方坯結(jié)晶器銅管頁面的控制錐度的測量和它與圓坯結(jié)晶器銅管的差別

發(fā)布時間:2024-04-18
本文我們就來具體介紹下方坯結(jié)晶器銅管和圓坯結(jié)晶器銅管的zui大差別, 小方坯結(jié)晶器銅管液面自動如何自動控制和 怎么樣測量方坯結(jié)晶器與圓坯結(jié)晶器的錐度。 
*,方坯結(jié)晶器銅管與規(guī)格相當(dāng)?shù)膱A坯結(jié)晶器銅管由形狀決定了強(qiáng)度的不同,方坯結(jié)晶器銅管強(qiáng)度比圓坯結(jié)晶器銅管強(qiáng)度大,因此抗熱變形能力不同。常規(guī)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),銅管壁厚方坯取鑄坯名義尺寸的8%~10%;例如:150方結(jié)晶器銅管壁厚為12~15mm,而圓坯結(jié)晶器銅管同樣取8%~10%,因為圓坯結(jié)晶器銅管容易變形,為此,山東濟(jì)南東方結(jié)晶器有限公司在設(shè)計圓坯結(jié)晶器銅管時,壁厚取鑄坯名義尺寸的9%~12%,提高了結(jié)晶器銅管的強(qiáng)度。
(1)優(yōu)化三臺方坯結(jié)晶器銅管內(nèi)腔尺寸,將倒錐度減少0.05mm,提高前期澆注液位高度,使液位處于接受器靈敏度較高的區(qū)域,提高自動控制的能力,減少高拉速下液位大幅度波動。
(2)優(yōu)化儀表控制參數(shù),主要是增加三個控制參數(shù)處理信號,減少拉速高,液面波動大和“翻騰”產(chǎn)生的虛假信號對正常澆注的影響。
(3)安裝銫源時采取合理的安裝方法,提高結(jié)晶器中上部信號的強(qiáng)度以及靈敏度,滿足敞開和保護(hù)兩種澆注工藝需要。
應(yīng)用效果和經(jīng)濟(jì)效益此系統(tǒng)應(yīng)用不但減輕了工人的勞動強(qiáng)度,而且產(chǎn)生以下效果:
(1)提高鑄坯質(zhì)量。連鑄坯表面平整光潔,表面無肉眼可見夾渣物,無凹坑和微裂紋。對連鑄坯低倍組織酸浸檢驗,內(nèi)部質(zhì)量改善,內(nèi)部夾雜級別降低0.5~1級。
(2)液面穩(wěn)定,拉速平穩(wěn),鑄坯出結(jié)晶器后,坯殼均勻.且有足夠的強(qiáng)度,減少了漏鋼事故。結(jié)晶器銅管液面自動控制系統(tǒng)投用前后方坯各月漏鋼率明顯降低。
對連鑄中結(jié)晶器銅管錐度的作用進(jìn)行簡要介紹,并且對方坯及圓坯結(jié)晶錐度設(shè)計原則進(jìn)行分析,zui后以不同方坯及圓坯結(jié)晶器內(nèi)腔尺寸測量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),分析結(jié)晶器錐度在生產(chǎn)過程中存在的問題。
結(jié)晶器錐度結(jié)晶器的傳熱是控制連鑄坯產(chǎn)量和質(zhì)量的關(guān)鍵所在,而坯殼與結(jié)晶器內(nèi)壁面之間所形成的氣隙,尺寸雖小,但其熱阻卻可以占到整個熱阻的80%以上,因此在質(zhì)量和產(chǎn)量并重的今天,結(jié)晶器的錐度設(shè)計與制造水平也就越來越為生產(chǎn)者所關(guān)注。
我們先介紹了方坯及圓坯結(jié)晶器錐度的設(shè)計原則及幾個常見的高拉速結(jié)晶器,在此基礎(chǔ)上,以不同結(jié)晶器銅管的測量數(shù)據(jù)為依據(jù),對當(dāng)前國內(nèi)結(jié)晶器錐度生產(chǎn)制造存在的問題進(jìn)行分析,為生產(chǎn)實踐提供指導(dǎo)。
1結(jié)晶器錐度帶來的質(zhì)量問題結(jié)晶器壁的作用,一是支撐鋼液在結(jié)晶器內(nèi)形成坯殼,二是將鋼液及坯殼內(nèi)的熱傳導(dǎo)出去,加速坯殼的形成。隨著坯殼厚度的增長,坯殼斷面要逐漸收縮。為了能使結(jié)晶器起到上述作用,結(jié)晶器的斷面必須隨鑄坯斷面不斷收縮而變化,這可以通過將結(jié)晶器做成一定倒錐度的方法來實現(xiàn)。錐度的大小必須合適,過大的錐度會造成結(jié)晶器對坯殼的擠壓,導(dǎo)致角部凹陷,坯殼與結(jié)晶器的摩擦增加,加劇結(jié)晶器的磨損,還會出現(xiàn)表面增銅。在角部區(qū)域由于氣隙的作用會形成熱點(diǎn),造成坯殼減薄和裂紋。錐度小會使氣隙增大,熱流減小,坯殼減薄,容易發(fā)生漏鋼;另外錐度過小會使角部轉(zhuǎn)動加劇,誘發(fā)皮下裂紋和縱向凹陷的產(chǎn)生。