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结晶器种类及主要特点

添加时间:2015-12-5 13:43:43 浏览量:

      薄板坯和中薄板坯连铸技术的核心是结晶器。对于结晶器的研究主要有以下种类:

      1、漏斗形结晶器

      1)几何形状

      德马克公司ISP工艺的第一代立弯式结晶器,上部是垂直段,下部是弧形段,侧板可调,上口断面是矩形,尺寸为(60-80)mm×(650-1330)mm。意大利阿维迪厂采用了该工艺,并略作修改,上口断面形状,由原平行板形改为小漏斗形。

西马克公司CSP工艺所用的漏斗形结晶器,上口宽边两侧均有平行段,再与圆弧段相连接,上口断面较大。这个漏斗形状在结晶器内保持到长700mm,结晶器出口处铸坯厚度为50-70mm。

      2)主要特点

      漏斗形结晶器打破了传统板坯连铸结晶器在任意横截面均相同的限制,其结晶器腔内凝固壳的形状及大小按非矩形截面逐步缩小的规律变化。但是,钢液在这种结晶器内凝固时要产生变形,特别是拉坯过程中机械变形产生的应力可能导致固液界面裂纹发生,并最终影响热轧带卷的质量。因此,漏斗形结晶器的理想形状是尽量减小坯壳间两相区的弯曲变形率,使坯壳在固液变形率小于发生裂纹的临界应变率。

      2、H2结晶器

      1)几何形状

      意大利达涅利公司FISC工艺是其代表

      FISC工艺优点是内部容积达,通过的钢液流量大,且有更好的钢液自然减速效应。该结晶器长度为1200mm,宽度为1220-1620mm,厚度为50、60、65、70mm。

      2)主要特点

      该结晶器鼓肚形状由上至下贯穿整个铜板,并一直延续到扇形I段的中部。结晶器出口处为将铸坯鼓肚形状矫平而特别设计了一组带孔型的辊子,对铸坯鼓肚进行矫平的设备长度比仅用连铸机结晶器时长两倍,即与仅用结晶器来矫平坯壳的鼓肚相比,坯壳上所受应力大大降低。并且H2结晶器内部体积增大,可以盛装更多的钢液。同时,结晶器上部尺寸加大,可使水口形状设计更合理,保证结晶器内液面稳定,提高保护渣的润滑效果,改善热交换条件,提高拉速,减少裂纹倾向。

      3、平行板形直结晶器

      1)几何形状

      奥钢联公司CONROLL工艺是其代表。

      CONROLL工艺的平行板形直结晶器,浸入式水口也是扁平,钢液从水口两侧壁流出。结晶器断面尺寸为(70-135)mm×1500mm。

      2)主要特点

      平行板形直结晶器内腔的横截面从上到小均为全等矩形,在铸坯厚度较薄情况下,可避免因铸坯变形产生的坯壳应力,而且在宽度和长度方向上,结晶器热量能够保证均匀散失。

      漏斗形结晶器、H2结晶器、平行板形直结晶器各有特点,从坯壳受力情况来看,平行板形直结晶器优于漏斗形和H2结晶器,从空间大小来看,漏斗形和H2结晶器优于平行板形直结晶器。目前,国内研发主要集中在漏斗形结晶器,并应用于多条薄板坯连铸连轧生产线。今后应在H2结晶器、平行板形直结晶器方面的关注研究。


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