【word格式论文原稿】提高连铸用结晶器铜管寿命的分析与研究

《【word格式论文原稿】提高连铸用结晶器铜管寿命的分析与研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、免费查阅标准与论文：http://www.docin.com/week114提高连铸用结晶器铜管寿命的分析与研究刘利娜1，李红东1，董连俊21大连大山重工机械有限责任公司技术部，辽宁(116600)2大连重工·起重集团有限公司液压装备厂设计部，辽宁(116035)E-mail：lina83@126.com摘要：结晶器铜管是连铸方、圆坯设备中重要的部件，是连铸机的“心脏”。“心脏”机能的优劣将直接影响到连铸坯子的质量与经济性能。为此，要更好的了解结晶器铜管在使用过程中出现影响结晶器使用性能的因素。本文通过对连铸方坯及圆坯结晶器出现的影响铜管使用寿命

2、的原因做以研究与分析，并提出相应的改进措施。关键词：结晶器；铜管寿命；铸坯质量1.引言结晶器是连铸机的“心脏”，是连铸机重要的部件，对铸坯质量和产量起着重要作用。高效连铸技术的发展对结晶器质量提出了更高的要求，高强度、高耐磨性高、耐腐蚀性和良好的导热性成为衡量结晶器质量的重要指标。大连大山结晶器有限责任公司（以下简称大山结晶器）是一家以进行结晶器铜管的设计、制造并行的生产制造厂家。主要生产的结晶器由小方坯到大方坯，从矩形坯到圆坯，从板坯结晶器到薄板坯结晶器。在钢水注入结晶器并逐渐形成一定厚度坯壳的凝固过程中，结晶器铜管始终处于冷却水与钢水的“水深

3、火热”之中，在反复的热疲劳、机械摩擦力等恶劣条件的作用下，铜管本身始终经历着对强度、硬度等考验。结晶器在使用过程中，经常会不可避免的遇到铜管的变形、内壁镀层的脱落，铜管的磨损、内壁受腐蚀的现象[1]。我们把结晶器铜管与冷却水相接触的一面称之于“冷面”，于此同时，把与钢水相接触的铜管壁面称之为“热面”。我们将分别从这两个方面来考虑、分析结晶器铜管在使用过程中出现的问题。2.“冷面”区出现的问题2.1可见性——结晶器外壁产生结垢结晶器的冷却情况反映了结晶器传热能力的大小，结晶器的冷却能力较强，大量热量就会被冷却水带出结晶器，金属液初期凝固的坯壳厚度就

4、会增加；否则结晶器冷却能力弱，造成整个铸坯在结晶器内散热较慢，影响铸坯凝固，当铸坯达到出口时没有形成足够厚的坯壳，容易发生漏钢事故。虽然结晶器水缝内的冷却水流速很高，但由于流动过程中的边界效应，沿铜管套外壁面上的水膜流速都较低，冷却水的沸点过饱和温度可达120℃，沿铜管壁面水膜过饱和沸点可达150℃。如果冷却水水质没有进行软化处理，水中的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Zn2+等离子容易沉积形成水垢，影响铜管的传热效率，即使沉淀物质厚度只有20um，也会使冷、热面温度提高引起传热不均，甚至导致热量在局部过分积聚造成铜管永久变形，还会因局部沸腾严重导

5、致结晶器水套永久变形[2]，因此结晶器冷却水要求为软化水。而在铜管外壁有严重水垢的结晶器常会产生有缺陷的铸坯，例如脱方。当解体检查发生脱方的结晶器时，发现铜管上口内腔壁有发蓝现象，铜管外壁有极细微的白色斑点，水套局部有鼓包变形。经查结晶器冷却水质硬度严重超标，调整水质后以上现象消失，脱方得到改善。2.2不可见性——结晶器水缝对结晶器使用寿命的影响在结晶器冷却水的控制方面，保持一定的水量是必要的。但关键在于控制冷却水的平均温度。‐4‐免费查阅标准与论文：http://www.docin.com/week114由于结晶器水缝设计的不合理，造成冷却水的

6、流动性不好，致使铜管局部冷却效果差，严重时造成结晶器铜管的过烧变形。结晶器是高热负荷的热交换器，冷却水与结晶器壁的对流传热系数与冷却水的流速和结晶器水套的水缝宽度有显著关系[3]：‐4‐免费查阅标准与论文：http://www.docin.com/week114其中:h-传热系数;v-水的流量密度;D-结晶器水套的当量直径;λ,ρ,μ,C-水的导热率、密度、粘度、比热容。(1)‐4‐免费查阅标准与论文：http://www.docin.com/week114由上式可以看出，水缝中水的流量密度强烈影响传热系数，是保证冷却能力的重要因素。水缝尺寸对

7、水的流速有重要影响，水缝尺寸不均时各缝水的流速是不同的。实验表明当缝隙相对尺寸相差0.33mm时，相对流速差为10%~30%。因此，当结晶器各面的水缝宽度值相差较大时，结晶器各面的对流传热系数将出现较大差距，导致结晶器冷却不均。铜管的冷却效果不好会严重影响铜管的传热效率，严重时铜管会产生过烧现象，铜管产生变形，影响结晶器的正常使用，因而，水缝宽度决定着结晶器的冷却效果。大山结晶器水缝宽度设定在4±0.2mm范围，四周水缝不均匀误差小于0.2mm。2.3不可见性——铜管锥度的变化对结晶器使用寿命的影响结晶器的锥度或称为倒锥度与铸机的拉坯速度有关，拉

8、坯速度高，传热时间短，导致铸坯表面温度升高，铸坯收缩率减少，因而应采用较小的结晶器倒锥度。在设计结晶器的锥度时，要注意，在铸机生产中，结