连铸设备教材2n

XX二钢厂不锈钢培训教材--连铸设备分册 主要从下面几个方面作简要说明：

①从上述结晶器传热机理和图4-2结晶器内的热阻分析知，各部分热阻在总热阻中所占百分比如下： 坯壳 26% 坯壳与结晶器壁的气隙 71% 结晶器铜壁 1% 结晶器铜壁与冷却水 2%

气隙的热阻占系统总热阻的70%以上，可见气隙对热交换，对结晶器内钢水的凝固起决定性作用。因此，改善结晶器传热主要是减少气隙热阻。

②结晶器长度。上前普遍采用700m长的结晶器，为了提高拉速、增加坯壳厚度，有人主张采用900mm长更为合适。结晶器太长时下部易形成气隙，对结晶器传热不利。

③结晶器锥度

为了减少气隙对传热的影响，提高结晶器传热的效果，增加坯壳凝固厚度，结晶器应有适当的锥度。

结晶器上口空腔尺寸为冷态时铸坯断面尺寸加上钢水凝固的收缩量，结晶器内腔断面设计成沿整个高度带有一定的锥，使其与坯壳冷却收缩相适应，减少气隙。

板坯结晶器锥度一般取1%左右。

方坯结晶器0.6-0.9%/m。根据铸坯凝固定律，坯壳收缩的特点，现在一些公司已将结晶器锥度做成抛物线形式或做成双锥度。

④结晶器壁厚

铜的热阻小，对传热影响不大，方坯结晶器铜壁厚一般取10-14mm；板坯结晶器铜板厚度通常取大于20mm以上。

⑤操作技术

当增大拉速时结晶器导出的平均热流也增加。而结晶器内单位钢水重量导出的热量却减少了，这也使坯壳厚度变小了，因而操作时应选择适当的拉坯速度（参见图4-3）。

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图4-3

⑥浇注钢水温度 理论计算指出，在拉速和其它工艺条件一定时，过热度每增加10℃，出结晶器下口坯壳厚度就减少30%。所以操作时要高温慢拉，低温快浇。

⑦结晶器润滑

结晶器内钢水凝固生成坯壳，进而收缩产生气隙，增加了热阻，传热减慢。由于使用保护渣浇注，通过结晶器振动，把熔融的渣带入铸坯与结晶器壁的气隙

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XX二钢厂不锈钢培训教材--连铸设备分册 处，形成均匀的渣膜，改善传热。而在使用油作润滑剂时，油膜在高温下裂化分解为CH化合物的气体充满气隙，同样改善传热，见图4-4。

⑧结晶器冷却水

其冷却水的流速一般应控制在6-10m/s，过大的水流速度，对改善结晶器的传热效果不明显。如水流速从6m/s增加到12m/s，其热量反增加3%。但冷却水流的阻力增加了4倍，反而流速偏小，易在水缝中产生间断沸腾，局部传热不均，易产生粘结，严重时漏钢。冷却水的温度要选择适当，出水温度不宜过低，水中悬浮物的含量与水质的硬度以低些为好，以减少水垢的生成，它对结晶器传热很有影响。

4.1.2 结晶器的型式和构造

结晶器是连铸机中的关键部件，为满足工艺要求，一个设计合理，选材合适的结晶器应具备以下性能： （1）具有良好的导热性、耐磨性和导磁性； （2）具有足够的抗热疲劳强度、刚度和硬度；

（3）具有良好的结构刚性和工艺性，易于制造、拆装、调整； （4）力求质量轻些，以减少振动时的惯性力。

经过长期研究实践可以得出，结晶器的型式，按连铸拉坯方向、结晶器内壁断面形状，主要有直结晶器和弧形结晶器两种型式。生产中都有较多应用各有其优点。按结晶器的构造，总体结构分，无论是直形还是弧形的结晶器，均可分为正体式、管式和组合式三种结晶器。只是正体式结晶器由于耗铜多，成本高，现在一般都不在使用，而管式和组合式的结晶器都广为应用。管式结晶器多应用于方坯连铸机中，而可调组合式结晶器常用于矩形坯或板坯连铸机上。

1）管式结晶器

管式结晶器有直结晶器和弧形结晶器两种形式。但近年研究

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XX二钢厂不锈钢培训教材--连铸设备分册 和实践证明，方坯连铸，特别是小方坯连铸由于拉坯速度高，钢 水中非金属夹杂物来不及上浮。因此，弧形方坯连铸机多采用弧形管式结晶器。

弧形管式结晶器的技术要求，除具备上述结晶器的性能外，还应考虑结晶器的锥度几何形状的合理性；窄水缝使铜管传热效率高，使铜管外表面散热均匀；铜管的装配、密封应安全可靠，便于维修。

图4-5是弧形管式结晶器的结构简图。它由内水套、铜管外水套、给水管、排水管、水环喷淋架、足辊等部分组成。有的还装有用于液面控制的放

射源发射和接收装置以及电磁搅拌装置。结晶器冷却水以0.39-0.59Mpa的工作压力从给水管进入下水室，以6-10m/s的流速流经水缝，进入上水室，从排水管排出。

结晶器的内腔是加工硬化的铜管。这种带有倒锥度的结晶器铜管，在国外大都用爆炸成型的工艺来制造。我国某异形钢管厂发展了用特制模具冷拨的工艺生产出这种弧形铜管。所用的材质为磷脱氧铜及紫铜，铜壁厚10-12mm，硬度在HB80-90之间，铜管的内腔镀了一层0.06-0.08mm的铬。弧形管式结晶器铜管的固定方式。分为两端卡紧铜管和一端卡紧铜管两种结构形式。两端卡

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