、出坯装置等部分组成。出坯装置等部分组成。1.21.2连铸的发展史连铸的发展史 1.2.1 1.2.1 早期尝试早期尝试 美美国国亚亚瑟瑟（B.AthaB.Atha）（18661866年年）和和德德国国土土木木工工程程师师达达勒勒恩恩（R.M.DaelenR.M.Daelen）(1877(1877年年)最最早早提提出出以以水水冷冷、底底部部敞敞口口固固定定结结晶晶器器为为特特征征的的常常规规连连铸铸概概念念。前前者者接接受受一一个个底底部部放放开开、垂垂直直固固定定的的厚厚壁

3、壁铁铁结结晶晶器器并并与与中中间间包包相相连连，施施行行间间歇歇式式拉拉坯坯；后后者者接接受受固固定定式式水水冷冷薄薄壁壁铜铜结结晶晶器器、施施行行连连续续拉拉坯坯、二二次次冷冷却却，并并带带飞飞剪剪切切割割、引引锭锭杆杆垂垂直直存存放放装装置置。1920192019351935年年间间，连连铸铸过过程程主主要要用用于于有有色色金金属属，尤尤其其是是铜铜和和铝的领域。铝的领域。炼钢生产的大炉容量、高浇铸温度和钢本身比热低，这些在有色金属生产中未曾遇到过。一项最重要的开拓性工作是如何提高一台连铸机的浇铸实力，最关键的是浇铸速度。1913年，瑞典人皮尔逊提出结晶器以可变的频率和振幅做往复振动的想法

4、。1933年德国人容汉斯（S.Junghans）真正将这一想法付诸实施。振动结晶器的构想和付诸实施，不仅使浇铸速度提到一个较高的水平，而且是连铸技术成为通向钢铁领域发展的基石。从今，连续铸钢技术经验了“从本世纪40年头的试验开发、50年头起先步入工业生产、60年头弧形铸机的出现、70年头由能源危机推动的大发展、到80年头日趋成熟的技术和90年头面临新的变革”的60年历史发展历程。1.2.2 401.2.2 40年头连续铸钢的试验开发年头连续铸钢的试验开发 在40年头钢的连铸试验开发主要集中在美国和欧洲。虽然振动式结晶器是钢得以顺当连铸的开创性的技术关键，但真正有效防止坯壳与结晶器粘结的突破性进

5、展的技术贡献，应当归功于英国人哈里德（Halliday）提出的“负滑脱”概念，这有改善润滑、减轻粘结的优点，更便于实现高速浇铸。1.2.3 501.2.3 50年头起先步入工业化年头起先步入工业化 初初期期的的连连铸铸设设备备大大部部分分装装在在特特殊殊钢钢生生产产厂厂。设设备备设设计计主主要要被被容容汉汉斯斯、罗罗西西和和原原苏苏联联包包揽揽，机机型型主主要要是是立立式式。5050年年头头制制造造的的4040台台连连铸铸机机中中，有有25%25%是立弯式。是立弯式。世世界界上上第第一一台台工工业业生生产产性性连连铸铸机机是是19511951年年在在原原苏苏联联红红十十月月钢钢厂厂投投产产的的

6、立立式式半半连连续续式式装装置置。它是双流机，断面尺寸它是双流机，断面尺寸180mm600mm180mm600mm。作作为为连连续续式式浇浇铸铸的的铸铸机机是是19521952年年建建在在英英国国巴巴路路钢钢厂厂的的双双流流立立弯弯式式铸铸机机，其其生生产产断断面面尺尺寸寸为为50mm50mm50mm50mm和和180mm90mm180mm90mm的小方坯。的小方坯。19541954年年投投用用的的加加拿拿大大阿阿特特拉拉斯斯钢钢厂厂（AtlasAtlas）的的方方板板坯坯兼兼用用不不锈锈钢钢连连铸铸机机。它它可可以以生生产产一一流流的的168mm620mm168mm620mm板板坯坯，也也可

7、可以生产两流的以生产两流的150mm150mm150mm150mm方坯。方坯。宽宽板板坯坯铸铸机机于于19591959年年建建在在原原苏苏联联的的新新列列别别茨茨克克厂厂。日日本本住住友友和和罗罗西西为为新新日日铁铁光光厂厂供供应应的的世世界界上上第第一一台台不不锈锈钢钢宽宽板板坯坯连连铸铸机在机在19601960年年1212月投产，宽度为月投产，宽度为1050mm1050mm。在在整整个个5050年年头头，连连续续铸铸钢钢技技术术尽尽管管起起先先步步入入工工业业生生产产，但但产产量量很很少少，19601960年年的的产量仅为产量仅为115115万吨，连铸比仅为万吨，连铸比仅为0.340.34

8、。1.2.4 601.2.4 60年头弧形铸机引发的一场革命年头弧形铸机引发的一场革命 接接受受了了弧弧形形连连铸铸后后，连连铸铸技技术术的的应应用用才才实实现现了了一一次次真真正正的的突突破破，不不仅仅供供应应了了生生产产率率，降降低低了了设设备备投投资资，而而且且更更有利于安装在原有的钢厂内。有利于安装在原有的钢厂内。19521952年年德德国国人人欧欧.萨萨波波尔尔提提出出弧弧形形连连铸铸机机的的概概念念早早在在来来了了。瑞瑞士士冯冯.莫莫斯斯于于19561956年年也也申申请请了了同同一一思思路路的的弧弧形形连连铸铸机机 专专 利利。19601960年年 中中 国国 的的 徐徐 宝宝

