连铸论文2[资料]

连铸2[资料] 项目2 检查和使用连铸设备和工器具 任务2.1 检查和使用大包回转台和中间包车 2.1.1大包回转台的使用和检查 一、知识储备 钢包回转台设置在炼钢车间出钢跨与连铸浇注跨之间，其作用是存放、支撑钢包;浇注过程可通过转动，实现钢包之间交换、并转送至中间包的上方，为多炉连浇创造条件。它是现代连铸中应用较普遍的运载和浇注的设备。 1、钢包回转台的特点 (1) 重载。钢包回转台承载几十吨到几百吨的钢包，当两个转臂都承托着盛满钢水的钢包时，所受的载荷为最大。 (2) 偏载 。钢包回转台承载的工况有五种:即两边满载，一满一空，一满一无，一空一无，两无，两空。最大偏载出现在一满一无的工况，此时钢包回转台会承受最大的倾翻力矩。 (3) 冲击。由于钢包的安放、移去都是用起重机完成的，因此在安放移动钢包时产生冲击，这种冲击使回转台的零部件承受动载荷。 (4) 高温。钢包中的高温钢水会对回转台产生热辐射，从而使钢包回转台承受附加的热应力;另外浇注时飞溅的钢水颗粒也会给回转台带来火警隐患。 2、钢包回转台的主要参数 (1) 承载能力。钢包回转台的承载能力是按转臂两端承载满包钢水的工况进行确定，例如一个300t钢包，满载时总重为440t，则回转台承载能力为440×2t。另外，还应考虑承接钢包的一侧，在加载时的垂直冲击引起的动载荷系数。 (2) 回转速度。钢包回转台的回转转速不宜过快，否则会造成钢包内的钢水液面波动，严重时会溢出钢包外、引发事故。一般钢包回转台的回转转速为1r/min (3) 回转半径。钢包回转台的回转半径是指回转台中心到钢包中心之间的距离。回转半径一般根据钢包的起吊条件确定。 (4) 钢包升降行程。钢包在回转台转臂上的升降行程，是为进行钢包长水口的装卸与浇注操作所需空间服务的，一般钢包都是在升降行程的低位进行浇注的，在高位进行旋转或受包、吊包;钢包在低位浇注可以降低钢水对中间包的冲击，但不能与中间包装置相碰撞。通常钢包升降行程为600,800mm。 (5) 钢包升降速度。钢包回转台转臂的 升降速度一般为1.2,1.8m/min。 3、钢包回转台的基本类型 钢包回转台按转臂形式可分整体直臂 式和双臂单独式等两类，如图11-1所示。 整体直臂式钢包回转台的结构，这种型式回 转台支撑两个钢包的转臂是一个刚性整体， 故结构简单，维修方便，成本低，应用广。 双臂单独式钢包回转台的结构，这种型式回 转台支撑两个钢包的转臂是两个相互独立、 图11-1 钢包回转台 a—直臂式;b—双臂单独升降式;c—带钢水包加盖功能 且可分别作回转、升降运动，故操作灵活，但结构复杂，维修困难，成本高。 使用钢包回转台的主要优点是: (1) 钢包回转台能迅速、精确地实现钢包的快速交换，只要旋转半周就能将钢包更换到位;同时在等待与浇注过程中文承钢包，不占用起重机的作业时间。 (2) 钢包回转台占用浇注平台的面积较小，也不影响浇注操作。 (3) 操作安全可靠，易于定位和实现远距离操作。 4、钢包回转台的主要结构组成 钢包回转台主要由钢结构部分转臂、推力轴承和塔座、回转驱动装置、回转夹紧装置、升降装置、称量装置、润滑装置及事故驱动装置等部件组成。 (1) 钢结构部分。钢结构部分由叉型臂、旋转盘与上部轴承座、回转环和机座等组成。叉型臂是由钢板焊接而成，其上设置称量装置;上部轴承座内装配3列滚子轴承。 (2) 回转驱动装置。回转驱动装置是由电动机、气动马达、减速器及小齿轮与大齿圈等部件组成。回转驱动装置固定在回转台的机座上，回转台的旋转运动是通过电动机、联轴器、制动器、减速器、小齿轮与大齿圈之间的传动来实现的。 (3) 事故驱动装置。钢包回转台的事故驱动装置，主要在发生停电事故或其他紧急情况时才使用，它依靠气动马达驱动，将处于浇注位置的钢包旋转至安全位置停止。 (4) 回转夹紧装置。回转夹紧装置的作用是使钢包在浇注过程中，转臂位置不发生移位，这样既保护了回转驱动装置，又能使回转台的转臂准确定位，保证钢包的浇注安全。 (5) 升降装置。升降装置的作用是实现保护浇注，便于操作工用氧气加热水口及快速更换中间包。升降装置是由叉形臂、升降液压缸、两个球面推离轴承、导向连杆、支撑的钢结构等零部件。 (6) 称量装置、润滑装置。称量装置的作用是称出钢包中钢水重量，且以数字显示出来。这样在多炉连浇时，能协调钢水的供应节奏及显示出浇注后钢包内的钢水剩余量，以防止钢渣流入中间包。润滑装置采用集中自动润滑方式，将润滑材料注入3列滚子轴承及大齿圈等部件内。 二、思考 1.怎样检查及使用钢包回转台, 2.钢包回转台的基本类型, 2(1.2中间包车的使用和检查 一、知识储备 中间包车是中间包的运载设备，在浇注前将烘烤好的中间包运至结晶器上方并对准浇注位置，浇注完毕或发生事故时，将中间包从结晶器上方运走。生产工艺要求中间包小车能迅速更换中间包，停位准确，容易使中间包水口对准结晶器。为方便装卸浸入式水口，中间包应能升降。 11.3.1中间包车的类型 中间包车按中间包水口在中间包车的主梁、轨道的位置，可分为门式和悬吊式两种类型。 ?门式(门型、半门型)中间包车。门型中间包车的轨道布置在结晶器的两侧，重心处于车框中，安全可靠(图11-11)。门型中间包车适用于大型连铸机。但由于门式中间包车是骑跨在结晶器上方，使操作人员的操作的视野范围受到一定限制。 半门型中间包车如图11-12所示。它与门型中间包车的最大区别是布置在靠近结晶器内 弧侧，浇注平台上方的钢结构轨道上。 图11-11 门型中间包车 1— 升降机构;2—走行机构;3—中间包 图11-12 半门型中间包车 1—中间包;2—中间包车;3—溢流槽 ?悬吊式(悬臂型、悬挂型)中间包车。悬臂型中间包车，中间包水口伸出车体之外，浇注时车位于结晶器的外弧侧;其结构是一根轨道在高架梁上，另一根轨道在地面上(图11-13)。车行走迅速，同时结晶器上面供操作的空间和视线范围大，便于观察结晶器内钢液面，操作方便;为保证车的稳定性，应在车上设置平衡装置或在外侧车轮上增设护轨。 悬挂型中间包车的特点是两根轨道都在高架梁上(图11-14)，对浇注平台的影响最小，操作方便。 悬臂型和悬挂型中间包车只适用于生产小断面铸坯的连铸机。 图11-13 悬臂型中间包车图 11-14 悬挂型中间包车 1—钢包;2—悬挂型中间包车;3—轨道梁及支架; 4—中间包;5—结晶器 11.3.2中间包车的结构 中间包小车结构如图11-15所示，由车架走行机构、升降机构、对中装置及称量装置等组成。 车架是钢板焊接的鞍形框架，这种结构使得中间包浸入式水口周围具有足够的空间，便于操作人员靠近结晶器进行观察、取样、加保护渣及去除结晶器内钢液面残渣。 车架行走装置是由快、慢速两台电动机通过行星差动减速器驱动一侧车轮作双速运转，它设置在车体的底部。通过中间齿轮及横穿包底的中间接轴驱动另一侧车轮。四个车轮中两个为主动车轮。在操作侧的两个车轮为双轮缘，相对一侧车轮无轮缘。 升降装置能使中间包上升、下降。它设置在车体上，支承和驱动升降平台。放置中间包的升降框架由四台丝杆千斤顶支撑，由两台电机通过两根万向接轴驱动。两组电动机驱动系统用锥齿轮箱和联接轴联接起来，具有良好的同步性和自锁性。有的用液压传动来实现中间包上升、下降。 图10-15 中间包升降传动装置 1—长水口安装装置;2—对中微调驱动装置;3—升降驱动电动机;4—升降框架; 5—走行车轮;6—中间包车车架;7—升降传动伞齿轮箱;8—称量装置;9—小间包专用吊具 在拉坯方向，中间包水口安装位置中心线与结晶器厚度方向上的中心线往往有误差，需 要调整;当浇铸板坯厚度变化时，也要调整水口位置。因此，中间包小车升降框架上设有对中微调机构。对中装置驱动电机通过蜗轮蜗杆带动与中间包耳轴支承座相联的丝杆转动，使中间包水口中心线对准结晶器厚度方向上的中心线。为减少微调中的阻力，中间包耳轴支承座为球面和滚轮滑座支承。有的用液压传动来实现对中的。 在中间包耳轴支承座下面设有中间包称量装置，它是通过四个传感器来显示的。在中间包小车上还设有长水口安装装置，将钢包的长水口安装在钢包的滑动水口上，并将其紧紧压住。 二、思考题 1.如何检查及使用中间包车, 2.检查及使用中间包车的注意事项, 任务2.2 检查和维护结晶器和结晶器振动装置 2.2.1结晶器装置的检查及维护 一、知识储备 结晶器是连铸机主体设备中一个关键的部件，它类似于一个强制水冷的无底钢锭模。它 的作用是使钢液逐渐凝固成所需规格、形状的坯壳，且使坯壳不被拉断、漏钢及不产生 歪扭和裂纹等缺陷;保证坯壳均匀稳定的成长。 中间包内钢水连续注入结晶器的过程中，结晶器受到钢水静压力、摩擦力、钢水的热量 等因素影响，工作条件较差，为了保证坯壳质量、连铸生产顺利进行，结晶器应具备以 下基本要求: ?结晶器内壁应具有良好的导热性和耐磨性。 ?结晶器应具有一定的刚度，以满足巨大温差和各种力作用引起的变形，从而保证铸坯 精确的断面形状。 ?结晶器的结构应简单，易于制造、装拆和调试。 ?结晶器的重量要轻，以减少振动时产生的惯性力，振动平稳可靠。 结晶器类型按其内壁形状，可分直形及弧形等;按铸坯规格和形状，可分圆坯、矩形坯、 方坯、板坯及异型坯等;按其结构形式，可分整体式、套管式及组合式等。 12.1.1结晶器的主要参数 结晶器的主要参数包括:结晶器的断面形状和尺寸、结晶器的长度、锥度及水缝面积等。 12.1.1.1结晶器的断面形状和尺寸 它是根据铸坯的公称断面尺寸来确定的，公称断面是指冷坯的实际断面尺寸。由于结晶器内的坯壳在冷却过程中会逐渐收缩，及考虑矫直变形的影响，所以结晶器的断面尺寸确定应比铸坯的公称断面尺寸大2,,3,。结晶器的断面形状确定应与铸坯的断面形状相一致，根据铸坯的断面形状可采用正方坯、板坯、矩形坯、圆坯及异形坯结晶器。 12.1.1.2结晶器的倒锥度 钢水在结晶器内冷却凝固形成坯壳后，坯壳收缩，与结晶器铜壁脱离形成气隙。