连铸工艺讲义.pptVIP

7、结晶器振动 8、电磁搅拌 9、铸坯的连续弯曲和矫直 2.连铸坯的凝固冷却过程 钢液在结晶器中快速冷却，形成薄的坯壳由于坯壳薄并具有塑性，在钢液静压力下坯壳产生蠕变，贴靠于结晶器内壁，坯壳与结晶器壁紧密接触，此时冷却较快，铸坯表面温度明显下降。 随着凝固壳增厚，铸坯收缩，坯壳与结晶器壁间产生气隙，铸坯冷却速度减慢。 坯壳具有足够的厚度时，铸坯从结晶器中拉出，在二冷区受到强烈的喷水冷却，中心逐渐凝固。但铸坯表面温度下降快，表面温度显著低于中心温度。 铸坯在空气中较缓慢地冷却，铸坯中心的热传导给外层使铸坯外层变热，表面温度回升。不过，随着时间推移，整个铸坯断面上温度温度逐渐趋于均匀。 3.结晶器传热 结晶器是连铸机的关键部位，好比是连铸机的“心脏”。它的重要作用表现在： 尽可能高的拉速下保证出结晶器时形成所需要的形状并有一定厚度坯壳的铸坯，以抵抗钢水静压力，而不拉漏。 结晶器周边坯壳厚度能均匀稳定生长。 结晶器内的钢水—渣相—坯壳—铜板之间相互复杂作用，对铸坯表面质量有决定性的影响。 上述第一个作用决定了铸机生产率，而第二、三个作用决定了铸坯表面质量。 3.1结晶器内出生坯壳的形成过程 钢水与铜壁接触形成一个半径很小的弯月面，在半径为r的弯月面根部，由于冷却速度很快（100℃/s），初生坯壳很快形成。由于表面张力作用，钢液面具有弹性薄膜性能，能抵抗剪切力。随着结晶器的振动，向弯月面下输送钢水而形成新的固体坯壳。 已凝固的高温坯壳发生相变，坯壳向内弯曲脱开铜壁，而钢水静压力又使坯壳向外鼓胀，此时坯壳的收缩力与钢水的静压力处于动态平衡 随着坯壳下降，形成气隙区的坯壳表面开始回热，坯壳温度升高、强度降低，钢水静压力使坯壳变形形成皱纹或凹陷。同时由于气隙的形成，传热减慢，凝固速度降低，坯壳减薄。坯壳局部收缩会造成局部组织的粗化，产生了明显的裂纹敏感性 上述过程反复进行，直到坯壳出结晶器 3.2 结晶器的热流 结晶器中钢水的散热可分为垂直方向（拉坯方向）散热和水平方向散热。拉坯方向的散热较小，经理论计算，它仅占结晶器总散热量的3%～6%，结晶器中钢水沿周边即水平方向传热有以下过程：（如图所示） 钢水向坯壳的对流传热 凝固坯壳中传导传热 凝固坯壳与结晶器壁传热 结晶器壁传导传热 冷却水与结晶器壁强制对流传热，热 量被通过水缝中高速度流动的冷却水带走 3.3影响结晶器传热因素 结晶器设计对传热的影响 锥度、长度、厚度、表面形状、材质、内表面光洁度 操作参数对传热的影响 拉速、浇铸温度、结晶器润滑、冷却水速度和温度、钢水成分 4、二次冷却区的传热 4.1二冷区热平衡 由连铸机热平衡可知,钢的凝固潜热不能在结晶器内全部放出来,铸坯带着液相穴进入二冷区承受喷水冷却.铸坯在二冷区冷却的要求是: 在矫直点对(弧形连铸机)铸坯全部凝固; 铸坯表面温度分布要均匀; 铸坯接受喷水冷却效率要高。 上述基本要求，直接影响铸机产量和铸坯质量，在其他工艺条件相同时，它强烈受二冷区喷水冷却控制。 铸坯在二冷区约有210～294KJ/Kɡ的热量被水带走，铸坯才能全部凝固。铸坯通过传导把热量由中心传到表面，由于喷水冷却铸坯表面温度突然降低，使表面和中心形成了较大的温度梯度，这是铸坯冷却的动力。右图表示在二冷区铸坯向外传热的几种方式 冷却水蒸发带走热量33%； 冷却水加热带走热量25%； 铸坯表面辐射热为25%； 铸坯与支承辊接触传导传热为17% 4.2对二冷传热的影响因素 铸坯表面温度 水流密度 水滴速度 水滴直径 铸坯表面状态 喷嘴使用状态 4.3冷却强度的制定 由结晶器拉出的铸坯进入二冷区时应采取自上而下冷却强度由强到弱的原则。 为了提高铸机生产率，应当采取高拉速和高冷却效率，但在提高冷却效率的同时，要避免铸坯表面局部降温剧烈而产生裂纹，故应该使铸坯表面横向及纵向都能均匀降温。 700℃—900℃的温度范围是铸坯的脆性温度区，如铸坯表面温度在此范围内矫直时，易于产生横裂纹。所以应控制二次冷却强度，使铸坯表面温度降至900℃ 以上，即高于脆性温度区进行矫直。通常控制在1100℃以下。 在确定冷却强度时要必须适应不同钢种的需要，特别是裂纹敏感性强的钢种，要采用弱冷。 4.4二冷水的控制方法 二冷水的控制方法有仪表控制及计算机控制两大类别。 仪表控制系统 它是将二冷区分成若干段，每段装设电磁流量计，根据工艺要求调节。 动态控制法 根据二冷区铸坯冷却的实际情况及时改变二冷水量的自动控制法。 水表控制法 将生产实际中多次合格铸坯的工艺参数（如钢种、铸坯、断面