连铸机设备的常见问题

连铸机设备的常见问题与解答1.组合式结晶器结构上有哪些特点?组合式结晶器由内外弧铜板、窄边铜板、冷却水箱、窄边夹紧和厚边调整装置以及足辊所组成。为提高结晶器冷却强度，与液态金属接触的内侧(内弧、外弧和侧板)皆采用导热性好又耐磨的铜合金。在浇注时，从结晶器拉出的铸坯外部还是很薄的坯壳，内部还是液芯，为了更好地支撑这薄薄的坯壳和减少由钢水静压力而形成的鼓肚变形，在结晶器下端布置有2～3对足辊(也有采用格栅结构的)。为了适应不同尺寸的铸坯，设置有调宽和调厚装置，近代板坯连铸机发展了在线调宽装置，在不间断拉坯条件下改变铸坯的宽度，缩短辅助时间，提高铸机的生产能力。2.结晶器为什么用铜合金制成?结晶器内层是钢水凝固时进行热交换并使钢水成型的关键部件，因此要求采用导热性能良好的材质制成。紫铜板导热性能良好，但强度和硬度都低，尤其在高温下强度就更低,因而其寿命较短。为了提高寿命，普遍采用铜合金，如：铜银合金、铜一铬一锆一砷合金、铜一镁一锆合金等。铜银合金成份为：Cu99.5％，AgO.07～0.1％。加银的目的是为了提高铜板的再结晶温度，当含银量在0.08～0.1％时再结晶器温度为318～326℃(比普通铜板提高50℃)，高于它的工作温度，在正常冷却条件下结晶器内壁工作温度为250～320℃，这样可以防止再结晶。3.什么叫结晶器在线调宽，如何调法?在不停顿拉坯的条件下，改变铸坯的宽度叫结晶器在线调宽，它的优点是：(1)能连续浇注出不同宽度尺寸的铸坯，缩短了停机时间，提高铸机生产能力；(2)可减少铸坯切头切尾的损耗，提高收得率；(3)可浇注相近成份的钢水而不需停机。近年来结晶器在线调宽技术得到较快的发展。下面介绍国外某厂的结晶器在线调宽方法。通过移动结晶器的窄边来调整它的宽度，调整方法是对两侧窄边多次小步向外(由窄调宽)或向内(由宽调窄)移动·移动顺序如图2-10所示。a是由窄往宽调，b是由宽往窄调，调节的顺序依次按1、2、3……进行，直至达到新的宽度为止，最后一次调整应满足结晶器新宽度的设定锥度值。每次调节量约为初始锥度的1/4，调节速度为20～50mm/min，调节是由每个窄边的上下各有两套机构实现的，采用计算机控制。4.塞棒控制机构的特点是什么?塞棒控制是通过塞棒控制机构控制塞棒上下运动，以达到开闭水口调节钢水流量为目的，塞棒机构如图2-8所示，通过操纵拨杆1使扇形齿轮5转动，带动升降杆2上下移动，从而带动横梁3和塞杆上下运动，以达到关闭和开启水口调节钢水流量的目的。5.连铸结晶器结构有哪几种型式?按连铸机型式不同，结晶器可分为直的和弧形的两大类。按铸坯规格和形状来分，有小方坯、大方坯、板坯和异形坯结晶器。按结晶器本身结构来说，可分为3种类型：管式结晶器：它是用壁厚为6～12mm的铜管制成所需要的断面，在铜管外面，套有套管以形成5～7mm的冷却水通路，保证冷却水流速为每分钟6～10m。这种结晶器结构简单，制造方便，广泛用于小方坯连铸机上。整体式结晶器：它是用整块铜锭刨削制成的，在其内腔四周钻有许多小孔用以通冷却水。这种结晶器刚性好，易维护，寿命较长，但制造成本高，耗铜多，近几年已不采用。组合结晶器：它是由4块铜板组合成所需要的内腔。在20～50㎜的钢板上刨槽，并与一块钢板联结起来，冷却水在槽中通过。大方坯和板坯连铸机都用这种形式的结晶器。6.连铸结晶器应具有哪些性能?结晶器是连铸机的重要部件。钢液在结晶器中凝固成型，结成一定厚度的坯壳并被连续拉出进入二次冷却区。良好的结晶器应具有下列性能：(1)良好的导热性，能使钢液快速凝固。每lkg钢水浇注成坯并冷却到室温，放出的热量约为1340kJ/kg，而结晶器约带走5～10％，即67～134kJ/kg，若板坯尺寸为250×1700mm，拉速为lm/min时，结晶器每分钟带走的热量多达20万kJ。而结晶器长度又较短，一般不超过lm，在这样短的距离内要能带走大量的热量，要求它必须具有良好的导热性能。