为了减 小气隙，尽可能保持良好的导热条件加速坯壳增长，通常使结晶器的下口比上口略小一些， 22形成一定的倒锥度。若结晶器的上口断面积为S(mm)，下口断面积为S(mm)，结晶器21 的长度为L(m)时，则倒锥度为: SS12, ?=×100%(%/m) SL1 倒锥度的大小，主要取决于带液相的铸坯在高温时的收缩率，与浇注的钢种有关。对于板坯连铸机的结晶器，由于铸坯厚度方向的收缩较宽度方向的收缩小得多。为便于安装找正，近年来，结晶器的宽面一般都做成平行的。这时窄面倒锥度可按对应进行计算，如下式: x,x12?=×100%(%/m) x1 式中 X、X—分别为结晶器上、下口的宽边边长(mm)。 12 但宽边也要充分考虑铸坯凝固收缩，通常用上口窄边边长给正偏差，下口窄边边长给负偏差，以实现宽面的倒锥度。 倒锥度的选择十分重要，选择过小，坯壳会过早脱离结晶器内壁，严重影响冷却效果，使坯壳在钢水静压力作用下产生鼓肚变形，甚至发生漏钢。选择过大，会增加拉坯阻力，加速结晶器内壁的磨损。 为选择合适的倒锥度，设计结晶器时，要对高温状态下各种钢的收缩系数有全面的实验研究。根据实践，一般套管式结晶器的倒锥度，依据钢种不同，应取(0.4,0.9)%/m。对于板坯结晶器，一般都是宽面相互平行或有较小的倒锥度，使窄面有(0.9,1.3)%/m的倒锥度。通常小断面的结晶器上下口尺寸可不改变。 12.1.1.3结晶器的长度 它是保证铸坯出结晶器时，能否具有足够坯壳厚度的重要因素。若坯壳厚度较薄，铸坯就容易出现鼓肚，甚至拉漏，这是不允许的。根据实践，结晶器的长度应保证铸坯出结晶器下口的坯壳厚度大于或等于10,25mm。通常，生产小断面铸坯时取下限，而生产大断面时，应取上限。结晶器长度可按下式计算: ,2L=() V (mm) m, 式中 L——结晶器的有效长度，mm; m δ——结晶器的出口处的坯壳厚度，mm; η——凝固系数，mm/;一般取20,24 mm/; minmin V——拉坯速度mm/min。 考虑到钢液面到结晶器上口应有80,120mm的高度，故结晶器的实际长度应为: L= L+(80,120)mm m 根据国内的实际情况，结晶器长度一般为700,900mm。小方坯及薄板坯连铸机由于拉速高也常取1000,1100mm。长度过长的结晶器加工困难并增加拉坯阻力，降低结晶器使用寿命，使铸坯表面出现裂纹甚至被拉漏，一般高拉速，应取较长的结晶器。 12.1.1.4结晶器的水缝面积 钢水在结晶器内形成坯壳的过程中，其放出的热量96%是通过热传导由冷却水带走。在单位时间内，单位表面积铸坯被带走的热量称为冷却强度。影响结晶器冷却强度的因素，主要是结晶器内壁的导热性能和结晶器内冷却水的流速和流量。必须合理确定结晶器的水缝总面积A。 QL100002 A=× ，mm 36V3式中 Q——结晶器每米周边长耗水量，m/(h.m); L——结晶器周边长度，m; V——冷却水流速，m/s。 通常结晶器内的耗水量根据经验确定。结晶器内冷却水量过大，铸坯会产生裂纹，过小 3又易造成鼓肚变形或漏钢。一般可按结晶器每米周边长耗水为100,160m/h，小断面取上限。根据我国连铸实践，水缝内冷却水的流速一般为6,10m/s(“一”字型水缝取上限)，进水压力为0.29,0.59MPa。近年，国外有许多文献报道，认为冷却水的流速超过6m/s效果布道。 结晶器的冷却水缝型式如图12-1所示。 图12-1 结晶器的冷却水槽型式 a—一字形;b—山字形;c—沟槽式(15mm×5mm);d—钻孔式 由于结晶器内壁直接与高温钢水接触，所以内壁材料应具有以下性能:导热性好，足够的强度、耐磨性、塑性及可加工性。 结晶器内壁使用的材质主要有以下几种: ?铜:结晶器的内壁材料一般由紫铜、黄铜制作，因为它具有导热性好，易加工，价格 便宜等优点，但耐磨性差，使用寿命较短。 ?铜合金:结晶器的内壁采用铜合金材料，可以提高结晶器的强度、耐磨性、延长结晶 器的使用寿命。 ?铜板镀层:为了提高结晶器的使用寿命，减少结晶器内壁的磨损，防止铸坯产生星状裂纹，可对结晶器的工作面进行镀铬、镀镍等电镀技术。 12.1.2结晶器的结构 结晶器的结构型式有整体式、管式和组合式两种。主要由内壁、外壳、冷却水装置及支撑框架等零部件组成。整体式由于耗铜量很多、制造成本较高，维修困难而应用少。管式广泛用于小方坯连铸机，组合式广泛用于板坯连铸机。 12.1.2.1管式结晶器,图12-2, 图12-2 小方坯管式结晶器 1—结晶器外罩;2—内水套;3—润滑油盖;4—结晶器铜管;5—放射源容器;6—盖板; 7—外水套;8—给水管;9—排水管;10—接收装置;11—水环;12—足辊;13—定位销 结晶器的外壳是圆筒形。用铜管4做为结晶器的内壁，外套钢质内水套2，二者之间形成7 mm的冷却水缝。内外水套之间利用上下两个法兰把铜管压紧。上法兰与外水套的联接螺栓上装有碟形弹簧，使结晶器在冷态下不会漏水，在受热膨胀时弹簧所产生的压应力不超过铜管的许用应力。结晶器的冷却水工作压力为0.4,0.6 Mpa。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，由排水管排出。水缝上部留有排气装置，排出因过热而产生的少量水蒸气，提高导热效率和安全性能。 结晶器的外水套为圆筒形，中部焊有底脚板，将结晶器固定在振动台架上。底脚板上有两处定位销孔和三个螺栓孔，保证安装时，以外弧为基准与二次冷却导辊对中。冷却水管的接口及给、排水和足辊11的冷却水管都汇集在底脚板上。当结晶器锚固在振动台上时，这些水管也都同时接通并紧固好。 水套上部装有钴60放射源容器5及信号接收装置10，自动指示并控制结晶器内钢液面。放射源钴60棒偏心地插在一个可转动的小铅筒内，小铅筒又偏心地装在一个大铅筒内，不工作时将小铅筒内的钴60棒转动到大铅筒中心位置，四周都得到较好的屏蔽，这是安全存 0放位置。浇钢时，将小铅筒转180，使钴60棒转到最左面靠近钢液位置。对应于放射部位的水套上装了一个隔水室，以减少射线损失。在放射源的对面装一倾斜圆筒，内装计数器接收装置。 这种结晶器结构简单，易于制造和维护，多用于浇铸中小断面铸坯。由于其四周圆角半径可适当放大，不象组合结晶器那样容易在角部产生收缩缝隙，且四壁冷却均匀，因此也已用于大方坯连铸机上。 带有倒锥度的结晶器铜管，国外大都用爆炸成型的工艺来制造，国内常用特制模具通过 冷拔工艺来生产。所用材质为磷脱氧铜、紫铜及铜银合金。铜壁厚度在10,12 mm之间。内腔表面电镀0.06,0.08mm的硬铬层。 近年来，采用了一种冷却效果更好的喷淋冷却式结晶器，多用于小方坯连铸机，获得了显著的经济效益。如将管式结晶器取消水缝，直接用冷却水喷淋冷却，则为喷淋式管式结晶器， 采用喷淋式冷却技术可使结晶器铜壁均衡地冷却，减小铜壁和铸坯之间的间隙，可使初凝坯壳向外传热速度增加30%,50%，特别是在结晶器传热量最大的弯月区提高了冷却强度，明显地助长了铸坯坯壳的形成。 图12-3是喷淋冷却式结晶器的示意图。根据喷淋结晶器铜管的传热规律及为了尽可能减少喷嘴数量，采用了大角度、大流量的专用喷嘴。喷嘴冷却水的分布是沿铜管方向，在弯月面处水量大。下部水量小;沿结晶器横断面，中部水量大，角部水量小。从而达到传热效率高并节省冷却水的目的。 图12-3 喷淋冷却式结晶器示意图 生产实践证明，喷淋冷却结晶器安全可靠，可延长铜管的使用寿命，降低漏钢率，提高生产作业率，并使结晶器冷却水耗量大幅度下降。 12.1.2.2组合式结晶器 组合式结晶器由4块复合壁板组合而成。每块复合壁板都是由铜质内壁和钢质外壳组成的。在与钢壳接触的铜板面上铣出许多沟槽形成中间水缝。复合壁板用双头螺栓连接固定，见图12-4、图12-5。冷却水从下部进入，流经水缝后从上部排出。4块壁板有各自独立的冷却水系统。在4块复合壁板内壁相结合的角部，垫上厚3,5mm并带45?倒角的铜片，以防止铸坯角裂。 图12-4 铜板和钢板的螺钉连接形式 图12-5 组合式结晶器 1—外弧内壁;2—外弧外壁;3—调节垫块;4—侧内壁; 5—侧外壁;6—双头螺栓;7—螺栓;8—内弧内壁;9—字型水缝 组合式结晶器改变结晶器的宽度可以在不浇钢时离线调整，也可以在浇铸过程中进行在线自动调整。可用手动、电动或液压驱动调节结晶器的宽度。当浇铸中进行调宽操作时，首先用液压油缸压缩蝶形弹簧使与螺栓相联的宽面框架和壁板向外弧侧松开，消除结晶器两宽 -6)，经螺旋转动带着结面对窄面的夹紧力，使窄面能够移动。再经过调宽驱动装置(图12 晶器窄面壁板前进或后退，实现结晶器宽度的变化。通过减速器5的电机驱动偏心轴，使调宽度部分整体地沿着球面座6上下带动窄面1摆动，实现结晶器锥度的调整。调宽完毕，卸去液压缸顶紧力，蝶形弹簧又重新夹紧。 图12-6 结晶器调宽装置示意图 1—窄面支撑板;2—调宽驱动装置;3—丝杆;4—齿轮;5—调锥驱动装置;6—球面座 通常在紧挨结晶器的下口装有足辊或保护栅板，保证以外弧为基准与二冷支导装置的导辊严格对中，从而保护好结晶器下口，避免其过早过快磨损。 内壁铜板厚度在20,50mm，磨损后可加工修复，但最薄不能小于10mm。对弧形结晶器来说，两块侧面复合板是平的，内外弧复合板做成弧形的。而直形结晶器4面壁板都是平面状的。 影响结晶器使用寿命的因素很多，如材质、横断面大小、形状、振动方式、冷却条件以及钢流偏心冲刷、润滑不良、多次拉漏等。结晶器断面越大，长度越长，寿命越低。结晶器下口导辊与二冷支导装置的对弧精度对使用寿命影响很大。对弧公差一般为0.5mm,对弧应用专用弧形样板以结晶器的外弧为基准进行检查。 结晶器检查对铸坯质量的影响 A 结晶器锥度的影响 结晶器锥度应适合铸坯在结晶器内运行过程中的收缩，使铸坯坯壳紧贴结晶器内壁，减少坯壳与内壁之间因铸坯收缩产生的气隙。实验证明，气隙热阻对结晶器传热过程起到决定性作用，气隙过大会阻碍铸坯向外热量的传递。