9、教教 授授 也也 设设 计计 了了 一一 台台 浇浇200mm200mm200mm200mm方方坯坯的的弧弧形形铸铸机机。最最先先把把弧弧形形结结晶晶器器连连铸铸机机的设想付诸工业性试验的却是德国曼内斯曼公司。的设想付诸工业性试验的却是德国曼内斯曼公司。从从全全球球来来看看，到到本本世世纪纪6060年年头头末末，铸铸机机总总数数已已达达200200多多台台，尽尽管管总总的的设设备备实实力力已已近近50005000万万t/a,t/a,但但事事实实上上连连铸铸钢钢的的产量只有产量只有26002600万万t/at/a。1.2.5 701.2.5 70年头两次能源危机推动了连铸技术快速发展年头两次能源

10、危机推动了连铸技术快速发展 经经验验了了19731973年年19741974年年第第一一次次全全球球能能源源危危机机之之后后，主主动动接接受受连连铸铸的的势势头头更更加加猛猛烈烈。19791979年年的的其其次次次次能能源源危危机机成成为为推推动动了了连连铸铸的的飞飞速速发发展展的的主要动力。主要动力。7070年年头头连连铸铸技技术术的的大大发发展展在在不不断断改改善善产产品品质质量量和和提提高高铸铸机机生生产产率率基基础础上上取取得得的的，而而两两次次能能源危机又正好为推动连铸的发展供应了客观契机。源危机又正好为推动连铸的发展供应了客观契机。从从本本世世纪纪7070年年头头起起先先，日日本本

11、异异军军突突起起。到到19801980年年，日日本本连连铸铸机机数数量量已已达达156156台台，连连续续铸铸钢钢产产量量占占钢钢总总量量的的比比例例已已超超过过6060。而而从从世世界界范范围围看看，19801980年年连连铸铸钢钢产产量量已已逾逾2 2亿亿吨吨，相相当当于于19701970年产量的年产量的8 8倍。倍。1.2.6 801.2.6 80年头连铸技术日趋成熟年头连铸技术日趋成熟 连铸已不再是一种连铸已不再是一种“保密的工艺保密的工艺”。普遍建立了人员培训和教化制度普遍建立了人员培训和教化制度 预防性维护预防性维护 钢包冶金的完善化有利于连铸的操作。钢包冶金的完善化有利于连铸的操

12、作。结晶器自动调宽、流式结晶器液面限制、漏结晶器自动调宽、流式结晶器液面限制、漏 钢预报、中间包等离子加热等钢预报、中间包等离子加热等 1.2.7 901.2.7 90年头以后连铸技术又面临年头以后连铸技术又面临 一场新的革命一场新的革命 目前所能预料的发展方向大致包括近目前所能预料的发展方向大致包括近终形连铸（尤其是薄板坯，薄带铸轧）、终形连铸（尤其是薄板坯，薄带铸轧）、高速浇铸、高清洁性产品的连铸、低过热高速浇铸、高清洁性产品的连铸、低过热度浇铸、半凝固加工技术和过程与质量系度浇铸、半凝固加工技术和过程与质量系统限制技术等。统限制技术等。1.3 1.3 连铸机的机型及其特点连铸机的机型及其

13、特点 v按结晶器是否移动按结晶器是否移动可以分为两类：一类是固定式结可以分为两类：一类是固定式结晶器（包括固定振动结晶器）的各种连铸机，如立晶器（包括固定振动结晶器）的各种连铸机，如立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭圆形连式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭圆形连铸机、水平式连铸机等；另一类是同步运动式结晶铸机、水平式连铸机等；另一类是同步运动式结晶器的各种连铸机。这种机型的结晶器与铸坯同步移器的各种连铸机。这种机型的结晶器与铸坯同步移动，铸坯与结晶器壁间无相对运动，适合于生产接动，铸坯与结晶器壁间无相对运动，适合于生产接近成品钢材尺寸的小断面或薄断面的铸坯近成品钢材尺寸的小断面或薄断

14、面的铸坯,如双辊式如双辊式连铸机、双带式连铸机、单辊式连铸机、单带式连连铸机、双带式连铸机、单辊式连铸机、单带式连铸机，轮带式连铸机等。铸机，轮带式连铸机等。v还可以按铸坯断面形态分为还可以按铸坯断面形态分为:v 方坯连铸机、圆坯连铸机、板坯连铸机、方坯连铸机、圆坯连铸机、板坯连铸机、异型连铸机、方异型连铸机、方/板坯兼用型连铸机等板坯兼用型连铸机等.v 按钢水的静压头可分为按钢水的静压头可分为:v 高头型、低头型和超低头型连铸机等。高头型、低头型和超低头型连铸机等。连铸机机型示意图连铸机机型示意图 11立式连铸机；立式连铸机；22立弯式连铸机；立弯式连铸机；33直结晶器多点弯曲连铸机直结晶器

