异型坯连铸机结晶器设计研究

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1、异型坯连铸机结晶器设计研究结晶器设计异形坯连铸机结晶器设计研究孙束（马钢设计研宄院有限责任公司，安徽马鞍山243000）摘要，异形坯连铸机结晶器是是连铸机设计的核心组件，结晶器设计优劣直接影响最终的使用效果。结合各种异形坯连铸机结晶器设计实践,给出了异形坯连铸机结晶器设计一般原则以及实例。关键词：异形坯连铸机结品器；设计ABroomCasterBeingChangedFromTwoStrandsToThreeAndMadeInChinaSunShu（MagangDesign&ResearchInstitudeCo.,LtdMaanshanAnhuiprovince2430

2、00AbstractInordertomeetthedevelopmentforthehighspeedtrainofChina,MasteelhavechangedabroomCasterfromtwostrandstothree,Wehavemadeaseriesoftheoptimizationandtheresearchmadeinchinaonthetechnics,equipmentandcontrolduringdigestingthekeyimportedtechniquesandequipments.Afterbeingonstreamforonemoreyea

3、r,thechangedcasterhasbeenprovedinpractisetoachievetheexpectingaims.KeysthebroomCasterbechangedfromtwostrandstothreemadeinchina1.异型坯分类热乳H型钢是一种经济断面型材，具有优良的力学性能和优越的使用性能，连铸异型坯是生产H型钢的最理想的坯料。连铸异型坯有着不同于其它类型连铸坯的特殊横断面形状，其各部位名称见图1-1。共12贞结晶器设计图1-1目前国内生产的几种典型异型坯横截面各部位名称、代号及尺寸见表1-1。共12贞结晶器设计表1-1.异型坯各部位名称、

4、代号及尺寸共12页结晶器设计连铸异型坯的称谓除按钢种分类外，通常以H即铸坯两翼间尺寸来区分，＜430mm的为小异型坯，彡430mm为大异型坯，以上划分与结晶器铜管的形式有着密切的关系。目前，世界上已经浇注出的最大规格的异型坯为1100mm,在国内也己能够生产。1.异型坯结晶器的形式异型坯结晶器总成由铜管、A水套、外水套、给水管、排水管、水环、底部和顶部法兰以及润滑法兰等部件组成。异型坯结晶器有以下几种形式：1）带足辊和不带足辊不带足辊的设计主要考虑便于漏钢后淸理方便。2）开有汕槽和不幵油槽设计油槽用于敞开油润滑浇注方式。3）结晶器铜管形式异型坯结晶器形式，最主要的区别在于结晶器铜

5、管类型采用管式还是板式。对此有两种不同的看法：一种是不论规格大小，铜管均应采用板式；另一种看法是从成木考虑，小异型坯可采用管式铜管，而大异型坯应采用板式铜管。实际生产经验表明，后一种意见是可行的。处于临界规格的异型坯（如430mm），也有采用管式结晶器铜管的实例，但使用效果并不理想。2.技术要求结晶器总成设计，技术要求为结构简单，便于拆装和调整，易于加工制造；要有较好的结构刚性，并且重量要轻，以便在振动时，具有较小的惯性力。共12页结晶器设计典型的结晶器设计技术要求：结晶器铜管材料型式闭路冷却水连接0.65〜0.75MPa水缝4mmDHP镀铬抛物线管式/板式结晶器铜管冷却更换结晶

6、器时自动连接供水压力水缝流速水温（进水/出水）共12页异形坯连铸机结晶器设计研究60〜12m/s^35°C/^53°C共12页1.异型坯结晶器的内腔断面选取原则近终型异型坯连铸技术在国内尚处于发展阶段，鉴于技术的复杂性，因此冇许多技术问题需进一步开发研究，其中包括结晶器技术。首先，异型坯的特殊形状，导致对其温度场应力场的分析较为困难。其次，异型坯结晶器的浇注不同于其他类型铸坯，双浇注口导致两个互相影响的热区存在，使得结晶器内的钢水温度场和流场变得更为复杂。近年来，国内一些科研机构与生产厂，在这方面开展了合作研发，并取得较为明显的突破。在连铸异形坯凝固传热特点的基础上，建立了异形坯

7、凝固传热模型，计算异形坯凝固过程屮的温度分布，并通过实测铸坯表面温度，对传热模型的可靠性进行了验证。连铸异型坯凝固过程的数值模拟研宂，揭示了异形坯结晶器内钢水凝固过程，并得出异形坯钢水凝固的特点，这对结晶器内腔的设计提供了相对可靠的理论依据。金属凝固过程是指金属由液态向固态转变的相变过程，从微观角度，金属凝固是金属原子从无序状态到有序状态的转变，也是无规则原子团簇向原子按一定规则排列的固态结晶体的转变；从宏观角度，金属凝固过程是液态金属将蓄含的显热和凝固潜热传给环境，由液态转变为