因此倒锥度是一个非常重要的参数，倒锥度过小，势必造成坯壳过早脱离铜壁产生气隙，使坯壳冷却不均产生铸坯表面裂纹或坯壳厚度不够产生拉漏事故。但倒锥度过大，会导致坯壳与结晶器内壁之间挤压力增加，同样影响到铸坯质量，并加剧内壁磨损。 B 内壁表面状况的影响 结晶器内壁表面不良状况会导致坯壳局部冷却不均或增加铸坯运行阻力。如内壁凹坑、裂纹、镀层剥落等会使铸坯与内壁接触不良，造成局部冷却不良;内壁表面粗糙、表面不平会增加铸坯与内壁之间的摩擦力;在离上端50,200mm处是钢液弯月面和初生坯壳刚形成的地方，内壁的缺陷对质量影响最大;更为严重的是铸坯坯壳在结晶器内受内壁表面状况不良影响容易破裂，当无法愈合时会造成漏钢事故。 C 断面尺寸的影响 轧制工序对连铸坯的尺寸公差有一定的要求，不然会造成轧制废品或增加轧制难度。因此，结晶器断面尺寸也会有一个公差范围。对于方坯和矩形坯，除边长尺寸外，应测定对角线误差，避免铸坯脱方;对于板坯，内、外弧边长差有一定要求。另外上、下口结晶器断面尺寸的测定也是结晶器倒锥度测定的一种方法。 D 结晶器铜壁厚度 结晶器铜壁厚度包括水槽和承受温度梯度的有效厚度两部分。铜壁厚度影响到铜板的冷面水槽温度和热面工作温度，铜壁过薄将影响到铜壁的强度产生变形;铜壁过厚会使铜壁热面超过铜板的结晶温度产生永久性变形。为保证铸坯得到均匀冷却，铜板间的相对误差也有要求。 E 结晶器进出水温度差、压力、流量的影响 在结晶器材质、水槽面积确定后，结晶器内的冷却水流速是影响冷却强度的最主要因素。冷却水压力愈高，流量就愈大，流速也愈大。压力愈高，对结晶器要求也高。一般认为结晶器冷却水流速超过6m/s时冷却效果增加不大，通常，水流速控制在6,10m/s，进水压力取0.4,0.6MPa。相反水的流速过低时，即水的压力、流量达不到要求时，会影响到结晶器的冷却强度。 结晶器进水温度一般要求t不大于40?，进出水温差Δt不大于10? F 冷却水水质 结晶器冷却水必须使用工业清水或软水，这是因为铜板冷面温度在大热量的传递过程中很可能超过100?使水产生沸腾，引起水垢沉积。水垢的热导率很小，导致热阻增加，热流下降，铜板温度升高而变形。不均匀的水垢还造成冷却不均。板坯结晶器常用软水。 二、思考题 1、结晶器的主要参数有哪些,内壁材质有几种, 2、常用结晶器的结构有几种,有何特点, 3、结晶器检查主要包括哪些内容, 4、请简述结晶器倒锥度、表面形状及水质对铸坯的影响。 2.2.2结晶器振动装置的检查及维护 一、知识储备 12.2.4.1 振动装置的作用及要求 振动装置的作用是防止铸坯在凝固过程中与结晶器内壁发生粘连而拉裂。对其要求是: (1) 振动参数合理，有利于改善铸坯表面质量并防止拉漏事故; (2) 结晶器能准确按要求轨迹运行，即振动装置应当严格按照所需求的振动曲线运动，整个振动框架的4个角部位置，均应同时上升到达上止点或同时下降到达下止点，在振动时整个振动框架不允许出现前后、左右方向的偏移与晃动现象; (3) 振动装置在振动时应保持平稳、柔和、有弹性，不应产生冲击、抖动、僵硬现象; (4) 结构简单，安装方便; 12.2.4.2 结晶器的振动方式 按结晶器振动速度特征可分为3种:同步振动、负滑脱振动及正弦振动其振动曲线见图12-1。 图12-1 振动特性曲线 1—同步振动;2—负滑脱振动;3—正弦振动 A 同步振动 同步振动的主要特点是:结晶器下降时与拉坯速度相同，上升时为3倍的拉坯速度。 B 负滑脱振动 负滑脱振动是同步振动的改进形式，它的主要特点是:结晶器下降时下降速度大于拉速。 V下,V×(1，ε) 式中 V下——下降速度m/min; V——拉坯速度m/min; ε——负滑脱量,。 C 正弦振动 正弦振动的特点是振动速度按正弦规律变化。正弦振动在小振幅高频率振动中得到广泛应用，它有如下优点: (1) 速度变化平稳，冲击力小; (2) 更有利于防止粘结和有效实现负滑脱; (3) 结构简单，易于制造和维修。 D 非正弦振动 a 非正弦振动的特点 近几年在连铸领域，结晶器新型振动-非正弦振动技术得到应用。非正弦振动和正弦振动的位移波形和速度波形见图12-2、图12-3所示。非正弦振动具有如下特点:负滑脱时间短、正滑脱时间长，结晶器向上运动速度与铸坯运动速度差较小。因此，非正弦振动具有增加保护渣用量、改善结晶器润滑、减轻铸坯表面振痕、减小坯壳的拉应力、减小粘结性漏钢等优点。 图12-2 振动位移波形 图12-3 振动速度波形 b 非正弦振动的效果 (1) 铸坯表面质量变化不大。理论和实践均表明，在一定范围内，结晶器振动的负滑脱 时间越短，铸坯表面振痕就越浅。在相同拉速下，非正弦振动的负滑脱时间较正弦振动短，但变化较小，因此铸坯表面质量没有大的变化。 (2) 拉漏率降低。 非正弦振动的正滑动时间较改前有明显增加，可增大保护渣消耗改善结晶器润滑，有助于减少粘结漏钢与提高铸机拉速。采用非正弦振动的拉漏率有明显降低。 (3) 设备运行平稳故障率低。 表明非正弦振动所产生的加速度没有引起过大的冲击力，缓冲弹簧刚度的设计适当。 12.2.4.3 振动装置的结构型式及特点 A 导轨式振动机构 它是通过导轮或滑块沿着导轨运动来实现振动的。其结构简单，但导轮或滑块与导轨调整困难，且易磨损，长时间使用会使结晶器产生横向晃动。 B 长臂式振动机构 这种机构是通过一根长臂来实现结晶器弧线运动的，长臂一端作摆动的支点，另一端安装上结晶器，长臂的工作长度等于铸机半径。理论上这种机构能准确实现弧线运动，但长臂在高温作用下会影响运动轨迹。另外，长臂在二冷区正上方，影响铸机维修。 C 四偏心轮式振动机构 这种机构是通过两对偏心距不同的偏心轮及连杆机构来实现弧线运动的。该装置振动平稳但结构复杂。 D 差动齿轮振机构 它是通过两个半径不同的扇形齿轮来实现弧形振动的。其优点能准确地实现弧形振动，但安装精度不易保证且结构复杂。 E 四连杆式振动机构 这种机构(如图12-4)，结晶器固定在振动框架 上，振动框架铰接在两连杆上的一端，在驱动杆的图12-4 四连杆振动机构 带动下，结晶器以另一端为支点做往复摆动。其优1—电机;2—减速机;3—振动臂; 点运动轨迹正确，机构结构简单，易于维修，是最4—振动台;5—箱体图 广泛使用的一种振动机构。 F 半板簧振动机构 板簧式振动机构(如图12-5)，上连杆为宽体板簧，将下连杆加长作为振动臂，减少4个关节轴承，克服了由于轴承磨损造成的振动偏摆现象; 缩小振动台的宽度，杜绝卡渣球现象，提高振动台的 运行精度，降低了因振动不平稳铸坯产生裂纹而导致 漏钢事故的概率;振动方式改为高振频、低振幅(? 4.5mm)，振幅在线可调，并且采用交流变频调速技术， 图12-5 半板簧振动机构 使拉速与振频相匹配;同时，为了减轻各铰接点轴承 的磨损，设计稀油润滑系统，定期集中加油。 1—电机;2—减速机;3—振动臂;4 12.2.4.4 结晶器振动参数 结晶器振动的主要参数包括振幅、振频及负滑脱率和负滑脱时间。振动参数对铸坯表面—板簧连杆;5—平衡弹簧;6—振动质量有较大影响:振幅小，振频高，铸坯振痕浅;负滑脱时间长，振痕深。 台;7—箱体 12.2.4.5 结晶器振动装置在线振动状况的检测方法 A 硬币检测法 硬币检测法的操作方法是将2分、5分或1角硬币垂直放置在结晶器振动装置上，或放在振动框架的4个角部位置或结晶器内、外弧水平面的位置上，如果分币能较长时间随振动装置一起振动而不移动或倒下，则可认为该振动装置的振动状态是比较好，能满足连铸浇注的振动精度要求。硬币检测法能综合检测振动装置的前后、左右、垂直等方向的偏移、晃动、冲击、颤动现象，硬币的置放表面应光滑、清洁无油污，且在无风状态下操作。 B 一碗水检测法 一碗水检测法的操作方法是将一只装有大半碗水的平底碗放置在结晶器的内弧侧水箱或外弧侧水箱上，观察这碗水中液面的波动及波纹的变化情况，来判定结晶器振动装置振动状况的优、劣水平。如果检测用水碗液面的波动是基本静止的，没有明显的前后、左右等方向晃动，则可认为该振动装置在振动时的偏移与晃动量是基本受控的;如果其液面的波动有明显的晃动，则说明该振动装置的振动状态是比较差的。如果其液面在振动过程中基本保持平静、没有明显的波纹产生，则可认为该振动装置的振动状况是比较好的;如果其液面有明显的向心波纹产生，则可认为该振动装置存在垂直方向上的冲击或颤动，其振动状况是中较差的。一碗水检测法能综合检测振动装置的振动状况，观察简易直观，效果明显，检测用的平底碗应稳定地置放在振动装置上。 C 百分表检测法 百分表检测法的操作按其检测的内容可分侧向偏移与晃动量的检测及垂直方向的振动 状态检测等。 (1) 侧向偏移与晃动量的检测。 侧向偏移与晃动量检测的操作方法是将百分表的表座稳定吸附在振动装置吊板或浇注平台框架等固定物件上，然后将百分表安装在表座上，将其测头垂直贴靠在振动框架前后偏移测量点的加工平面上，或左右偏移测量点的加工平面上，并做好百分表零点位置的调整，接着启动振动装置并测量百分表指针的摆动数值。对于垂直振动的结晶器振动装置的前后偏移量不大于?0.2mm，左右偏移量不大于?0.15mm;如果经百分表的检测，振动框架的侧向偏移量在上述范围内，则可认为该振动装置的振动侧向偏移状况是比较好、能够满足连铸的振动精度要求，否则可认为该振动装置的振动侧向偏移状况是比较差。 (2) 垂直方向的振动状态检测。垂直方向振动状态检测的操作方法是将百分表表座稳定吸附在振动装置吊板或浇注平台框架等固定物件上，然后将百分表安装在表座上，将其测头垂直贴靠在振动框架4个角部位置振幅、波形测量点加工平面上，并做好百分表零点位置的调整，接着启动振动装置并测量百分表指针的摆动变化数值。如果百分表指针的摆动变化随着振动框架的振动起伏而连续、有节律的进行，则认为这一测量点的垂直振动状态是比较好的;如果百分表指针的摆动变化出现不连续、没有节律的状态，则说明这一测量点的垂直振动状态是比较差的。百分表检测法能精确检测振动装置的侧向偏移与晃动量以及垂直方向振动状况。 