15、多点弯曲连铸机 4 4直结晶器弧形连铸机；直结晶器弧形连铸机；55弧形连铸机；弧形连铸机；6 6多半径弧形（椭圆形）连铸机；多半径弧形（椭圆形）连铸机；77水平式连铸机水平式连铸机 同同步步运运动动结结晶晶器器连连铸铸机机机机型型 11双辊式连铸机；双辊式连铸机；22单辊式连铸机单辊式连铸机 3 3双带式连铸机；双带式连铸机；4 4单带式连铸机；单带式连铸机；55轮带式连铸机轮带式连铸机立式连铸机立式连铸机v是是2020世纪世纪5050年头至年头至6060年头的主要机型。立式连铸机年头的主要机型。立式连铸机从中间罐到切割装置等主要设备均布置在垂直中心从中间罐到切割装置等主要设备均布置在垂直中心

16、线上，整个机身屹立在车间地平面以上。接受立式线上，整个机身屹立在车间地平面以上。接受立式连铸机浇注时，由于钢液在垂直结晶器和二次冷却连铸机浇注时，由于钢液在垂直结晶器和二次冷却段冷却凝固，钢液中非金属夹杂物易于上浮，铸坯段冷却凝固，钢液中非金属夹杂物易于上浮，铸坯四面冷却匀整，铸坯在运行过程中不受弯曲矫直应四面冷却匀整，铸坯在运行过程中不受弯曲矫直应力作用，产生裂纹的可能性较小，铸坯质量好，适力作用，产生裂纹的可能性较小，铸坯质量好，适于优质钢、合金钢和对裂纹敏感钢种的浇铸。于优质钢、合金钢和对裂纹敏感钢种的浇铸。11盛钢桶；盛钢桶；22中间罐；中间罐；33导辊；导辊；44结晶器；结晶器；55

17、拉辊；拉辊；66切割装置；切割装置；77移坯装置移坯装置立弯式连铸机立弯式连铸机v立弯式连铸机是连铸技术发展过程的过渡机立弯式连铸机是连铸技术发展过程的过渡机型。立弯式连铸机是在立式连铸机基础上发型。立弯式连铸机是在立式连铸机基础上发展起来的，其上部与立式连铸机完全相同，展起来的，其上部与立式连铸机完全相同，不同的是待铸坯全部凝固后，用顶弯装置将不同的是待铸坯全部凝固后，用顶弯装置将铸坯顶弯铸坯顶弯9090o oC C，在不同方向切割出坯，它主，在不同方向切割出坯，它主要适用于小断面铸坯的浇铸。要适用于小断面铸坯的浇铸。弧形连铸机弧形连铸机 v是世界各国应用最多的一种机型。弧形连铸机的结晶器、

18、二是世界各国应用最多的一种机型。弧形连铸机的结晶器、二次冷却段夹辊、拉坯矫直机等设备均布置在同一半径的次冷却段夹辊、拉坯矫直机等设备均布置在同一半径的1/41/4圆周弧线上；铸坯在圆周弧线上；铸坯在1/41/4圆周弧线内完全凝固，经水平切线圆周弧线内完全凝固，经水平切线处被一点矫直，而后切成定尺，从水平方向出坯。弧形连铸处被一点矫直，而后切成定尺，从水平方向出坯。弧形连铸机的高度比立弯式连铸机又降低了很多，仅为立弯式连铸机机的高度比立弯式连铸机又降低了很多，仅为立弯式连铸机的的1/31/3，因而基建投资削减了。，因而基建投资削减了。v为了改善铸坯质量，在弧形连铸机上接受直结晶器，在结晶为了改善

19、铸坯质量，在弧形连铸机上接受直结晶器，在结晶器下口设器下口设2-3m2-3m垂直线段，带液芯的铸坯经多点弯曲，或渐渐垂直线段，带液芯的铸坯经多点弯曲，或渐渐弯曲进入弧形段，然后再多点矫直。垂直段可使液相穴内夹弯曲进入弧形段，然后再多点矫直。垂直段可使液相穴内夹杂物充分上浮，因而铸坯夹杂物的不匀整分布有所改善，偏杂物充分上浮，因而铸坯夹杂物的不匀整分布有所改善，偏析减轻。析减轻。弧形连铸机机型示意图弧形连铸机机型示意图aa全弧形连铸机；全弧形连铸机；bb多点矫直的弧形连铸机多点矫直的弧形连铸机多点弯曲、多点矫直连铸机机型示意图多点弯曲、多点矫直连铸机机型示意图 椭圆形连铸机椭圆形连铸机v结晶器、

20、二次冷却段夹辊、拉坯矫直机均布置在结晶器、二次冷却段夹辊、拉坯矫直机均布置在1/41/4椭圆圆弧线上。椭圆形圆弧是由多个半径的圆弧线椭圆圆弧线上。椭圆形圆弧是由多个半径的圆弧线组成，其基本特点与全弧形连铸机相同。它又进一组成，其基本特点与全弧形连铸机相同。它又进一步降低了连铸机和厂房的高度。可为低头和超低头步降低了连铸机和厂房的高度。可为低头和超低头连铸机。连铸机。v低头或超低头连铸机的机型是依据连铸机高度低头或超低头连铸机的机型是依据连铸机高度(H)(H)与与铸坯厚度铸坯厚度(D)(D)之比确定的。连铸机高度是指从结晶器之比确定的。连铸机高度是指从结晶器液面到出坯辊道表面的垂直高度。液面到出