若导热性能差，会使出结晶器的铸坯坯壳变薄，为防止拉漏，只好降低拉速，因此结晶器具有良好的导热性是实现高拉速的重要前提。(2)结构刚性要好。结晶器内壁与高温金属接触，外壁通冷却水，而它的壁厚又很薄(仅有10～20mm)，因此在它的厚度方向温度梯度极大，热应力相当可观，其结构必须具有较大的刚度，以适应大的热应力。(3)装拆和调整方便。为了能快速改变铸坯尺寸或快速修理结晶器，以提高连铸机的生产能力，现代结晶器都采用了整体吊装或在线调宽技术。(4)工作寿命长。结晶器在高温状况下伴随有铸坯和结晶器内壁之间的滑动摩擦，因此结晶器内壁的材质应有良好的耐磨性和较高的再结晶温度。(5)振动时惯性力要小。为提高铸坯表面质量，结晶器的振动广泛采用高频率小振幅，最高已达400次/min，在高频振动时惯性力不可忽视，过大的惯性力不仅影响到结晶器的强度和刚度，进而也影响到结晶器运动轨迹的精度。7.管式结晶器由哪几部分组成?管式结晶器由铜管、冷却水套、底脚板和足辊等部件组成，如图2-9所示。内腔由带有锥度的弧形无缝铜管4，其外面套以钢质内水套2使之形成约为5～7mm冷却水通道，利用隔板及橡胶垫与外水套7相联，形成上下两个水室，冷却水从给水管8进入下水室，以6～8m/s的速度流经水缝，进入上水室，从排水管9排出。8.结晶器有几种振动方式?结晶器振动按速度特征可分为3种，如图2-13所示。在图中V为拉坯速度，Vm为结晶器运动速度。(1)同步式所谓同步式振动，即结晶器下振速度与拉坯速度相同，上振时速度为下振速度的3倍，如图2-13中曲线1。(2)负滑脱式如图2-13中曲线2，在结晶器下振时其速度大于拉坯速度，在这种情形下出现负滑脱，故称负滑脱式。(3)正弦振动如图2-13中曲线3，其特点是振动速度按正弦规律变化。正弦式振动得到广泛的应用，因为它有如下的优点：(1)在运动过程中没有稳定运动阶段，因而有利于脱模，但也有一段负滑脱阶段，使被拉裂的坯壳起到焊合作用。(2)结晶器运动的加速度必然按余弦规律变化，所以过渡点比较平稳，没有很大冲击。(3)正弦振动可以用曲柄连杆机构来实现，结构比较简单，易于加工和维修。因此，正弦式振动，可以提高振动频率，减少振痕深度，改善铸坯表面质量。9.什么叫负滑脱(或称负滑动)?当结晶器下振的速度大于拉坯速度时，铸坯对结晶器的相对运动为向上，即逆着拉坯方向的运动，这种运动称负滑脱或称负滑动。如图2-14所示，Vm为结晶器振动速度曲线，V为拉捧速度，在图中当时间大于((π/2)/ω)-(tm/2)时进入了负滑脱，tm为负滑脱时间。10.结晶器振动机构有哪些型式?连铸机结晶器振动有多种结构型式，比较常用的有6种，如图2-15所示。这6种结构性能比较如表2-l所示。6种振动装置性能比较型式构造运动精度振动数运动方式支持方式振幅调整运用机型四轮偏心式零件多良好中高频率回转4点支持线外弧形、立弯形连杆式大型良好中频率摆动2点支持线外立弯形短臂连杆式简单良好中高频率摆动2点支持线内弧形、立弯形悬挂振动台四偏心轮振动式零件较多良好中高频率回转4点支持线外弧形、立弯形摆杆振动式较大型近似直线中高频率摆动2点支持线风立弯形四杠杆振动式零件多一般中频率摆动4点支持线内弧形、立弯形11.现代连铸机有哪些结构特征?近代连铸机向高生产率和高质量两个方向发展，提高拉坯速度和缩短辅助时间是提高生产率的重要手段。由于拉速高，连铸坯液芯长度增加，由此引起一系列问题，如铸坯出结晶器后坯壳厚度变薄、二次冷却段的铸坯易产生鼓肚变形、矫直时由于铸坯仍有液芯而产生内裂等，这些问题的解决构成了近代连铸机的重要结构特征。为了保护浇注，须使用长水口，采用带升降机构的钢包回转台。为了改善结晶器冷却效果，增加结晶器出口坯壳厚度，须采用直型长结晶器，长度为900mm。结晶器振动机构采用四偏心机构，其振动采用高频率小振幅以减小振痕深度，提高铸坯表面质量，最高振动频率已达400次/min。由于高拉速，液芯长度加长，铸坯极易产生鼓肚变形，影响铸坯质量，在二次冷却段的夹辊采用小辊距高刚度，为此采用小辊密排和分节辊结构。