二、思考题 1、结晶器振动装置的检查内容是什么, 2、结晶器振动规律有几种,主要参数有哪些, 3、常见振动机构有几种,有何特点, 4、正弦振动有哪些优点, 5、如何检验振动机构在线振动状况, 任务2.3 结晶器液面控制装置的检查和使用 一、知识储备 12.3.4.1 结晶器内钢液面高度测定与控制的意义 为了保证坯壳出结晶器时有一定的厚度，钢液在结晶器内应保持一定的高度，如钢液面过高，会造成溢钢故障;如钢液面过低，会造成坯壳拉漏故障，所以结晶器内钢液面高度必须测定与控制。 12.3.4.2 结晶器内钢液面高度测定与控制的方法 结晶器内钢液面高度的控制是靠操作人员观察，或自动控制系统做出调节拉坯速度和钢水流量判断来实现。其中自动控制系统有Co-60-γ、Cs-137射线法、热电偶法等3种。Co-60-γ射线法是用Co-60作为发射源，放置在结晶器的内弧侧，通过γ射线探测到钢液面高度，由联动装置连续控制中间包水口的开口度及连铸机的拉坯速度，以保持钢液面高度的设定值。此法能使结晶器钢液面高度和拉坯速度恒定，但γ射线对人体有害，需采取严格的护护措施。结晶器放射源的安装如图12-6所示。 热电偶法是用装在结晶器上部的热电偶输出信号，通过图像由钢液面指示器自动控制拉坯速度，使结晶器钢液面高度保持一定。 结晶器钢液面高度的自动控制系统，包括钢液面检测装置、控制器及操作执行装置等。 图12-6 结晶器放射源的安装 二、思考题 1.如何检查结晶器液面控制装置, 2.结晶器液面控制装置如何控制, 3.结晶器液面控制的意义, 任务2.4 检查和使用二冷装置 2.4.1连铸二冷装置的检查 一、知识储备 13.1.4.1 二冷装置的作用及工艺要求 二冷装置的作用是对铸坯进行支撑和导向，防止铸坯变形。同时送引锭时，对引锭杆起导向和支撑的作用。 工艺对二冷装置要求是在高温铸坯作用下应有足够的刚度和强度;还要求结构简单，调整、维修方便。 13.1.4.2 二冷装置的类型和结构 弧形连铸机的二冷装置基本分为箱式结构和房式结构两种。箱式结构是所有的支撑导向部件和冷却水喷嘴都装在封闭的箱体内，封闭的箱体内部是相通的，一个箱体成为二冷区中的一段。箱式结构刚性较好且排蒸气容易，但结构复杂。目前常见的是房式结构，房式机架是敞开式的，整个二次冷却区封闭在一个封闭罩内。 由于小方坯连铸机和板坯连铸机的特点不同，其在二冷区结构上有很大的不同。小方坯连铸机浇注的铸坯断面小，不易产生鼓肚变形，二冷区主要起支撑作用，结构比较简单扇形区设置较少的夹辊，便于漏钢事故处理;板坯连铸机，铸坯的鼓肚在二冷区始终存在，因此在结构上比较复杂，为严格限制铸坯的鼓肚量，夹辊密排于整个二冷区内，有时板坯连铸机夹辊开口度和扇形段弧度都比小方坯连铸机有更高的要求。一般小方坯连铸机开口度和弧度误差在?1,2mm之内，而板坯连铸机要求控制在?0.5mm之内。由于铸坯在二冷区的断面仍在不断地收缩，板坯二冷区夹辊开口度从上到下有逐段的收缩量。 对于板坯连铸机二冷段的密集结构，在线处理困难，从而影响铸机作业率。为此正广泛采用快速更换、离线检修技术。尤其是结晶器下口第一段(常称0号段)，因事故等原因调换较频繁，现在常把结晶振动装置和0号段组装在一起，整体更换，称为快速换台(QC台)。 13.1.4.3 二冷支撑、导向装置和主要参数 二冷支撑、导向装置的主要工艺参数是夹辊辊径和辊距，对其计算称为辊列计算。 A 辊距 坯壳的鼓肚变形的计算公式为: 43Y=3PL/50Eδ 式中 Y——坯壳的鼓肚变形; P——钢液的静压力; L——辊间距; δ——坯壳厚度; E——铸坯弹性模量。 铸坯坯壳鼓肚变形量有一个允许值，以此可计算出各点要求的夹辊辊距L。从上述公式可以看到，当辊距一定时，鼓肚变形Y与P成正比，与δ的3次方成反比即在结晶器出口处鼓肚变形量最大，随着坯壳变厚，鼓肚变形量变小。为此，二冷区夹辊辊距由上至下逐步变大。 B 辊径 辊径计算依据是在辊距确定后，留出喷嘴的空位，同时满足夹辊要求的绕度，即可确定夹辊辊径。夹辊绕度,计算公式为: 323f,rBLrRsinα(8,4k,3k)/384EJ 1 式中:B——铸坯厚度; Lr——夹辊轴承中心距; R,——夹辊中心处曲径半径; E——夹辊弹性模量; J——夹辊的断面惯性距; K——比例常数; α——该夹辊所处半径与圆弧水平线夹角。 对于夹辊要求的绕度无法满足时，在设备上要对材质进行改进，在结构上可采用短夹辊或分节夹辊。 二、思考题 1.对二冷支撑、导向装置的主要检查内容是什么, 2.小方坯和板坯连铸机在二冷装置上有何区别, 2.4.2二冷喷嘴状态的检查 13.2.4.1 二冷区的冷却要求 (1) 铸坯在冷却过程中，表面温度分布要均匀变化，防止温度突变。 (2) 铸坯质量不会因二次冷却原因引起表面和内部缺陷。 (3) 根据要求，铸坯在最后一对夹持辊前全部凝固或在矫直前全部凝固。 (4) 高的冷却效果。 13.2.4.2 二冷制度及控制方式 A 二冷制度 就是二冷配水制度，二冷配水通常根据传热条件和铸坯质量要求建立数学模型，从中计算出要求的铸坯表面温度分布曲线，然后通过传热系数与水量的关系计算出二冷区水量分布。水量分布以段为单元。在决定二冷区各段水量分布后，为提高传热效率、均匀冷却铸坯，必须选择合适的喷嘴、喷嘴分布及相应水压等。 铸坯在冷却收缩过程中，若坯壳所受温差过大会使坯壳产生裂纹并造成铸坯内部柱状晶发达，甚至形成“搭桥”现象。因此二冷水的强度和分布是相当重要的。铸机的二冷强度一般以每千克钢消耗多少升二冷喷淋水来表示。 B 二冷控制方式 二冷控制就是对制订的二冷配水制度加以实施，二冷控制方式主要有以下3种: (1) 人工控制。由配水工根据钢种要求，对铸坯表面温度观察，凭经验调节阀门，控制二冷水量。 (2) 仪表控制。根据不同要求，设定好各段水量，由仪表进行控制。每段的水量可用调节器进行调节。这种方法用于钢种、断面单一的连铸机上比较合适，因为设定值的调节比较麻烦。 (3) 目标温度控制。由于铸坯过程温度测定受到的影响因素过多，且难以正确反应铸坯 的实际温度。因此，根据铸坯凝固传导教学模型，近似的得出铸坯温度，并根据实际测得值及现场生产的修正，得出铸坯温度曲线，通过计算机系统自动控制二冷区各段水量，使铸坯表面温度接近理论目标值。 13.2.4.3 喷嘴类型和特性 A 喷嘴类型 可分成两大类:水喷嘴和水—汽喷嘴 水喷嘴又称压力喷嘴，其靠水本身的压力作为能量使水充分雾化，压力喷嘴按喷出的雾化形状可分为扇形喷嘴和锥形喷嘴，锥形喷嘴中又可分为空心喷嘴和实心喷嘴。 水-气喷嘴主要是靠气体压力使水雾化，在水-气喷嘴中，水和气分别从两个管路进入水-气喷嘴，水和气在水-气喷嘴内或喷嘴外混合雾化形成非常细小的水雾。水-气喷嘴与喷嘴相比有调节范围大，冷却效率高，冷却均匀稳定，不易堵塞等优点，但管路结构比较复杂。 B 喷嘴特性 为获得良好的冷却效果，合适的喷嘴很重要。选择喷嘴时主要考虑喷嘴的冷态特性: (1) 流量特性。不同供水压力下喷嘴的水流量。 (2) 水流密度。单位时间内喷嘴垂直喷射到单位面积上的水量。水流密度增加，传热加快。 (3) 水雾直径。水滴直径越小，雾化越好，越有利于铸坯均匀冷却和传热效率的提高。 (4) 水滴速度。水滴速度快，容易穿透汽膜，传热效率就高。 (5) 喷射面积。保证一定的锥底面积并在整个面积上水量分布均匀，保证均匀冷却。 13.2.4.4 喷嘴状况对铸坯质量的影响 喷嘴状况对铸坯质量的影响主要是由状态不好造成铸坯局部冷却不均匀而产生的铸坯缺陷。这些缺陷包括表面裂纹，内部裂纹以及形状缺陷。喷嘴状况不良最常见的有: (1) 喷嘴尺寸不符合要求。主要与制造质量有关，安装前应严格把关。 (2) 喷嘴堵塞。主要与水质有关。在改善水质的同时，对喷嘴应定期进行检查。 (3) 喷嘴安装位置不准。主要与喷淋架有关，对扁平形喷嘴还应注意水槽安装位置。 (4) 喷嘴掉落。主要与安装质量有关，安装时喷嘴必须拧紧。 二、思考题 1.对二冷喷嘴的检查内容是什么, 2.喷嘴状况对铸坯质量有何影响, 3.喷嘴的冷态特性包括哪些内容, 任务2.5 检查和使用拉矫装置 一、知识储备 1、拉坯矫直机的结构形式 拉矫机的形式通常按辊子多少来标称。图6-7是五辊拉矫机，它应用在小方坯连铸机上，它由两个相同的机架和一个下辊组成拉矫机组，上辊5由气缸带动能上下摆动并由电 图6-7 五辊拉矫机 1—立式直流电机;2—制动器;3—减速机;4—传动 链;5—上拉辊;6—下辊;7—压下气缸;8—底座 机驱动进行拉坯。而两个上辊和一个中间下辊这3个辊子组成一个矫直组，完成一点矫直，这种五辊拉矫机，实际上是两辊拉坯一点矫直的拉矫机。 多辊拉矫机如图6-8所示。这种拉矫机使用在板坯连铸机上，它属多辊拉坯多点矫直的拉矫机机组。 图6-8 多辊拉矫机 2、拉坯矫直机的作用 在各种连铸机中，必须要有拉坯机或拉矫机。它是布置在二次冷却区导向装置的尾部，承担拉坯、矫直和送引锭杆的作用。 引锭杆与凝结在一起的铸坯连续拉出结晶器，然后经过二次冷却区支撑导向装置，使铸坯进入拉矫机，铸坯出拉辊后，其头部与引锭杆分开。对弧形连铸机来说，铸坯出拉坯机后，还必须进行矫直。矫直是使呈弧形铸坯，在外力矩作用下产生塑性变形，成为平直的过程。只有良好的矫直，才能生产出合格铸坯。通常要求铸坯在进入拉矫机前应完全凝固，以防止铸坯产生内裂。一般是拉坯和矫直这两道操作常在同一机组里完成，故统称拉矫机。 对拉矫机要求是:足够的拉坯能力，能克服铸坯各点阻力;有足够的矫直力，在规定的温度下能把铸坯矫直;拉坯速度可以调节。 6.3.4.1 连铸机中的铸坯用拉坯机往外拉的原因 连铸机中的铸坯，由于存在着运行阻力，所以它不会自动从连铸机出来，需用外力才能将它拉出，为此而设置拉坯机。拉坯机实际是有驱动力的辊子—拉坯辊。由于早期的连铸机，拉坯辊和矫直辊合两为一，故统称拉坯矫直机(简称拉矫机)，而近代广泛采用多辊拉坯，并将拉坯辊的布置已伸向弧形区和水平段，因此拉矫机的含义已有不同了，实际上拉坯机已不构成“机”，而仅仅是驱动的辊子而已。 