21、坯辊道表面的垂直高度。H/D=25-40H/D=25-40时，成时，成为低头连铸机；为低头连铸机；H/D25H/D25时，则称为超低头连铸机。时，则称为超低头连铸机。椭圆形连铸机机型示意图椭圆形连铸机机型示意图 水平连铸机水平连铸机v结晶器、二次冷却区、拉矫机、切割装置等设备安装结晶器、二次冷却区、拉矫机、切割装置等设备安装在水平位置上。中间包与结晶器是紧密相连的在水平位置上。中间包与结晶器是紧密相连的,相连相连处装有分别环。拉坯时，结晶器不振动，而是通过拉处装有分别环。拉坯时，结晶器不振动，而是通过拉坯机带动铸坯做拉坯机带动铸坯做拉-反推反推-停不同组合的周期性运动来停不同组合的周期性运动来

22、实现的。实现的。v高度最低的连铸机。设备简洁、投资省、维护便利。高度最低的连铸机。设备简洁、投资省、维护便利。结晶器内钢液静压力最小，避开了铸坯的鼓肚变形，结晶器内钢液静压力最小，避开了铸坯的鼓肚变形，中间罐与结晶器之间是密封连接，有效地防止了钢液中间罐与结晶器之间是密封连接，有效地防止了钢液流淌过程的二次氧化；铸坯的清洁度高，夹杂物含量流淌过程的二次氧化；铸坯的清洁度高，夹杂物含量少，一般仅为弧形连铸机的少，一般仅为弧形连铸机的1/8-1/61/8-1/6。1.4 1.4 连续铸钢的优越性连续铸钢的优越性v简化了工序，缩短了流程简化了工序，缩短了流程 v 省去了脱模、整模、钢锭均热、初轧开坯

23、省去了脱模、整模、钢锭均热、初轧开坯等工序。由此可节约基建投资费用约等工序。由此可节约基建投资费用约40%40%，削减占地面积约削减占地面积约30%30%，劳动力节约约，劳动力节约约70%70%。v 提高了金属收得率提高了金属收得率v 接受模铸工艺，从钢水到钢坯，金属收得接受模铸工艺，从钢水到钢坯，金属收得率为率为84%-88%84%-88%，而连铸工艺则为，而连铸工艺则为95%-96%95%-96%，金属收得率提高，金属收得率提高10%-14%10%-14%。v降低了能源消耗降低了能源消耗v 接受连铸工艺比传统工艺可节能接受连铸工艺比传统工艺可节能1/4-1/21/4-1/2。v生产过程机械

24、化、自动化程度高生产过程机械化、自动化程度高v 设备和操作水平的提高，接受全过程的计设备和操作水平的提高，接受全过程的计算机管理，不仅从根本上改善了劳动环境，算机管理，不仅从根本上改善了劳动环境，还大大提高了劳动生产率。还大大提高了劳动生产率。v提高质量，扩大品种提高质量，扩大品种v 几乎全部的钢种均可以接受连铸工艺生产，几乎全部的钢种均可以接受连铸工艺生产，如超纯净度钢、硅钢、合金钢、工具钢等约如超纯净度钢、硅钢、合金钢、工具钢等约500500多个钢种都可以用连铸工艺生产，而且多个钢种都可以用连铸工艺生产，而且质量很好。质量很好。1.5 1.5 连铸机的台数、机数、流数连铸机的台数、机数、流

25、数v台数台数 凡是共用一个盛钢桶，浇注凡是共用一个盛钢桶，浇注1 1流或多流铸坯的流或多流铸坯的1 1套连续铸钢设套连续铸钢设备称为备称为1 1台连铸机。台连铸机。v机数机数 凡具有独立传动系统和独立工作系统，当它机出现故障，本凡具有独立传动系统和独立工作系统，当它机出现故障，本机仍能照常工作的一组连续铸钢设备，称之为机仍能照常工作的一组连续铸钢设备，称之为1 1个机组。个机组。1 1台台连铸机可以由连铸机可以由1 1个机组或多个机组组成。个机组或多个机组组成。v流数流数 1 1台连铸机能同时浇注铸坯的总根数称之为连铸机的流数。台连铸机能同时浇注铸坯的总根数称之为连铸机的流数。1 1台连铸机有

26、台连铸机有1 1个机组，又只能浇注个机组，又只能浇注1 1根铸坯，成为根铸坯，成为1 1机机1 1流流；若若1 1台连铸机有多个机组，又同时能够浇注多根铸坯，称其台连铸机有多个机组，又同时能够浇注多根铸坯，称其为为多机多流多机多流；1 1个机组能够同时浇注个机组能够同时浇注2 2根铸坯的称为根铸坯的称为1 1机机2 2流流。2 2 连铸机的主要设备连铸机的主要设备 2.1 2.1 连铸机的几个重要参数连铸机的几个重要参数 v1、规格的表示方法规格的表示方法 弧形连铸机规格表示方法为：弧形连铸机规格表示方法为：aRb-C a组成组成1 1台铸机的机数，机数为台铸机的机数，机数为1 1时可以省略；