铸坯的矫直采用多点矫直或连续矫直，以降低由于矫直在坯壳中产生的应力水平，防止内裂提高质量。压缩铸造技术也是解决这个问题的重要途径。12.连铸机高度由哪几部分组成?连铸机的高度与连铸机的型式有关。立式连铸机的高度是指由结晶器上口到地下运输辊道之间的距离，其中包括：结晶器长度、二次冷却区长度、同步切割行程、定尺长度以及地下运输辊道高度之和。当浇100×100～300×300mm方坯时，其总高约在17～30m之间。由于立式连铸机要求铸坯在切割处必须全部凝固，否则会出现大事故，也就是说从结晶器液面到切割处之间的距离必须大于冶金长度，而冶金长度又与拉坯速度和铸坯厚度成正比，因此拉速越高，铸坯越厚，其冶金长度就越长，铸机高度就越高。由于立式连铸机是早期采用的机型，目前除浇注某些合金钢仍用立式外，皆被弧形等其它机型所取代。弧形连铸机的高度由结晶器长度、弧形半径、矫直区高度(对多点矫直或连续矫直)之和，一般在l0m左右。对超低头机型，由于采用多段式连续矫直或多点矫直，其弧形半径大为缩小，总高度也较低，其高度h25H(H为铸坯厚度)。对薄板坯连铸机，由于铸坯很薄，冶金长度较短，总高在7m左右。13.钢包支承装置有哪些方式?在连续注钢机上托着钢包进行浇注有以下几种形式：(1)用铸锭吊车吊着钢包进行浇注。这种方式在连铸机发展初期被采用，那时连铸机多装在铸锭跨内，利用已有的铸锭吊车，可节省建设投资，但是在浇注时影响其它吊车的运行，因此这种方式现在已很少采用。(2)在浇注平台上设置固定的钢包支架，如图2-l，由于这种方式不便于迅速更换钢包，故只适用于单炉浇注。14.结晶器为什么做成倒锥度?结晶器内腔纵断面的尺寸做成上大下小，形成一个锥度，由于是上大下小，故称倒锥度。在结晶器中钢水由于受到冷却而形成一定形状的坯壳，随着铸坯不断下移，温度也不断下降而收缩，若结晶器没有倒锥度，就会在坯壳与结晶器之间形成间隙，称气隙。由于气隙的存在降低了冷却效果，同时由于坯壳过早地脱离结晶器内壁，在钢水静压力作用下坯壳会产生鼓肚变形。因此，将结晶器做成倒锥度，上述情况就可以避免，但其锥度大小应与铸坯冷却收缩程度相适应。过小的倒锥度还会形成气隙，过大的倒锥度会增大拉坯阻力，根据经验，倒锥度一般取0.5～0.8％。例如我国某厂板坯连铸机，倒锥度取0.63～0.65％。15.结晶器冷却水系统的设计应注意什么?在结晶器冷却水循环系统中，为清除混进冷却水中的杂质，在每台连铸机上都应设置自洗式过滤器，并安装在连铸机附近的阀室内，以便集中控制和手动操作。结晶器的冷却水回路都汇集到机器的间接冷却水主管道中，并流回水处理系统。为便于水管的装卸，结晶器冷水配管与管道水管之间都采用伸缩接头连接，以便适应结晶器上下振动。为保证冷却水能充满冷却水箱及各管路，在最高处应设置空气排除配管和旋塞，以便排尽管路中的空气。冷却水的水质应有严格要求，某厂板坯连铸机冷却水的水质要求如下：pH值7～8全硬度140ppMCa硬度70ppM硫酸根离子(S04--)140mg/l铁离子(Fe+++)3mg/l含油≤1mg/1导电率625μV/cm16.结晶器摩擦阻力如何测定?结晶器拉坯阻力的在线监测，是预报漏钢的重要手段，下面介绍应变片测定法。应变片贴在振动机构的拉杆上，加速度传感器安放在振动机构的振动台上，然后将信号放大记录并加以显示，如图2-11a。信号放大记录并加以显示，其记录如图2-11b所示，M为结晶器位移、V为速度、F为摩擦阻力、Vc为拉坯速度。由图中可见摩擦阻力随结晶器处于正滑动和负滑动不同运动状态时而正负交变，并有规则的变化，当阻力突然增大，表示坯壳与结晶器有粘结；当阻力突然变小，表明坯壳被拉断。这种异常的变化对预报漏钢很有价值，国外有的钢厂用这个办法作为漏钢的在线监测手段。17.结晶器为什么要振动?结晶器振动的目的，是为了防止铸坯在凝固过程中与铜板粘结而发生粘挂拉裂或拉漏事故，以保证拉坯顺利进行。钢水在结晶器中的凝固过程如图2