弧形连铸机，在弧形区的铸坯有下滑力，但它不能克服铸坯的运行阻力，仍需拉坯辊进行拉坯。 立式连铸机，铸坯自重产生的下滑力很大，大于它的运行阻力，所以它能自行下滑，为了平衡下滑力控制拉坯速度，仍设置拉坯辊，此时拉坯辊不产生拉力，而是让它产生制动力，来平衡铸坯的下滑力。 铸坯运行阻力包括4部分:结晶器阻力、二次冷却区阻力、矫直机阻力和切割设备阻力。 6.3.4.2 连铸机浇出的铸坯需要矫直的原因 对二次冷却区为弧形的连铸机，如全弧形、立弯形等铸机浇出的铸坯才需要进行矫直，而立式、水平式连铸机浇出的铸坯不需矫直。二次冷却区为弧形的连铸机，浇出的铸坯为弧形，其半径为弧形半径，这种弧形铸坯无法进行切割、运输、堆垛以及轧制等后部工序，为此铸坯必须在拉出二次冷却区后即进行矫直。 6.3.4.3 连铸坯的矫直方式 连铸坯的矫直按矫直时铸坯凝固状态分有全凝固矫直和带液芯矫直，如按矫直辊布置方式分有一点矫直、多点矫直和连续矫直。 铸坯厚度较薄，如小方坯、小矩形坯等，由于铸坯厚度较薄，凝固较快，液芯长度较短，在进入矫直区时已全部凝固，在这种情况下矫直称全凝固矫直(或固相矫直)。由于铸坯已全 部凝固，强度较高，能承受较大的应变，所以皆采取一点矫直。 铸坯厚度较大，如板坯、大方坯等，铸坯全部凝固时间较长，液芯长度也较长，如仍采用固相一点矫直，其铸机半径很大。为了减小铸机半径，而采取仍有液芯的情况下进行矫直，由于铸坯两相区强度很低，为了防止一点矫直时应变过大而产生内裂，而采取多点矫直(两点以上称多点)，即带液芯多点矫直。 带液芯矫直还可采取连续矫直的方式，所谓连续矫直就是在矫直区内铸坯连续矫直变形，因此其应变和应变率都很低，可极大地改善铸坯受力状态，有利于提高铸坯质量。 13.3.4.2 拉矫机的主要工艺参数 A 矫直力 F=BH2ζS/4L 式中 F——矫直力，N; B——铸坯宽度，mm; H——铸坯厚度，mm; L——拉矫辊距，mm; ζS——铸坯在矫直温度下的屈服极限，N/mm,。 B 拉坯力 FT=F1，F2，F3，F4,F5 式中 FT——拉坯力，N; F1——铸坯在结晶器内的阻力，N; F2——铸坯在二冷装置内的阻力，N; F3——铸坯通过矫直辊的阻力，N; F4——铸坯通过切割设备时的阻力，N; F5——铸坯自重的下滑力，N。 C 矫直半径 矫直半径主要是根据铸坯的延伸率来确定的，当矫直变形率大于铸坯允许变形率时，将产生表面或内部裂纹。因此必须保证铸坯在矫直时的延伸率不超过允许值。单点矫直时铸机的圆弧半径确定了矫直半径，由于单点矫直一次变形率较大，不能用来矫直带液芯的铸坯。在采用带液芯多点矫直技术中，必须考虑到两相区界面处坯壳强度和允许变形率，以防矫直时产生内裂或表面裂纹。 D 拉矫辊压下量对铸坯质量的影响 在矫直力、拉坯力和矫直半径确定后，作用于铸坯上的压力还受拉矫辊压下量即开口度的影响。过大的压下量会造成铸坯变形，对液芯铸坯更容易产生内裂;压下量过小则容易引起拉坯力不够。因此，连铸拉矫辊压下量也是一个比较重要的参数，在薄板坯生产和轻压下技术中，压下量属于特殊控制的量来保证并用来改进铸坯质量。 13.3.5 思考题 1.拉矫机有哪些检查内容, 2.为什么带液相矫直必须用多点或连续矫直, 任务2.6 检查和使用铸坯切割、引锭以及铸坯输送收集装置 2.6.1铸坯引锭装置的检查和使用 在连铸机开浇之前，引锭杆的头部堵住结晶器的下口，临时形成结晶器的底，不使钢水漏出，钢水和引锭杆的头部凝结在一起。当钢水高度达到一定的高度时，通过拉辊开始向下拉动引锭杆，此时钢水已在引锭杆的头部凝固，铸坯随着引锭杆渐渐被拉出，经过二冷支导装置进入拉矫机后，引锭杆完成引坯作用，此时脱引锭装置把铸坯和引锭杆头部脱离，拉矫机进入正常的拉坯和矫直工作状态。引锭杆运至存放处，留待下次浇注时使用。 在浇注前，引锭头上放些碎废钢，并用石棉绳塞好间隙，使得铸坯和引锭头既连接牢靠又利于脱锭。 引锭装置包括引锭杆(由引锭杆本体和引锭头两部分组成)、引锭杆存放装置、脱引锭装置。 15.1引锭杆 15.1.1大节距引锭杆 由于其节距较长，所以引锭杆本身是弧形的，其外弧半径等于连铸机曲率半径。当铸坯头部1经过拉辊2以后，上矫直辊4下压到正常矫直位置，引锭杆第一段受到杠杆作用，其钩头向上而自动与铸坯脱钩。(图15-1)大节距引锭杆需有加工大半径弧面的专用机床，链的第一节弧形杆要有足够的强度和刚度，以免脱锭时受压变形。 图15-1 长节距引锭杆的脱钩 a—铸坯进入拉矫机，b—引锭杆脱钩 1—铸坯;2—拉辊;3—下矫直辊;4—上矫直辊;5—引锭链 15.1.2小节距引锭杆 这种引锭杆节距较小，只能向一个方向弯曲。图15-2是板坯连铸机的引锭杆。它由主链节3、辅链节4、引锭杆头连接链1和尾链节5等构成。连接链节可与不同宽度的引锭头相连接，而引锭杆本体的宽度则保持不变。链节可加工成直线形，加工方法简单，得到广泛应用。如图15-3所示，装在出坯辊道下方的液压缸顶头向上冲击，可使钩形引锭头和铸坯迅速分离。在引锭杆上还设有二冷区的辊缝测量装置2，浇钢时可边拉坯边进行辊缝测量。 图15-2 小节距引锭杆 1—引锭头连接链;2—辊缝测量装置;3—主链节;4—辅链节;5—尾链节;6—连接链节 图15-3 液压式脱引锭装置 1—引锭头;2—铸坯;3—顶头;4—液压缸;5—拉矫辊;6—辊道 图15-4是小方坯连铸机用小节距链式引锭杆。为了满足多种断面的需要，需更换引锭头而不换引锭链环。引锭链环为铸钢件，链节用销轴贯联。引锭头用耐热的铬钼钢制作，其断面尺寸应略小于结晶器下口尺寸。当引锭头装入结晶器时，其四周约有3-4mm间隙，可用石棉绳及耐火泥塞紧。 图15-4 小方坯连铸机用的链式引锭杆 1—引锭头;2—引锭杆链环;3—引锭杆尾 15.1.3刚性引锭杆 15.1.3.1结构 在罗可普小方坯连铸机上使用了一种刚性引锭杆，它是用整条钢棒做成的弧形引锭杆(如图15-5)。这种形式的引锭杆是由三段组成，每两段引锭杆用螺栓联接，两段引锭杆间不能转动。当它引导铸坯走出拉矫辊，即与铸坯脱钩，停放在出坯辊道的上方。在浇钢之前，先利用驱动装置把它送入拉辊，再由拉辊将其送至结晶器下口。使用刚性引锭杆时，在二冷区的上段不需要支承及导向装置，在二冷区下段也只须简单的导板。 这种刚性引锭杆只适用于小方坯连铸机，因为小方坯不存在鼓肚问题，所以在二冷区不需要导向夹辊。 图15-5 R5.25m铸机锭杆的结构示意图 图15-6变形后的引锭杆与R5.25m对弧样板对比后示意图 1—引锭杆1;2—齿条; 3—引锭杆2;4—引锭杆3 15.1.3.2常见故障 在使用过程中发现引锭杆有变形现象。将变形后的引锭杆放在R5.25m对弧样板上，如 、第3段。同时还发现引锭杆第2、第3段外图15-6所示。由图可看出引锭杆变形段是第2 弧面有卷边现象，且越往引锭头处卷边现象越严重，根据引锭杆工作环境来看，因引锭杆第2、第3段离热坯近，长期受热坯的热辐射作用，并且越往引锭头处的引锭杆，离热坯越近，所受的热辐射也越多，引锭杆内部的组织结构发生变化，强度减小，在外力作用下变形，在上下拉矫辊的压力作用下发生卷边。 引起引锭杆产生这种变形的原因可能有三个: 1)拉坯时拉矫力大于引锭杆的屈服极限，使引锭杆变形。 2)拉矫机矫直辊所在位置不在R5.25m弧上，拉矫辊压下力使引锭杆变形。 3)引锭杆与铸坯脱离时，脱坯辊压下力使引锭杆变形。 对引起引锭杆变形的三种情况分析后，可看出脱坯辊脱坯时其压下力是引锭杆所受三个力中的最大的力，所以脱坯辊脱坯时其压下力是使引锭杆变形的主要原因。从引锭杆2、3段外弧有卷边，且越往引锭头处卷边现象越严重，并结合引锭杆处工作环境可知，引锭杆2、3段长期处于铸坯热辐射下，内部组织变化，强度降低，在拉矫辊压力下发生卷边，脱坯辊脱坯时脱坏压下力使引锭杆变形。 15.1.3.3改进措施 考虑到实心引锭杆散热性差，受热辐射严重时易产生热变形，所以将引锭杆加工成散热效果好的焊接式框架结构，因16Mn钢板相对于其它常用钢板具有较好的耐热性、较高的强度及较好的焊接性等优点，所以用16Mn钢板焊制引锭杆。综合考虑引锭杆的强度及保证焊接工艺，采用δ=30mm厚的钢板焊制。 此结构通风效果好，冷却效果好。因引锭杆是2、3段变形，1段不变形，且引锭杆1段 结构由引锭杆存放机构结构决定，若改1段，则要改引锭杆存放机构，投资大，不易实施，固只改造引锭杆2、3段比较合理，考虑到引锭杆用的时间长易变形，弧度变大，因此将引锭杆分段制做，每两段用圆柱销联接，可互相转动，当引锭杆某段变形时，其余各段可在导向段上导向辊的导向下补偿变形，顺利串引锭。经校核此引锭杆的抗弯强度、抗压强度均满足要求。 15.1.4引锭头 引锭头主要是在开浇前将结晶器下口堵住，使钢液不会漏下，并使浇入的钢液有足够的时间在结晶器内凝固成坯头，同时，引锭头牢固地将铸坯坯头与引锭杆本体连接起来，以使铸坯能够连续不断地从结晶器里拉出来。根据引锭装置的作用、引锭头既要与铸坯连接牢固，又要易于与铸坯脱开。 15.1.4.1引锭头结构 (1)燕尾槽式引锭头 该引锭头结构见图15-7所示。将引锭装置的头部加工成燕尾槽。这样在开浇时，注入结晶器的钢水会充满槽内外，待冷却后使二者凝结在一起;与铸坯脱开时，操作人员需把销轴拆卸。 (2)钩头式引锭头 该引锭头结构见图15-8所示。将引锭装置的头部加工成钩子形。注入结晶器的钢水凝固后，与引锭头之间成为挂钩式联接;引锭头与铸坯之间会自动脱开。 15.1.4.2引锭头断面尺寸 引锭头断面一般小于所拉铸坯的断面尺寸，引锭头的尺寸随铸坯断面尺寸而变化。厚度一般比结晶器的下口小5mm，宽度比结晶器的下口小10,20mm。 引锭头伸入结晶器与器壁间必然存在缝隙，在开浇前必须用石棉绳将这些缝隙塞紧，以防止漏钢。更换新断面时，只换引锭头，而不换引锭杆身。 