27、时可以省略；R机型为弧形或圆形连铸机；机型为弧形或圆形连铸机；b连铸机的圆弧半径，连铸机的圆弧半径，m m，若椭圆形铸机为多个，若椭圆形铸机为多个 半径之乘积，也表示可浇铸坯的最大厚度：半径之乘积，也表示可浇铸坯的最大厚度：坯厚坯厚=b/(3036)mm mm C表示铸机拉坯辊辊身长度，表示铸机拉坯辊辊身长度，mmmm，还表示可容纳，还表示可容纳 铸坯的最大宽度：铸坯的最大宽度：坯宽坯宽=C(150200)mm mmv 例如：例如：（1）3R5.25240 表示此台连铸机为表示此台连铸机为3机，机，弧形连铸机，其圆弧半径为弧形连铸机，其圆弧半径为5.25m，拉坯辊，拉坯辊身长为身长为240mm

28、。（2）R102300 表示此连铸机为表示此连铸机为1机，弧机，弧形连铸机，其圆弧半径为形连铸机，其圆弧半径为10m，拉坯辊辊身，拉坯辊辊身长度为长度为2300mm，浇注板坯的最大宽度为，浇注板坯的最大宽度为2300150200）=（21502100）mm。v2、铸坯断面的尺寸规格、铸坯断面的尺寸规格 小方坯：小方坯：7070200200mm2；大方坯：大方坯：200200450450mm2；矩形坯：矩形坯：150100400560mm2；板坯：板坯：1506003002640mm2；圆坯：圆坯：80mm450mm。3、拉坯速度（浇铸速度）拉坯速度（浇铸速度）v拉坯速度是指每分钟拉出铸坯的长度

29、，单位是拉坯速度是指每分钟拉出铸坯的长度，单位是m/minm/min，简称拉速；浇铸速度是指每分钟每流浇注的钢水量，单简称拉速；浇铸速度是指每分钟每流浇注的钢水量，单位是位是t/(mint/(min流流)，简称注速，简称注速，式中：式中：钢水密度，钢水密度，t/m3t/m3；a a铸坯宽度，铸坯宽度，m m；D D铸坯厚度，铸坯厚度，m m。拉坯速度可用阅历公式来确定：拉坯速度可用阅历公式来确定：v用铸坯断面确定拉速用铸坯断面确定拉速v l l铸坯断面周长，铸坯断面周长，mmmm；AA铸坯断面面积，铸坯断面面积，mm2mm2；v 断面形态速度系数，断面形态速度系数，mm mm/minmm/mi

30、n。v 的阅历值是：的阅历值是：v 小方坯：小方坯：=65-85 =65-85；v 大方坯（矩形坯）大方坯（矩形坯）=55-75=55-75；v 圆坯：圆坯：=45-55 =45-55。v 用铸坯的宽厚比确定拉速 v v D 铸坯厚度，mm；f 系数，mmm/min。v铸坯断面形态、速度系数阅历值 铸坯形状厚度铸坯形状厚度/mm/mm方坯方坯宽厚比宽厚比22矩形坯矩形坯八角坯八角坯圆坯圆坯板坯板坯系数系数/mmmmin/mmmmin-1-1300300280280260260150150v最大拉坯速度：最大拉坯速度：v 限制拉坯速度的因素主要是铸坯出结晶器限制拉坯速度的因素主要是铸坯出结晶器下

31、口坯壳的平安厚度。对于小断面铸坯坯壳下口坯壳的平安厚度。对于小断面铸坯坯壳平安厚度为平安厚度为8-10mm；大断面板坯坯壳厚度；大断面板坯坯壳厚度应应15mm。v vmax 最大拉坯速度，最大拉坯速度，m/min；v Lm结晶器有效长度（结晶器长度结晶器有效长度（结晶器长度100mm）；）；v Km结晶器内钢液凝固系数，结晶器内钢液凝固系数，mm/min0.5;v 坯壳厚度，坯壳厚度，mm。4 4、圆弧半径圆弧半径 v 铸机圆弧半径R是指铸坯外弧曲率半径，单位为m。它是确定连铸机总高度的重要参数，也标记所能浇铸铸坯厚度范围的参数。v可用阅历公式确定基本圆弧半径，也是连铸机最小圆弧半径：v R连

32、铸机圆弧半径；D铸坯厚度；c系数。v 小方坯取30-40，大方坯铸机取30-50，板坯铸机取40-50。国外，一般钢取33-35，优质钢取42-45。5 5、液相穴深度和冶金长度、液相穴深度和冶金长度 v液相穴深度是指从结晶器液面起先到铸坯中心液相液相穴深度是指从结晶器液面起先到铸坯中心液相凝固终了的长度，也称为液心长度。凝固终了的长度，也称为液心长度。v依据最大拉速确定的液相穴深度为冶金长度。依据最大拉速确定的液相穴深度为冶金长度。冶金长度是连铸机的重要结构参数；确定着冶金长度是连铸机的重要结构参数；确定着连铸机的生产实力，也确定了铸机半径或高连铸机的生产实力，也确定了铸机半径或高度。度。v

