车间主体设备的设计(10)

d水——中间包水口直径，mm H水——中间包内钢水深度，m

K侧——浸入式水口侧孔处的流量系数0.48～0.5 d侧——浸入式水口侧孔直径，mm H侧——水口侧孔处的静压头,mm 4.3 结晶器的主要设计参数

结晶器的材质要求有导热系数高、高温强度好、耐磨性好、导磁性好等特点。结晶器一般使用铜合金（铜银合金、铜铬合金等）制成同时其内壁镀层为镍、钴镍或镍铬镀层。结晶器设计主要内容包括：结构类型的选择、结晶器结构参数的确定（断面尺寸、长度、倒锥度）、结晶器振动的设计。 4.3.1 结晶器结构内型

图5 组合式结晶器示意图

1—外弧内壁 2—外弧外壁 3—调节垫圈 4—侧内壁 5—侧外壁 6—双头螺栓 7、10—螺栓 8—内弧内壁 9—字形水缝

组合式结晶器，它是由四块壁板组装而成，每块壁板都包括有内壁和外壁两部分，用双头螺栓联结。内壁与外壁之间形成水缝，以便通水冷却。为使冷却均匀稳定，一般各面实行独立冷却。通常四块复合壁板的组装方式大都采用宽面压窄面。现在大方坯和板坯连铸机一般都使用组合式结晶器，而且采用可调宽度或宽厚均可调的组合式结晶器。故本设计中采用组合式结晶器（图5）。 4.3.2 结晶器结构参数的确定

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1结晶器的断面尺寸应根据冷连铸坯的公称断面尺寸确定。○但由于连铸坯在冷却

凝固过程中逐渐收缩以及矫直时都将引起半成品铸坯的变形，为此，要求结晶器的断面尺寸应当比连铸断面的公称尺寸大一些；通常大约1%～3%。 结晶器宽边：B上=1200×（1+2%）=1224mm B下=1200×（1+2%-1%）=1212mm 结晶器厚度: D上=230×（1+3%）=237mm D下=230×（1+3%-0.3%）=236

2目前我国基本上采用短结晶器，○一般为700～900mm 。考虑到钢液面波动剧烈，

可取长些。为了适应高速浇铸的需要，现在大多数倾向于把长度增加到900mm ,同时由理论计算表明，结晶器内50%的热量是由上部导出的，结晶器下部只起支撑作用，过长的结晶器无益于凝壳的增厚，没有必要把结晶器设计过长。因此本设计中结晶器长度取为900mm 。

3倒锥度 ○

钢液在结晶器中将收缩并产生气隙，热阻增加，传热效果变差，影响坯壳厚度。因此，结晶器要有一定的倒锥度。板坯结晶器的宽面倒锥度为为0.9%～1.1%/m ，而对窄面倒锥度为0～0.6%/m 。本设计中，板坯结晶器的宽面倒锥度取为1%/m ，窄面倒锥度取为0.3%/m 。 4.3.3 结晶器的振动与振动装置

1结晶器振动的作用：脱模，防止坯壳与结晶器黏结；焊合被拉裂的坯壳；改善○

铸坯的表面质量。负滑脱时间长一点会使结晶器内的保护渣耗量减少、振动痕迹深度增大但焊合裂纹效果好。因此在选择振动方式时应具有合适的负滑脱时间同时焊合裂纹的效果要好。

2同步振动的特点：冲击力大，没有负滑脱，对拉裂坯壳无焊合作用。 ○

梯形振动的特点：冲击力大，负滑脱时间过长占振动周期的60% ，结晶器内保护渣耗量减少不利于热量的传导。

目前广泛采用的是正弦振动。其主要特点是：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存在相对运动。在结晶器下降时还用一小段负滑脱，因此能防止和消除黏结。另外，由于结晶器的运动速度是按正弦规

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律变化的，加速度则必然按余弦规律变化，所以，过渡比较平稳，冲击力小。它与梯形振动相比，坯壳处于负滑脱状态的时间短，且结晶器上升时间占振动周期的一半，故增加了坯壳拉断的可能性。为了弥补这一弱点应允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效果。目前广泛采用四连杆式振动装置。

3结晶器的振动参数 ○

振幅：指结晶器从最高位置下降到最低位置所移动的距离。振幅降低可以使振痕深度降低，钢液的波动降低。对于板坯，结晶器的振幅一般为3～8mm 。 振频：指结晶器每分钟振动的次数。振动频率越高，保护渣的消耗就越多，振动痕迹深度就越小，焊合拉裂坯壳的效果就越好。因此对于板坯，结晶器的振动频率为49～120次/min 。 4.4. 二次冷却系统的设计 4.4.1 二次冷却装置

它直接接受来自结晶器的高温薄壳铸坯，如果铸坯外部没有一定的约束条件和进一步冷却，很容易产生鼓肚变形、发生裂纹，甚至造成漏钢事故。为此二次冷却系统装置的主要作用是：直接喷水冷却铸坯，使其迅速冷却至完全凝固；支撑和导向铸坯及引锭杆，防止铸坯产生变形和引锭杆跑偏；在用直结晶器的弧形连铸机中，把直铸坯弯成弧形铸坯而进入圆弧区。

1二次冷却支撑装置在高温 为此，对二次冷却装置提出了一下基本要求：○

2在二次冷下要具有足够的的强度和刚度，并能采用可靠的冷却方法防止变形。○

却区铸坯要有足够的冷却强度和均匀冷却，合理分布各段冷却水量使铸坯表面温度分布均匀，且能灵活调节以适应变更浇铸断面、钢种，不同浇铸温度和拉坯速

3二次冷却各段对弧要简便准确，度的工艺要求。○在受热膨胀时也能保持应有的4支撑和导向部件结构和参数合理，精度而不引起错弧。○尽可能减少铸坯的鼓肚

和变形，减少铸坯的运行阻力，并能于维修和事故处理。 4.4.2 喷水冷却系统。

二次冷却主要是将冷却水直接喷射到铸坯表面上，使铸坯迅速冷却凝固，器冷却强度、喷嘴结构形式及配置都直接关系到铸坯的质量和产量。

二次水量分配方法：沿铸机拉速方向的冷却水量逐渐减少；控制铸坯内弧和外弧不同的喷水量；不同的铸坯断面要控制不同的二冷水量。将二冷区分为6段，各

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段冷却水量满足：

Q1:Q2:Q3:Q4:Q5:Q6?111111:::::L1L2L3L4L5L6 其中：

1111112121214.268??????(1?????)=

32537L1L1L2L3L4L5L6L1Ln?n?1L1 （n=1、2、3、4、5、6；Ln：第n段的长度；L1：第1段的长度） 2Qn?Q总水量24.268n?1 （Qn表示第n段的喷水量）

二冷区总水量Q总水量=Q1?Q2?Q3?Q4?Q5?Q6=kF?拉?坯

=1.2×0.23×1.93×1.5×7600 = 6072.55L/min

k——比水量L/kg，取为1.2L/kg F——铸坯断面积m2

?拉——拉坯速度m/min ?坯——铸坯密度kg/m3

则各段的喷水量计算如下：

Q总水量Q1?=1422.81L/min

4.268Q2?Q3?Q总水量24.2683Q总水量4.2682=1161.72L/min …… 此处隐藏：932字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……