图15-7 燕尾槽式引锭头简图 图15-8 钩头式引锭头简图 a—整体式;b—可拆式 1—引锭头;2—钩头槽 1—燕尾槽;2—引锭头;3—销孔 15.1.4.3引锭头维护 (1) 塞引锭头前，必须保证头部无水滴存在即干燥和干净，否则用压缩空气吹扫或用干布或干回丝擦干。 (2)引锭头无变形、卷边。使引锭头四周与结晶器铜板的间隙符合要求，并大致相同。 (3)保护板放于铜板表面，以免送引锭时划伤铜板。 (4)检查是否有裂纹、毛刺等。 (5)检查引锭头几何尺寸要保证内外弧平行度、粗糙度、端面与弧面垂直度。 15.2引锭杆存放装置 引锭杆存放装置的作用是在引锭杆与铸坯脱离后，及时把引锭杆收存起来，并在下一次浇注前，通过与铸机拉辊配合，把引锭杆送入结晶器内。引锭杆存放装置应满足的要求为:准备时间短;引锭杆插入结晶器时不跑偏;在检修铸机本体设备时有足够的空间;更换引锭头和宽度调整块时要有良好的作业环境。 引锭杆存放装置与引锭杆的装入方式有关，引锭杆装入结晶器的方式有两种，即上装式和下装式。因此，总体上讲引锭杆的存放装置也分为两大类。 15.2.1下装式存放装置 引锭杆是从结晶器下口装入，通过拉坯辊反向运转输送引锭杆。其设备简单，但浇钢前的准备时间较长。 下装式引锭杆存放装置有:侧移式、升降式、摆动斜桥式、卷取式等。常用侧移式、升降式。 15.2.1.1侧移式 引锭杆的侧移装置如图15-9所示。它的主体是一根长轴2，在轴上安装了6个拨杆，用以拨动6个双槽移动架1。为了使移动架在运动中不倾翻，采用了平行四连杆机构。长轴2用气缸通过连杆驱动，使之摆动。开始浇钢时，双槽移动架的右槽停放在出坯辊道的中心位置，用以接收引锭杆，当引锭杆将铸坯拉出铸机并与铸坯分离后，开动气缸，把引锭杆托起并移动到辊道旁边的台架上。 图15-9 引锭杆横移装置 1—移动架;2—长轴;3—拨杆;4—气缸 这种型式的存放装置结构简单，各相关设备具有良好的维修条件，对处理事故铸坯和检修辊道均没有影响。缺点是必须等到最后一块铸坯送出辊道后，才能进行下一次的引锭杆插入，因此浇注准备时间长。 15.2.1.2升降式 升降式存放装置是在输送辊道上方布置一个升降吊架，浇注时，把升降吊架放下接收脱锭后的引锭杆，然后升起让铸坯通过，下一次浇注前，放下吊架使引锭杆落在辊道上。吊架的升降，可以是电动的，也可以是液压的，但必须有足够的提升高度，避免铸坯辐射热的烘烤。这种型式由于是布置在辊道上方，对切割机与辊道的检修有影响。 例如某厂采用升降式存放装置。吊架的升降，采用液压。液压缸直径φ70/φ125mm，数量2个，行程360mm。 1.日常维护 (1)液压泵、阀是否工作正常(是否达到工作压力，各进出油管联接是否泄露。 (2)管路:注意是否有漏油的地方。 (3)油缸:是否有漏油的部位，是否满足工作行程，支撑点和销轴是否完好，固定螺柱是否松动， 活塞杆上是否有划痕，支撑点是否完好。 (4)结构件:是否变形，是否同步，螺柱是否有松动现象，支撑点是否完好。 (5)检查极限开关的动作并检查接触板有关信号是否完好。 (6)保证接触板清洁，绝缘板完好。 (7)检查润滑点是否有油。 2.常见故障及处理方法 升降式存放装置常见故障及处理方法见表15-1。 15-1 升降式存放装置常见故障及处理方法 故障 故障原因 处理方法 ?压力不足 ?检修液压系统 油缸:活塞杆行程不满足需要 ?油缸泄漏 ?修理或更换密封件 ?磨损 ?磨损严重的更换，保证正常润滑 铰接点:冲击噪音 ?松动 ?紧固 ?螺丝松动 ?紧固或更换 触板:松动或脱落 ?损坏 ?更换 14.2.1.3摆动斜桥式 摆动斜桥式结构见图15-10。摆动架可绕尾部铰链点摆动，浇注前摆动架头部落在拉矫机出口处，浇注开始后，拉矫机把引锭杆推上摆动架。引锭杆通过拉矫机后，由牵引卷扬按拉坯速度继续向上拉，直到脱锭后全部拉上为止。开动提升装置把摆动架头部升起，让铸坯沿辊道通过，浇注完毕后落下摆动架，引锭杆靠自重进入拉矫机，由拉矫机把引锭杆送入结晶器。 摆动斜桥式存放装置由于布置在切割辊道上方，不占用车间面积，但斜桥下面的一次切割机和切割辊道检修困难。 图15-10 摆动斜桥式引锭杆存放装置 15.2.1.4卷取式 这种型式是侧移式的改型。拉矫机送出的引锭杆被卷绕在一个卷筒上，脱锭后，卷筒带着引锭杆整体移出作业线，使铸坯通过(见图15-11)。这种型式占用车间面积小。 图15-11 卷取式引锭杆存放装置 15.2.2上装式存放装置 为了缩短送引锭杆时间，提高连铸机作业率，有些板坯连铸机，采用了把引锭杆从结晶器上口装入的办法，称为上装引锭杆。 15.2.2.1工作原理 如图15-12所示，当引锭杆从拉矫机出来后，用卷扬机3将引锭杆上吊到浇铸平台的专用小车2上。待浇铸完毕后，移开中间包小车，把专用小车开到结晶器1的上方，由小车上的传动装置把引锭杆从结晶器的上口装入。为了保护结晶器内壁不被擦伤，在装引锭杆之前，需在结晶器内装入一薄壁铝制套筒。当引锭头出拉矫机后，脱锭装置的顶头上升，顶在引锭头上，使引锭杆与铸坯脱钩。 图15-12 上装引锭杆设备 l—结晶器;2—引锭杆小车;3—卷扬机;4—引锭杆;5—引锭杆脱钩装置 15.2.2.2引锭装置维护要点 引锭杆系统的维护要点如下: 1.送引锭杆之前，必须确认结晶器已经打开; 2.当引锭杆送入扇形段一定距离时，应确认相应的扇形段已经压下方可从引锭杆车上脱钩; 3.定期检查系统钢结构有无变形损坏情况，并及时采取措施处理，特别是提升卷扬吊钩不得有结构开裂现象; 4.定期检查系统各运动部位润滑情况是否良好，有无不正常响声或卡阻现象，磨损是否超规定; 5.定期检查液压、润滑管路有无泄漏，压力是否正常; 6.定期检查固定联结螺栓、螺母有无松动现象并及时紧固; 7.定期检查钢丝绳是否有磨损超标和断丝，并注意加油保护;如有损坏超标要坚决予以更换; 8.经常检查各制动器是否好用，闸片磨损是否严重，特别是引锭杆车链传动，提升卷扬制动器; 9.经常检查行程极限是否准确、动作是否灵活，并注意及时调整; 10.定期检查卷筒轴承声音、温度是否正常，并及时采取措施维修。 思考题: 1、引锭装置包括几部分, 2、引锭杆有几种型式,引锭头有几种形状, 3、塞引锭头、脱引锭头如何操作, 4、下装引锭杆存放装置有几种, 5、下装引锭杆如何操作, 1、 上装引锭杆如何操作, 2、 引锭装置操作和维护要点是什么, 2(6.2铸坯切割装置的检查和使用 7.1.4.1 切割装置的功能 (1) 能精确地切割出定尺长度的铸坯或数倍定尺长度的铸坯。 (2) 切割装置应能与铸坯同步运行。并在运行中完成切割。 (3) 具有一定的切割速度，以防止出现质量缺陷和事故。 7.1.4.2 切割装置的种类 目前，在连铸机上使用的切割装置主要有火焰切割和机械切割两种。 7.1.4.3 火焰切割机和机械切割机 随着多炉连浇技术的广泛采用，连续浇注出的铸坯长度则很长，会给后道工序带来一系列的问题，如运输、存放、轧制时的加热等。为此可根据成品的规格及后道工序的要求，将连铸坯切成定尺长度，因而，在连铸机的末端设置切割装置。 A 切割装置的作用、原理、类型、结构 连铸坯的切割设备的作用是将连续运动的铸坯切成所需的定尺长度。铸坯的切割方法主要有火焰切割和机械剪切等。 火焰切割的主要特点是:投资少，切割设备的外形尺寸较小，切缝比较平整，并不受铸坯温度和断面大小的限制，特别是大断面的铸坯其优越性越明显。但切口处的金属损耗严重，污染严重。 机械剪切的主要特点是:剪切速度快，无金属消耗，操作安全可靠。但设备的外形尺寸较大，投资费用大。 a 火焰切割装置的切割原理、结构 火焰切割装置的切割原是依靠氧气与 燃气的混合燃烧，其高温的火焰使切割处的 图7-1 火焰切割装置 1—边部检测器;2—割炬;3—铸坯;4—切割小车 金属熔化，然后利用高压切割氧气把融化的金属吹掉，形成切缝，达到切割铸坯目的。 火焰切割装置的结构如图7-1主要包括切割中间包车、切割定尺装置、侧向定位装置、切缝清理装置和切割区专用轨道、切割介质供应系统及电气传动控制系统等。 切割中间包车包括运行机构和割矩。在中间包车上安装 割矩、同步夹持机构、割矩横移装置或摆动机构等。切割时， 切割中间包车与铸坯应同步运动，切割完毕松开夹头，中间 包车返回到原位，完成一个切割循环。切割板坯时，一般采 用两个割矩，割矩由左侧向中心同时切割，当相距200mm 时，其中一个停止切割，返回原位，由另一个割矩完成铸坯 的切割。切割正方坯时，可用一个割矩在摆动中完成切割。 火焰切割装置的特点: (1) 火焰切割装置应具有防热、防尘措施，能在恶劣条图7-2机械飞剪工作原理图 件下长期正常运转，可实现自动定尺切割。1—偏心轴;2—拉杆;3—上刀台; 4—铸坯;5—下刀台 (2) 割矩热效应较高，喷嘴寿命长，工作安全可靠。 b 机械剪切装置 机械剪切装置有机械飞剪、液压飞剪和步进剪等3种。机械飞剪如图7-2和液压飞剪如图7-3都是利用上下平行的刀片作相对运动，来完成对运行铸坯的剪切;步进剪是利用刀片每次只切入铸坯一小段深度，然后分几次完成对运行铸坯的剪切。 B 切割介质 切割介质是切割装置中重要的组成部分，它影响着切割速度和切割质量。 图7-3 液压剪切机 1—横梁;2—销轴;3—活动接头;4—充液阀; 5—液压缸;6—柱塞;7—机架;8—活动刀台; 9—护板;10—下刀台;11—回程液压缸 切割介质有氧气、燃气、冷却水及压缩空气等。常用的燃气有乙炔、丙烷、天然气和焦炉煤气。大型连铸机的火焰切割装置采用氧气—煤气火焰，并用特殊的割矩。 2.6.3铸坯输送及收集装置的检查和使用 铸坯输出装置的任务是把切成定尺的铸坯冷却、精整、出坯，以保证连铸机的连铸生产。由于钢种、产量、铸坯断面尺寸和定尺长度以及对铸坯质量要求的不同，输出设备也不同。 一般情况下，输出装置主要包括输送辊道、铸坯的横移装置、铸坯的冷却装置等。 16.1输送辊道 在连铸设备中，辊道是输送铸坯并把各工序连接起来必不可少的设备。