33、 铸机长度是从结晶器液面到最终一对拉矫辊铸机长度是从结晶器液面到最终一对拉矫辊之间的实际长度。这个长度应当是冶金长度之间的实际长度。这个长度应当是冶金长度的的1.1-1.21.1-1.2倍。倍。6 6、连铸机流数的选择、连铸机流数的选择 v一台连铸机能够同时浇铸铸坯的个数称之为连铸机一台连铸机能够同时浇铸铸坯的个数称之为连铸机的流数。在生产中，有的流数。在生产中，有1 1机机1 1流、流、1 1机多流和多机多流机多流和多机多流3 3种形式的连铸机。近年来，生产大型方坯最多浇注种形式的连铸机。近年来，生产大型方坯最多浇注4-64-6流，实际生产中多数接受流，实际生产中多数接受1-41-4流。生产

34、大型板坯流。生产大型板坯多数接受多数接受1-21-2流。流。v n 1 n 1台连铸机浇注的流数；台连铸机浇注的流数；G G 钢包涵量，钢包涵量，t t；v v v 平均拉速，平均拉速，m/minm/min；铸坯密度，铸坯密度，t/m3t/m3；v t t 钢包浇注时间，钢包浇注时间，minmin。2.2 2.2 钢包和钢包回转台钢包和钢包回转台 v钢包的容量应与炼钢炉的最大出钢量相匹配。钢包的容量应与炼钢炉的最大出钢量相匹配。考虑到出钢量的波动，留有考虑到出钢量的波动，留有10%10%的余量和确的余量和确定的炉渣量。大型钢包的炉渣量为金属量的定的炉渣量。大型钢包的炉渣量为金属量的3%-5%3

35、%-5%，小型钢包的渣量为，小型钢包的渣量为5%-10%5%-10%。另外，。另外，钢包上口还应留钢包上口还应留200mm200mm以上的净空，作为精以上的净空，作为精炼容器时要留出更大的净空。炼容器时要留出更大的净空。v钢包通过滑动水口开启、关闭来调整注流的流量。钢包通过滑动水口开启、关闭来调整注流的流量。v 滑动水口由上水口、上滑板、下滑板、下水口组成滑动水口由上水口、上滑板、下滑板、下水口组成部分，如图部分，如图1-41-4。靠下滑板带动下水口移动调整上下。靠下滑板带动下水口移动调整上下注孔间的重合程度来限制注流大小。驱动方式有液压注孔间的重合程度来限制注流大小。驱动方式有液压和手动两种

36、。和手动两种。v长水口又称爱护套管，用于钢包与中间包之长水口又称爱护套管，用于钢包与中间包之间爱护注流，避开了注流的二次氧化、飞溅间爱护注流，避开了注流的二次氧化、飞溅以及放开浇注带来的卷渣问题。以及放开浇注带来的卷渣问题。v目前长水口的材质有熔融石英质和铝碳质两目前长水口的材质有熔融石英质和铝碳质两种。种。2.3 2.3 中间包及其运载设备中间包及其运载设备 v中间包简称中包。中间包是位于钢包与结晶器之间中间包简称中包。中间包是位于钢包与结晶器之间用于钢液浇注的装置，起着减压、稳流、去渣、贮用于钢液浇注的装置，起着减压、稳流、去渣、贮钢、分流及中间包冶金等重要作用。钢、分流及中间包冶金等重要

37、作用。v 中间包的容量是钢包涵量的中间包的容量是钢包涵量的20%-40%20%-40%。在通常。在通常浇注条件下，钢液在中间包内停留时间应在浇注条件下，钢液在中间包内停留时间应在8-10min8-10min，才能起到上浮夹杂物和稳定注流的作用，为此，才能起到上浮夹杂物和稳定注流的作用，为此，中间包目前是朝大容量和深熔池方向发展，容量可中间包目前是朝大容量和深熔池方向发展，容量可达达60-80t60-80t，熔池深为，熔池深为1000-1200mm1000-1200mm。水口与塞棒水口与塞棒 v水口直径应依据连铸机在最大拉速时所需的水口直径应依据连铸机在最大拉速时所需的钢水流量来确定。钢水流量来

38、确定。v Q Q 一个水口全开时的钢液流量，一个水口全开时的钢液流量，t/ht/h；v H H 中间罐的钢液深度，中间罐的钢液深度，mmmm；v d d 水口直径，水口直径，mmmm。v中间包用塞头与水口相协作来限制注流。由中间包用塞头与水口相协作来限制注流。由于塞棒长时间在高温钢液中浸泡，简洁软化、于塞棒长时间在高温钢液中浸泡，简洁软化、变形，甚至断裂。为提高塞棒运用寿命，一变形，甚至断裂。为提高塞棒运用寿命，一般用厚壁钢管作棒芯，浇注时在芯管内插入般用厚壁钢管作棒芯，浇注时在芯管内插入直径稍小的钢管引入压缩空气进行冷却，这直径稍小的钢管引入压缩空气进行冷却，这对延长塞棒寿命有确定效果。也可

