方圓坯結(jié)晶器錐度

方圓坯結(jié)晶器錐度

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時(shí)間:2018-05-17

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1、方圓坯結(jié)晶器錐度的測(cè)量及分析王寶峰,李建超,曹建剛,丁國,騰飛(內(nèi)蒙古科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院,包頭014010)摘要:對(duì)連鑄中結(jié)晶器錐度的作用進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹,并且對(duì)方坯及圓坯結(jié)晶錐度設(shè)計(jì)原則進(jìn)行分析,最后以不同方坯及圓坯結(jié)晶器內(nèi)腔尺寸測(cè)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。關(guān)鍵詞:方坯,連鑄,結(jié)晶器錐度MeasurementandAnalysisofMouldTaperintheContinuousCastingofBilletandBloomLiJianchaoWangBaofengCaoJi

2、angangDingGuo(InnerMongoliaUniversityofScienceandTechnology,Baotou,014010)ABSTRACT:Thefunctionoftaperofmouldinthecontinuouscastingissimplyintroducedandtheprincipleofdesignisanalyzed.Basedonthedatameasuredwithdifferentmould,theproblemofmouldtaperproductioni

3、sgeneralized.KEYWORDS:Billet,Continuouscasting,TaperofMould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(gè)熱阻的80%以上[1],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(jì)與制造水平也就越來越為生產(chǎn)者所關(guān)注。本文首先介紹了方坯及圓坯結(jié)晶器錐度的設(shè)計(jì)原則及幾個(gè)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(cè)量數(shù)據(jù)為依據(jù),對(duì)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(shí)踐

4、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(zhǎng),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(shí)現(xiàn)。錐度的大小必須合適,過大的錐度會(huì)造成結(jié)晶器對(duì)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(huì)出現(xiàn)表面增銅。在角部區(qū)域由于氣隙的作用會(huì)形成熱點(diǎn),造成坯殼減薄和裂紋。錐度小會(huì)使氣隙增大,熱流減小,坯殼減薄

5、,容易發(fā)生漏鋼;另外錐度過小會(huì)使角部轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí),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[2],多錐度結(jié)晶器在縱向形狀上更符合結(jié)晶坯殼的實(shí)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(gè)結(jié)晶器的傳熱效果,為連鑄高效

6、化提供了保證。2錐度的表示方法:其中為結(jié)晶器上部?jī)蓚€(gè)相對(duì)面內(nèi)壁之間距離,為結(jié)晶器下部?jī)蓚€(gè)相對(duì)面內(nèi)壁之間距離,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(gè)公式可以對(duì)一個(gè)結(jié)晶器銅管用多錐度來表示。73方圓坯結(jié)晶器錐度的設(shè)計(jì)原則結(jié)晶器錐度設(shè)計(jì)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(zhǎng)的外部條件。因此有必要對(duì)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(cè)試各種連鑄參數(shù)變化時(shí)(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

7、反問題模型計(jì)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(chǎng)[3-4]。根據(jù)結(jié)晶器傳熱模型所得的溫度場(chǎng),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(jì)算結(jié)晶器銅板變形情況。對(duì)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[4]。新的結(jié)晶器錐度設(shè)計(jì)原則是:在拉鑄時(shí),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(duì)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?。粚?duì)于雙錐度,上面的錐度為1.5~2.8%/m,下面的錐度為0.

8、4~0.9%/m。另外對(duì)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高效連鑄結(jié)晶器的現(xiàn)狀隨著高效連鑄技術(shù)的迅速發(fā)展,結(jié)晶器的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)得到了迅速的提高。許多學(xué)者對(duì)結(jié)晶器的錐度設(shè)計(jì)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(jì)計(jì)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

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