迅速准确而平稳地输送铸坯是辊道的基本任务。 16.1.1输送辊道结构 输送辊道的辊面标高，一般与拉矫机的下辊辊面持平，呈水平布置。当拉矫机的辊面标高低于车间地面标高而需要把铸坯送到一定高度堆台时，输出辊道则向上倾斜布置。辊道的支撑部件通常用刚性较好，加工比较精确的工字钢或槽钢，以便辊子的安装和调整。 铸坯切割区的辊道大多采用浮动式。对于采用火焰切割的连铸机来说，为了防止火焰切割损坏辊子，在切割过程中，当火切割枪运动到辊子处时，通过行程开关使辊子自动向下移动，避开切割的火焰，待切割枪通过后，辊子自动回升到原来的位置，如图16-1所示。 图16-1升降辊道 1—切割小车;2—升降辊子 对于采用机械剪切的连铸机来说，当上刀片向下剪断铸坯时，剪后辊道要能够随铸坯一起向下移动，当完成剪切动作后，上刀片返回原来的位置，剪后辊道也跟着向上浮到原来的位置。 输送辊道的辊子形状一般是圆柱形光面辊子，也有采用凹凸形辊面或分节辊子的。输送辊道的结构如图16-2所示。后两种辊子用于输送板坯。辊道的驱动可分为分组驱动(通过电动机、减速箱和链传动装置)和单独驱动(每个辊使用一个电动机)两种。单独驱动轮的灵活性较大，检修时容易更换。但电气部分配线复杂。分组驱动辊恰好相反。因此在输送较长定尺的板坯时通常采用单独驱动辊，而输送较短定尺的铸坯时采用分组驱动辊。 图16-2 输送辊道简图 1—悬挂减速器;2—铸坯;3—盘形辊;4—冲渣沟 输送辊道上要设置挡板，以阻挡在辊道上运行的铸坯，使其准确地停在辊道上。挡板分为活动挡板和固定挡板两种。图16-3所示为活动挡板的结构形式。这种挡板一般设置在输送辊道中间，利用气缸或液压缸作为摆体的动力。图16-4为固定挡板的结构。它一般设置在输送辊道的末端。 图16-3 活动挡板 图16-4 固定挡板 1—盘形辊道;2—平辊道;3—升降挡板 1—平辊及支架;2—固定挡板 另外，对于小方坯铸机，输送辊道的两侧需要设立用钢板制作的导向板，以防止铸坯在输送过程中跑偏。 输送辊道的主要参数是辊径、辊长、辊距和辊道速度。 16.2横移装置 铸坯的横移装置用于横向移动铸坯，主要有推钢机和拉钢机。 16.2.1推钢机 16.2.1.1推钢机结构 推钢机有液压传动和电传动两种型式。液压推钢机设备动作平稳，但不便于维护，易泄漏，造成环境污染。电动推钢机体积大，设备重，但易于维护。目前广泛采用液压推钢机。 图16-5所示为摆动杠杆式液压推钢机。它是由推头小车、摆杆同步轴和液压缸组成。液压缸布置在负荷与支承之间，在行程上起放大作用;在推力上由于摆杆的杠杆作用，使受力也相应减少。推头的行程可以通过行程开关来调节。 A向 图16-5 摆动杠杆式液压推钢机 1—轴承;2—摆杆;3—液压缸;4—导轨;5—推头小车 16.2.2拉钢机 拉钢机有钢绳传动和链传动两种。图16-6所示为一常见的拉钢机示意图。它是由电动机、减速器、钢绳和拨爪组成。拨爪安装在钢绳上，通过电动机带动减速器，减速器带动滚筒，钢绳被缠绕在滚筒上的过程中，牵引铸坯运动。调节拨爪的距离可以改变一次拉出的铸坯个数。推钢机和拉钢机一般都与冷床配合使用。 其维护和检查可参考推钢机。 图16-6 拉钢机示意图 1—铸坯;2—拨爪;3—钢绳;4—滚筒 16.3冷床 冷床是一个收集和冷却铸坯的平台。当铸坯冷却到一定程度时，就可以用吊机和吊具把铸坯吊装到堆放处。冷床的类型有滑轨冷床和翻转冷床等两种。 16.3.1滑轨冷床 它是由支柱、纵梁和滑轨等部分组成(见图16-7)。滑轨可以用钢轨或方钢制造，滑 轨上铸坯的移动由推钢机来完成。 图16-7 滑轨冷床 1—支柱;2—横梁;3—纵梁;4—滑轨;5—支架 16.3.2翻转冷床 它是用于小方坯连铸机的步进式冷床(见图16-8)。铸坯每移动一步即翻动90?，冷 却均匀。它能够均匀地冷却铸坯，而且冷却速度较快。 图16-8翻转式步进冷床 思考题: 1、 输出辊道如何维护,常见故障有哪些,如何处理, 2、 铸坯横移装置有几种, 3、 推钢机如何维护, 4、 冷床分几种, 翻转冷床如何维护,常见故障有哪些,如何处理, 任务2.7 检查和使用烘烤装置 钢包烘烤: 4.2.4.1 钢包烘烤装置的作用与类型 (1) 钢包在受钢前必须在钢包烘烤装置的工位上，按规定的钢包烘烤制度进行烘烤作业。通过烘烤处理，既能够去除钢包耐火衬中的水分，提高耐火衬的耐冲刷、耐侵蚀性能;又能够提高钢包耐火衬的使用温度，减少耐火衬的破损，减少钢包的钢水温降。 (2) 钢包烘烤装置的形式有立式钢包烘烤装置和卧式钢包烘烤装置两种 A 立式钢包烘烤装置 立式钢包烘烤装置烘烤时，钢包以直立状态落地放置，烘烤火焰是从钢包口中心处向下喷射钢包内部。它的特点是烘烤温度比较均匀，钢包耐火衬易烧结成一个整体，有利于耐火衬中水分的挥发，烘烤操作也比较方便;但烘烤火焰产生的热量没有被充分的利用，钢包需 要较长时间的烘烤，造成烘烤介质的浪费。另外为方便钢包的吊装，要求有较大的使用环境空间。 B 卧式钢包烘烤装置 卧式钢包烘烤装置烘烤时，钢包以横卧状态翻转放置，烘烤火焰是从钢包口中心处以水平横向喷射钢包内部。它的特点是烘烤火焰燃烧比较充分，烘烤热量利用率较高，钢包烘烤时间减少，烘烤介质消耗可以减少，对使用环境空间的要求也减小。但由于横向喷出的火焰会向上窜动，致使钢包的烘烤温度不均匀，造成钢包耐火衬局部烘烤不足，钢包在翻转时会造成新砌耐火衬的松动和局部塌落等问题，因此新砌耐火衬的钢包应在立式钢包烘烤装置上进行烘烤。 4.2.4.2 烘烤介质 烘烤介质是指供应钢包烘烤装置火焰燃烧，所需要的燃料介质及助燃介质。 A 燃料介质 燃料介质主要有燃油类燃料介质和燃气类燃料介质。 (1) 燃油类燃料介质。 燃油类燃料介质主要有重油和轻柴油两种燃油介质 1)重油的烘烤特点是燃烧发热值大，烘烤效果好，烘烤时间短，但需设置储存与预热重油的设施，重油在燃烧时烟雾较大，需注意安全操作。 2)轻柴油的烘烤特点是燃烧发热值密度油大，烘烤效果好，烘烤时间短，操作使用简便，适用于快速烘烤的需要;需设置储油设施，燃油成本较高，不适宜烘烤耐急冷急热性差的耐 火材料，但需注意安全操作。 (2) 燃气类燃料介质。 燃气类燃料介质主要有煤气和天然气两种燃气介质 1)煤气的烘烤特点是成本低，操作使用简便，燃烧的火焰比较清洁，但燃烧发热值较低，烘烤所需时间较长，需注意安全操作。 2)天然气的烘烤特点是燃烧发热值比煤气大，成本低，操作使用简便，燃烧的火焰比较清洁，需注意安全操作。 B 助燃介质 助燃介质主要有压缩空气、鼓风气以及氧气。 a 压缩空气 压缩空气可使燃油类燃料介质喷射时具有一定的功能，且雾化成细小的颗粒状态，从而使烘烤火焰具有一定的喷射速度，且为燃油类介质的充分燃烧创造条件。 b 鼓风气 鼓风气可使燃油类介质或燃气类介质得到鼓风气流中氧气的助燃，使烘烤火焰得到充分的燃烧，鼓风气由鼓风机供给。 c 氧气 氧气可通过管道将其掺入鼓风气流中，使烘烤火焰得到完全、充分的燃烧。 4.2.4.3 钢包烘烤装置的主要结构、组成 A 钢包烘烤装置 由烘烤烧嘴、烘烤盖板、鼓风机、烘烤介质管道、管道调节阀、计量仪表等零部件组成，如图4-2所示。立式钢包烘烤装置还设置烘烤装置支架、烘烤盖支架及升降回转机构、钢包放置支架等零部件。卧式钢包烘烤装置还设置排气烟囱、烘烤盖板移动底座及传动机构、轨 道、钢包放置支架等部件，如图4-3所示。 a 烘烤烧嘴 烘烤烧嘴的作用是汇集和混合各种烘烤介质并喷射出烘烤火焰。烘烤烧嘴可分为燃油 烧嘴和燃气烧嘴及组合烘烤烧嘴。燃 油烧嘴需接人燃油介质管道、燃油的雾化 是靠压缩空气介质管道及鼓风气介质管 道实现;燃气烧嘴需接入燃气介质管道及 鼓风气介质管道;组合烘烤烧嘴则需接人 燃油介质管道、燃气介质管道、燃油雾化 所用压缩空气介质管道及鼓风气介质管 道。 b 烘烤盖板 烘烤盖板的作用是使钢包保温，减 少烘烤热量的散失。烘烤盖板分立式钢包 烘烤盖和卧式钢包烘烤盖板两种类型，它 们均由钢板焊接外壳和耐火衬组成。 (1) 立式钢包烘烤盖板的形状为圆形图4-2 立式钢包烘烤装置结构简图 结构，其面积稍大于钢包口的面积，烘烤1—钢包放置支架;2—钢包;3—烘烤盖板; 盖固定在烘烤盖支架上，且可作升降或回4—烘烤介质管道;5—烘烤盖板支架及升降、回转机构; 转移动，在烘烤盖中心开设烘烤烧嘴安装6—管道谓节阀;7—鼓风机消;8—烘烤装置支架 孔。 (2) 卧式钢包烘烤盖板的形状为方 形结构，其面积稍大于钢包口的面积， 烘烤盖板以竖立状态放置，其底部固定 在烘烤盖板移动底座上，且随移动底座 一起移动，在烘烤盖板上加工两个孔， 其中一孔为排烟孔，另一个孔为烘烤烧 嘴的安装孔。 c 鼓风机 鼓风机的作用是向烘烤烧嘴提供鼓 图4-3 卧式钢包烘烤装置结构简图 风气助燃介质，并使烘烤火焰具有一定 1—引风机(喷射排烟器);2—撑烟温度调节闸板(排烟压缩空气阀); 的喷射速度。在立式钢包烘烤装置中鼓 3—主进风调节闸板;4—主燃气(油)阀;5—钢包放置支架; 风机设置在烘烤装置支架上，在卧式钢 6—烘烤盖板;7—保焰烧嘴;8—点火电极;9—烘烤盖板移动底座; 包烘烤装置中鼓风机设置在烘烤盖板移 10—烧嘴;11—鼓风机;12—保焰燃烧阀;13—推车撬杠支杆; 动底座上。 14—换热器;15—电气控制箱;16—轨道及底板 d 烘烤介质管道 烘烤介质管道是将各种燃料介质及助燃介质从介质供应接口处输送、汇集到烘烤烧嘴接口处的管道设施。其中燃气介质管道和鼓风气介质管道因流量较大，故管径也较粗;燃油介质管道和压缩空气介质管道因流量较小管径也较细。 4.2.5 思考题 1.钢包烘烤装置有什么作用，它有哪几种类型, 2.什么是烘烤介质，它由哪些种类, 3.钢包烘烤装置主要由哪些零部件组成, 4.立式和卧式钢包烘烤装置各有哪些烘烤特点, 5.各种燃料介质有哪些特点，助燃介质各有哪些作用, 6.烘烤烧嘴有什么作用，可分为哪几种类型，它们各自需接人哪些种类的烘烤介质, 7.