39、以将塞棒对延长塞棒寿命有确定效果。也可以将塞棒作为中间包吹氩棒，这样不仅可以限制注流，作为中间包吹氩棒，这样不仅可以限制注流，还可以在确定程度上起到净化钢液的作用。还可以在确定程度上起到净化钢液的作用。v中间包接受滑动水口，虽然有平安牢靠，利中间包接受滑动水口，虽然有平安牢靠，利于实现自动限制等优点，但机构比较困难，于实现自动限制等优点，但机构比较困难，尤其在装有浸入式水口的状况下，加大了中尤其在装有浸入式水口的状况下，加大了中间包与结晶器之间的距离，增大了中间包升间包与结晶器之间的距离，增大了中间包升降行程。同时对结晶器内钢液的流淌也有不降行程。同时对结晶器内钢液的流淌也有不利影响。利影响。

40、v浸入式水口浸入式水口v 目前除了部分小方坯连铸机外，目前除了部分小方坯连铸机外，都接受了浸入式水口加爱护渣的爱都接受了浸入式水口加爱护渣的爱护浇铸。浸入式水口的形态和尺寸护浇铸。浸入式水口的形态和尺寸干脆影响结晶器内钢液流淌的状况。干脆影响结晶器内钢液流淌的状况。v 目前作用最多的浸入式水口有单目前作用最多的浸入式水口有单孔直筒形和双侧孔式两种。双侧孔孔直筒形和双侧孔式两种。双侧孔浸入式水口其侧孔有向上倾斜、向浸入式水口其侧孔有向上倾斜、向下倾斜和水平状三类。浇注大型板下倾斜和水平状三类。浇注大型板坯时可接受箱式浸入式水口。坯时可接受箱式浸入式水口。2.4 2.4 结晶器结晶器v结晶器是连铸

41、机特别重要的部件，称之为连结晶器是连铸机特别重要的部件，称之为连铸设备的铸设备的“心脏心脏”。钢液在结晶器内冷却初。钢液在结晶器内冷却初步凝固成确定坯壳厚度的铸坯外形，并被连步凝固成确定坯壳厚度的铸坯外形，并被连续地从结晶器下口拉出，进入二冷区。结晶续地从结晶器下口拉出，进入二冷区。结晶器应具有良好的导热性和刚性，不易变形和器应具有良好的导热性和刚性，不易变形和内表面耐磨等优点，而且结构要简洁，便于内表面耐磨等优点，而且结构要简洁，便于制造和维护。制造和维护。2.4.1 2.4.1 结晶器参数结晶器参数 1 1、长度、长度 作作为为一一次次冷冷却却，结结晶晶器器长长度度是是一一个个特特别别重重

42、要要的的参参数数。结结晶晶器器越越长长，在在相相同同的的拉拉速速下下，出出结结晶晶器器坯坯壳壳越越厚厚，浇浇铸铸平平安安性性更更好好。然然而而，结结晶晶器器过过于于长长的的话话，冷冷却却效效率率就就降降低低。目目前前世世界界上上通通常常接接受受的的结结晶晶 器器 长长 度度 有有 两两 种种，即即 700mm700mm和和900mm900mm。2 2、结晶器锥度、结晶器锥度 由由于于铸铸坯坯在在结结晶晶器器内内凝凝固固的的同同时时是是伴伴随随着着体体积积的的收收缩缩，因因此此，结结晶晶器器铜铜板板内内腔腔必必需需设设计计成成上上大大下下小小的的形形态，即所谓的结晶器锥度。态，即所谓的结晶器锥度

43、。结结晶晶器器锥锥度度分分为为宽宽度度方方向向和和厚厚度度方方向两种。向两种。宽度方向的锥度：结晶器宽度方向上的锥度比厚度方向上的锥度更为重要。因此，通常所说的结晶器锥度就是指结晶器宽度方向上的锥度。铸坯的收缩与拉速有关，从理论上讲，结晶器锥度应依据拉速变更而变更。3 3、结晶器宽度、结晶器宽度 结结晶晶器器宽宽度度的的设设定定要要考考虑虑从从液液态态钢钢液液完完全全凝凝固固以以及及冷冷却却到到常常温温全全部部收收缩缩量量。依依据据钢钢的的成成分分以以及及连连铸铸机机型型等等因因素素，这这种种总总的的收收缩缩取取1.3%1.3%2.5%2.5%为为宜宜，一一般般深冲钢可取深冲钢可取1.5%1.

44、5%。2.4.2 2.4.2 结晶器振动结晶器振动 结晶器振动在连铸过程中扮演特别重要的角结晶器振动在连铸过程中扮演特别重要的角色。结晶器的上下往复运行，实际机上起到了色。结晶器的上下往复运行，实际机上起到了“脱模脱模”的作用。由于坯壳与铜板间的粘附力因的作用。由于坯壳与铜板间的粘附力因结晶器振动而减小，因而防止了在初生坯壳表面结晶器振动而减小，因而防止了在初生坯壳表面产生过大应力而导致裂纹的产生或引起更严峻的产生过大应力而导致裂纹的产生或引起更严峻的后果。当结晶器向下运动时，因为后果。当结晶器向下运动时，因为“负滑脱负滑脱”作作用，可用，可“愈合愈合”坯壳表面裂痕，并有利于获得志坯壳表面裂痕