由于氣隙厚度的不均勻性以及結(jié)晶器縱向上氣隙形狀的不規(guī)則,單一錐度結(jié)晶器并不能很好地消除氣隙的不良影響,尤其是在連鑄低碳鋼,或者是高速連鑄時,其不足尤為明顯。為此,伴隨著高速連鑄的發(fā)展,發(fā)展了雙錐度、三錐度、四錐度及拋物線錐度等多錐度的結(jié)晶器,多錐度結(jié)晶器在縱向形狀上更符合結(jié)晶坯殼的實際規(guī)律,更好地適應(yīng)了結(jié)晶器縱向上坯殼的收縮,使得結(jié)晶器縱向上氣隙厚度進(jìn)一步減小,更好地消除了氣隙的不良影響,增加了整個結(jié)晶器的傳熱效果,為連鑄化提供了保證。
2錐度的表示方法:taper(%/m)=(mt-mb)/((mt)(ml))×100%其中m;t為結(jié)晶器上部兩個相對面內(nèi)壁之間距離,mb為結(jié)晶器下部兩個相對面內(nèi)壁之間距離,ml為結(jié)晶器上部水平面到結(jié)晶器下部水平面之間的距離,通過這個公式可以對一個結(jié)晶器銅管用多錐度來表示。
3方圓坯結(jié)晶器錐度的設(shè)計原則結(jié)晶器錐度設(shè)計合適與否關(guān)鍵在于結(jié)晶器熱流的確定和鋼種高溫下物性參數(shù)的選擇。結(jié)晶器的熱流是控制鋼液在結(jié)晶器內(nèi)凝固和坯殼生長的外部條件。因此有必要對結(jié)晶器在各種條件下的熱響應(yīng)進(jìn)行廣泛而深入的研究。測試各種連鑄參數(shù)變化時(如鋼種、拉速、坯的規(guī)格)結(jié)晶器的溫度變化規(guī)律;以此為基礎(chǔ),利用反問題模型計算出結(jié)晶器與鋼液接觸面上的熱流分布及結(jié)晶器溫度場。根據(jù)結(jié)晶器傳熱模型所得的溫度場,利用有限元法編制了結(jié)晶器在高溫作用下的彈塑性變形情況的程序,計算結(jié)晶器銅板變形情況。對方坯及圓坯連鑄來說,由于普遍采用的是銅管式的結(jié)晶器,需考慮結(jié)晶器不均勻變形所帶來的影響。新的結(jié)晶器錐度設(shè)計原則是:在拉鑄時,高溫變形下的結(jié)晶器壁面應(yīng)和收縮的坯殼表面貼合在一起。對于單錐度,錐度范圍一般為0.7~1.5%/m,一般來說,拉速越大,錐度越??;對于雙錐度,上面的錐度為1.5~2.8%/m,下面的錐度為0.4~0.9%/m。另外對于不同的鋼種來說,高碳鋼的錐度一般比同條件下低碳鋼的錐度要大。
4連鑄結(jié)晶器的現(xiàn)狀隨著連鑄技術(shù)的迅速發(fā)展,結(jié)晶器的設(shè)計和制造技術(shù)得到了迅速的提高。許多學(xué)者對結(jié)晶器的錐度設(shè)計進(jìn)入過深入的研究,提出了具有連續(xù)錐度或多錐度的結(jié)晶器內(nèi)腔形狀的設(shè)計計算公式和方法,開發(fā)出了一些新型的結(jié)晶器:(1)凸形結(jié)晶器,該結(jié)晶器是由瑞士康卡斯特公司研制開發(fā)的。其特色技術(shù)是結(jié)晶器上部銅壁四周為凸形,向下逐漸過渡到平面。通過形狀的改變,使鑄坯的收縮力和靜壓力的作用相互抵消,這種結(jié)晶器的錐度,使坯殼角部和其它的部位一樣,緊貼內(nèi)部以同樣的速度生長,且生長速度加快,傳熱效果明顯提高。同時可以很好地平衡由于縱向溫度梯度在坯殼內(nèi)所產(chǎn)生的應(yīng)力,使坯殼均勻增厚,溫度梯度減小,熱應(yīng)力降低,拉速大幅提高。(2)鉆石結(jié)晶器,這是奧地利奧鋼聯(lián)開發(fā)成功的一種高拉速結(jié)晶器。其技術(shù)特點(diǎn)是:結(jié)晶器銅管加長至1000mm,在結(jié)晶器長度方向上采用拋物線型倒錐度,在距頂部300~400mm以下的角部區(qū)域錐度為零,該結(jié)晶器的設(shè)計思路是將傳統(tǒng)的單一線性錐度改為拋物線錐度,以更好地適應(yīng)鋼液在結(jié)晶器內(nèi)的凝固收縮規(guī)律,使氣隙厚度降到zui小,坯殼均勻生長,同時通過將結(jié)晶器下角部的錐度設(shè)計為零的方法,有效抑制摩擦力的增加,使加長結(jié)晶器長度成為可能,為在高速連鑄下延長坯殼在結(jié)晶器內(nèi)的有效停留時間提供了條件。(3)達(dá)涅利開發(fā)的自適應(yīng)型結(jié)晶器,它與傳統(tǒng)結(jié)晶器zui大的差別在于其壁厚偏薄,且能借助冷水壓力
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