烘烤盖板有什么作用，可以分为哪几种类型, 8.新钢包如何进行烘烤, 9.新钢包烘烤目的是什么, 10.怎样减少烘烤钢包所消耗的燃料, 中间包烘烤: 4.18.4.1 中间包烘烤 根据烘烤要求的不同，中间包烘烤可分为3种类型: A 高温中间包 高温中间包是为某一特定的冶金过程要求而设置的，包衬为镁砖，预热温度为1500?左右。 B 热中间包 热中间包是较常见的一种中间包，工作层采用涂层或砖衬，预热温度为1100?。其中涂层中间包具有方便，便于机械化，成本低等优点，正逐步推广。常见的材料有镁质和镁铬质，烘烤制度为:常见300?，烘烤1.5h;300,1100?，烘烤,,1.5h。 C 冷中间包 所谓冷中间包就是在浇注前不需要烘烤即可使用，工作层材质为绝热板。常见绝热板材质又可分为硅质绝热板和镁质绝热板。用无机物作为结合剂的绝热板，由于无机盐中的结晶水会高温分解，使用前必须烘烤。国内多数使用的是有机物作为结合剂的绝热板，在使用前可不必烘烤。为使中间包开浇顺利，可以对绝热板预热。硅质绝热板可快速预热，预热时间在10,15min;镁质绝热板预热时间可较长。绝热板中间包烘烤和导热过程中必须防止绝热板塌落。 4.18.4.2 水口的烘烤 水口的烘烤主要指对中间包钢流控制系统中耐火材料的烘烤。尽管中间包钢流控制结构形式多种多样，但烘烤要求主要取决于耐火材料的材质。 铝碳质制品使用前必须烘烤，否则有开裂的可能。由于铝碳质制品低于500,600?时，随着温度上升，强度下降;在600,1300?之间，温度上升，强度提高，1300?，强度又随温度上升而下降。因此铝碳质制品预热烘烤时，要求快速升温，迅速达到1300?。 熔融石英质制品具有热导率小，热稳定性好的优点，不经烘烤或低温预热即可使用。石英质制品不宜在高温下长期烘烤，否则会方石英化，反使制品热稳定性下降，甚至会出现裂纹。 随着耐火材料的发展，各种新型耐火材料正不断涌现。如目前已研制出一种不经烘烤即可使用的铝碳质水口。 水口烘烤采用专用烘烤炉，对多流连铸机，装备有多只烘烤炉对每流水口单独烘烤，即使采用冷中间包工艺，为保证开浇顺利，水口烘烤也是不可少的。水口烘烤时，塞棒或滑板必须打开，以利于水口内壁得到较好的预热，对于冷中间包塞棒打开后，还可借助水口烘烤炉的火焰对塞棒头部进行预热。 4.18.4.3 中间包、水口烘烤对开浇和铸坯质量的影响 中间包、水口烘烤不良除对耐火材料的使用性能影响外，还关系到连铸开浇和铸坯质量。 A 对开浇的影响 高温钢液注入中间包时，中间包耐火材料有一个吸热过程，中间包预热温度越低，吸热量越多，当吸热量过大时，中间包底部钢液会局部凝固，在中间包水口处凝固的冷钢会造成塞棒无法与水口闭合，引起关不住事故;若吸热更加剧时，钢液甚至会在水口内结塞。在不提高钢液开浇温度的情况下，为解决冷中间包的开浇问题，可在水口处加入适量的发热剂，如Si-Ca粉等。 B 对铸坯质量的影响 中间包烘烤不良对铸坯质量的影响主要是气泡缺陷。当发现中间包开浇炉号头几块铸坯有气泡时，一般与中间包内水分有关，首先应从烘烤情况分析。水分对板坯气泡的影响非常敏感。通常在板坯连铸机上，中间包都进行烘烤预热。 4.18.4.4 中间包、水口烘烤装置 A 中间包、水口烘烤装置的作用 对中间包进行烘烤，可提高中间包内的耐火衬温度;去除其中的水分，可减少中间包内钢水的温降和热损耗。它一般安装在连铸平台上，在受钢前，将中间包的耐火衬预热到1100?。 B 中间包、水口烘烤装置 中间包、水口烘烤装置主要由烘烤烧嘴、转臂、燃气管路系统、空管路系统、鼓风机及调节控制阀等零部件组成。当中间包未烘烤时，转臂处于上升位置，待中间包进入烘烤工位，转臂作旋转运动，将烧嘴进入中间包盖的烘烤孔，然后点火，依靠火焰喷射，烘烤中间包的耐火衬，达到规定的温度。 烘烤烧嘴的作用是混合燃料介质和助燃介质，点火喷射出烘烤火焰，使燃料介质得到充分燃烧。 C 烘烤介质 中间包、水口烘烤装置的烘烤介质有燃料介质、助燃介质等。 a 燃料介质 燃料介质主要有燃油类和燃气类等两种，其中燃油类燃料介质有重油和轻柴油等，燃气类燃料介质有天然气和焦炉煤气等。中间包、水口的烘烤装置一般以煤气作为燃料介质。 b 助燃介质 助燃介质主要有压缩空气、鼓风气和氧气等，其中压缩空气可使燃油类介质产生的烘烤火焰，具有一定的喷射速度，为燃油类介质充分燃烧创造条件;鼓风气可使燃气类介质产生的烘烤火焰，得到充分的燃烧，且达到一定的火焰喷射长度;氧气可促使烘烤火焰得到完全、充分的燃烧。 4.18.5 思考题 1.简述中间包及水口烘烤操作步骤, 2.根据烘烤要求不同，中间包可分为哪3种, 3.中间包水口烘烤对开浇有何影响, 任务2.8 检查和使用连铸用其他工器具 手工割据: 15.2.4.1 手工氧气割炬的作用与特点 手工氧气割炬是一种通过手工操作来调节介质气体流量的火焰清理、切割工具。手工氧气割炬的原理是利用预热氧气和乙炔燃气介质的混合气体，在喷嘴口点火燃烧产生高热量的火焰来熔化局部金属，同时由喷嘴口喷出高压、高速的切割氧气把熔化的金属氧化并吹掉，从而实现对铸坯的火焰清理与火焰切割。手工氧气割炬具有结构简单、使用轻便、操作灵活、适用面广、作业场合较少限制等优点，但也存在操作条件差、污染严重、金属切损量较大等缺点。 15.2.4.2 手工氧气割炬的主要结构、组成与类型 手工氧气割炬主要由喷嘴、枪头、氧气输送管、燃气输送管、枪体、手柄、氧气流量调节阀、燃气流量调节阀、介质软管接头等部件组成。如图15-1所示。 A 喷嘴 喷嘴是手工氧气割炬中的重要部件，它直接关系到手工氧气割炬的火焰清理与火焰切割的作业效率与工作质量。喷嘴结构形式如图15-2所示。一般手工氧气割炬的喷嘴为内混式喷嘴，即预热氧气和燃气介质在喷嘴内部混合、在喷出喷嘴后点火燃烧，当喷嘴接近铸坯表面时才能进行火焰清理与火焰切割。 制造喷嘴的材料一般为铜合金，因为它具有耐高温、导热性好，在高温下不氧化且不与 铁发生化学反应等特性。 图15-1 手工氧气割炬结构简图 1—喷嘴头;2—锁紧螺母;3—喷嘴本体;4—枪头;5—燃气输送管; 6—氧气输送管;7—枪体;8—氧气流量调节阀;9—手柄;10—旋塞;11—介质软管接头 B 枪头 枪头的作用是连接喷嘴和氧气输送管及燃气输送管，并使 不同的介质气体通过输气分配管道与喷嘴上相应的介质气体通 道相通。在枪头内的输气分配管道中，氧气管道分为预热氧气 和切割氧气两路气流，并分别满足手工氧气割炬的火焰清理与 切割要求。 按手工氧气割炬的不同用途，枪头的形状有直角弯曲形和 直形两种类型。 C 氧气输送管、燃气输送管 氧气输送管和燃气输送管的作用是分别输送氧气与乙炔燃 图15-2 喷嘴结构简图 a—内混式 b—内混式 1—切割氧气入口;2—预热用氧气入口; 3—预热用乙炔燃气入口 气，连接枪头和枪体。 按手工氧气割炬的不同用途，氧气输送管和燃气输送管长度有普通型、加长型和特长型等类型。 D 枪体 枪体内部设置氧气和燃气输气管道，主要用于连接氧气输送管、燃气输送管和手柄，并安装氧气流量调节阀、燃气流量调节阀。 枪体与手柄、氧气输送管、燃气输送管、枪头等部件构成手工氧气割炬的主体结构。 E 手柄 手柄内部也设置氧气和燃气输气管道，用于连接枪体和氧气、燃气软管接头，并作为手工操作把持部分。 F 氧气流量调节阀 氧气流量调节阀的作用是调节进入枪体内的切割氧气流量大小，以满足火焰清理和火焰切割作业时，对切割氧气流量大小的需要。氧气流量调节阀设置在枪体顶部。 G 燃气流量调节阀 燃气流量调节阀的作用是调节、设定进入枪体内的乙炔燃气流量大小，以满足火焰清理和火焰切割作业时，对乙炔燃气流量大小的需要。燃气流量调节阀设置在枪体后侧部。 H 介质软管接头 介质软管接头包括氧气软管接头和乙炔燃气软管接头两部分，它们的一端设置在手柄的介质输入端，另一端分别与氧气供应橡胶软管和乙炔燃气供应橡胶软管相连接。 手工氧气割炬主要有普通型弯曲枪头割炬、加长型直形枪头割炬及特长型弯曲枪头割炬等类型。 计量装置: 15.4.4.1 连铸上常用的计量装置 连铸上常用的计量装置有流量表、压力表、拉速表，定尺仪。 流量表、压力表主要用于供水系统，浇注中，通过它们反映供水系统装置、管路是否漏水，以便确认，采取相应措施解决。 拉速表可以反映浇钢的速度快慢、是否平稳及目前是否尚在浇注等情况，以便确认生产是否处于正常状态之中。 而定尺仪(m)则是反映所浇出的铸坯长度多少(m)，实际生产中，一般允许存在一定的正负误差值。如:浇注长度为12m的铸坯时，一般铸坯如在11.95,12.05m范围内，均作合格坯料。 15.4.4.2 检查计量装置的目的 检查计量装置的目的是为了确保其完好，使其准确记录数值，反映生产实际情况。一旦出现异常应立即予以解决。 15.4.4.3 计量装置处于受控状态的原因 数值计量在实际生产中起着很大作用，计量装置处于受控状态，是为了确保其完好正常。如果一旦出现故障，可以马上采取措施，及时解决问题。同时，准确记录的数值可以为有关部 门作定量分析和定性分析参考。 检测器具: 15.5.4.1 连铸上常用的检测器具 连铸常用的检测器具主要有:测温仪、液面自动检测仪、卡尺、水平尺等。 测温仪主要用于对钢包、中间包内的钢水温度进行测定，根据所检测的数值确定浇注速度。 液面自动检测仪主要用于对浇注中的结晶器钢液面进行控制，使之始终自动控制在允许正常范围内，根据所检测的数值可以提供铸坯质量信息。 卡尺一般用于对结晶器断面尺寸是否出现变形。水平尺一般用于检验振动台、拉矫、二冷托辊是否水平。 15.5.4.2 检查检测器具的目的 检查检测器具的目的是为了确认其完好，能满足工艺需要，反映生产实际情况，根据所检测的数值，必要时可做定性分析。 15.5.4.3 检测器具处于受控状态的原因 检测器具的准确使用在实际工作中起很重要的作用，使其处于受控状态，是为了确保其完好正常，以便正常记录所测数值，为必要时进行定性分析提供依据。