45、，并有利于获得志向的表面质量。向的表面质量。1 1、振动方式、振动方式 依依据据结结晶晶器器振振动动的的运运动动轨轨迹迹可可将将振振动动方方式式分分为为非非正正弦弦振振动动和和正正弦弦振振动动两两大大类类。非非正正弦弦振振动动使使结结晶晶器器振振动动的的速速度度变变更更较较大大，引引起起较较大大惯惯性性力力矩矩，对对重重要要的的零零件件和和轴轴承承产产生生很很大大负负荷荷。正正弦弦型型振振动动以以四四偏偏心心机机构构为为首首推推，结结构构简简洁洁，运运动动平平稳稳，零零件寿命长等优点。件寿命长等优点。2 2、振动主要参数、振动主要参数振振幅幅：振振动动曲曲线线半半波波的的行行程程，或或上上下下

46、运运行总行程的行总行程的1/21/2，常用字母，常用字母A A表示。表示。振频：单位时间内振动的次数振频：单位时间内振动的次数振动速度振动速度:即振动线速度即振动线速度 平均振动速度平均振动速度:即完整周期中振动速度的平均值即完整周期中振动速度的平均值最大振动速度：振动周期中速度达到的最大值最大振动速度：振动周期中速度达到的最大值负滑脱时间：即结晶器向下振动时，速度超过负滑脱时间：即结晶器向下振动时，速度超过拉速的那一段时间拉速的那一段时间.负滑脱率，通常用下式表达负滑脱率，通常用下式表达3 3、振动参数的确定和限制、振动参数的确定和限制 早早先先的的板板坯坯机机接接受受振振幅幅为为5 58m

47、m8mm，振振频频最最大大不不超超过过120min-1120min-1，负负滑滑脱脱率率一一般般取取40%40%。接接受受高高频频小小振振幅幅，振振幅幅一一般般为为2 24mm4mm，振振频频达达到到200min-1200min-1，负负滑滑脱脱率率取取20%20%40%40%。有有特特殊殊须须要要，振振幅幅可可进进一一步步减减小小到到1 12mm2mm，振振频频最最高可达到高可达到400 min-1400 min-1。2.4.3 2.4.3 结晶器爱护渣结晶器爱护渣 爱护渣的作用爱护渣的作用 绝热保温绝热保温 防止氧化防止氧化 吸取夹杂物、吸取夹杂物、润滑和改善传热润滑和改善传热 1 1、绝

48、热保温、防止钢液面结壳、绝热保温、防止钢液面结壳 在在高高温温钢钢液液面面上上加加入入低低熔熔点点的的爱爱护护渣渣，一一般般要要求求爱爱护渣形成液渣层、烧结层和原渣层三层结构。护渣形成液渣层、烧结层和原渣层三层结构。爱爱护护渣渣三三层层温温度度，液液渣渣层层温温度度较较高高，同同钢钢液液温温度度相相近近，烧烧 结结 层层 在在 800800 900C900C左左 右右，原原 渣渣 层层 400400500C500C。加加入入爱爱护护渣渣后后，钢钢水水扩扩散散的的热热量量比比袒袒露露钢钢液散热小液散热小10 10倍，可以削减大量的热损失，防止结壳。倍，可以削减大量的热损失，防止结壳。2 2、隔绝

49、空气防止二次氧化、隔绝空气防止二次氧化3 3、吸取钢水中的夹杂物、吸取钢水中的夹杂物 要要求求爱爱护护渣渣具具有有良良好好的的吸吸取取熔熔解解夹夹杂杂物物的的实实力力。通通过过认认为为，粘粘度度低低夹夹杂杂物物熔熔解解速速度度增增加加，液液渣渣的的高高碱碱度度、低低SiO2SiO2、Al2O3Al2O3、高高Na2ONa2O、CaF2CaF2有有利利于于提提高高夹夹杂物的熔解度。杂物的熔解度。4 4、渣膜的润滑作用、渣膜的润滑作用 结结晶晶器器内内钢钢水水表表面面张张力力和和铜铜壁壁的的冷冷却却作作用用，形形成成了了向向内内弯弯曲曲的的凝凝固固壳壳，加加之之结结晶晶器器振振动动和和气气隙隙的的

50、毛毛细细管管的的作作用用，可可把把弯弯月月面面上上的的液液渣渣吸吸入入坯坯壳壳与与铜铜壁壁间的气隙形成渣膜，起润滑作用。间的气隙形成渣膜，起润滑作用。5 5、改善结晶器传热、改善结晶器传热 结结晶晶器器内内坯坯壳壳的的收收缩缩产产生生了了气气隙隙，使使热热阻阻增增加加，导导致致热热流流削削减减，假假如如气气隙隙内内充充溢溢匀匀整整渣渣膜膜，气气隙隙热热阻阻削削减将改善传热，凝固坯壳匀整生长。减将改善传热，凝固坯壳匀整生长。2.6 2.6 二次冷却系统装置二次冷却系统装置 二次冷却的作用是：带液心的铸坯从结晶器中拉出后，需喷水或喷气水干脆冷却，使铸坯快速凝固，以进入拉矫区；对未完全凝固的铸坯起支