連鑄結(jié)晶器

前言

正如殷瑞鈺院士在其著作《冶金流程工程學(xué)（第2版）》中所述的那樣，今天我國鋼鐵工業(yè)得到突飛猛進(jìn)的發(fā)展，正是得益于20世紀(jì)90年代我國鋼鐵工業(yè)先后重點(diǎn)突破了6項(xiàng)對鋼廠生產(chǎn)流程聯(lián)系緊密、結(jié)構(gòu)影響力大的關(guān)鍵技術(shù)和能使鋼廠用得上的先進(jìn)或?qū)嵱玫墓残约夹g(shù)，這其中排第一位的就是連鑄技術(shù)。我國連鑄技術(shù)的發(fā)展過程經(jīng)歷了“以連鑄為中心，煉鋼為基礎(chǔ)，設(shè)備為保證”、“以煉鋼爐一爐外精煉一連鑄機(jī)三位一體組合優(yōu)化”和“以發(fā)展高效、高速連鑄技術(shù)和近終形連鑄技術(shù)為重點(diǎn)進(jìn)一步大跨度協(xié)調(diào)優(yōu)化”等三個階段。連鑄技術(shù)通過工藝優(yōu)化、裝備改良和國產(chǎn)化等途徑有了長足進(jìn)步，影響與帶動了鋼鐵生產(chǎn)流程及前后工序技術(shù)的優(yōu)化，如促進(jìn)了爐外精煉技術(shù)、高效連鑄技術(shù)與裝備、薄板坯連鑄連軋等的快速發(fā)展，提高了鋼材質(zhì)量，提高了生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了鋼鐵工業(yè)的清潔生產(chǎn)、節(jié)能與可持續(xù)發(fā)展。近年來，我國連鑄比迅速提高，連鑄比已達(dá)到98％以上，重點(diǎn)企業(yè)已實(shí)現(xiàn)全連鑄。中國正在大步從鋼鐵大國邁向鋼鐵強(qiáng)國，全面總結(jié)代表現(xiàn)代鋼鐵生產(chǎn)流程核心技術(shù)的連鑄技術(shù)，是新時期對鋼鐵工作者提出的高層次要求，是鋼鐵工作者的歷史使命。通過我國連鑄工作者的不懈努力，連鑄的理論研究、生產(chǎn)工藝、設(shè)備制造與自動化等方面已取得大量的科研成果。為了進(jìn)一步促進(jìn)我國連鑄技術(shù)的發(fā)展，我們共同組織編寫一套《連續(xù)鑄鋼技術(shù)叢書》。這套叢書旨在反映國內(nèi)外連續(xù)鑄鋼先進(jìn)技術(shù)水平，具有科學(xué)性、指導(dǎo)性和實(shí)用性，并與鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合。希望這套叢書的出版能為國內(nèi)連鑄領(lǐng)域的工程技術(shù)人員、生產(chǎn)人員、科研人員、管理人員，以及高等學(xué)校7臺金工程專業(yè)的教學(xué)人員提供有價值的參考。

內(nèi)容概要

　　《連鑄結(jié)晶器》在闡明連鑄結(jié)晶器內(nèi)鋼水流動、傳熱、凝固行為、坯殼生長、產(chǎn)生應(yīng)力等熱狀態(tài)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)介紹了影響這一過程的結(jié)晶器的設(shè)計、制造與應(yīng)用、操作及相關(guān)工藝技術(shù)，還介紹了鑄坯質(zhì)量保障措施和結(jié)晶器專家系統(tǒng)等?！　　哆B鑄結(jié)晶器》可供從事連鑄設(shè)計、制造、生產(chǎn)、科研、管理和教學(xué)的人員閱讀參考。

書籍目錄

1  連鑄結(jié)晶器鋼水凝固與熱量傳輸1.1  結(jié)晶器熱量傳輸過程1.1.1  鋼水凝固熱量釋放1.1.2  結(jié)晶器鋼水熱量傳遞1.1.3  熱量傳遞機(jī)構(gòu)1.1.4  影響結(jié)晶器傳熱的因素1.2  結(jié)晶器彎月面區(qū)鋼水凝固行為1.2.1  結(jié)晶器鋼液彎月面形成1.2.2  結(jié)晶器彎月面渣子行為1.2.3  結(jié)晶器彎月面初生坯殼凝固鉤形成1.2.4  結(jié)晶器彎月面區(qū)凝固坯殼振痕形成1.2.5  包晶相變對凝固坯殼收縮的影響1.3  結(jié)晶器凝固坯殼生長1.3.1  結(jié)晶器初生坯殼的凝固結(jié)構(gòu)1.3.2  結(jié)晶器初生凝固坯殼均勻性1.3.3  結(jié)晶器凝固坯殼生長1.4  結(jié)晶器鋼水凝固傳熱數(shù)學(xué)模型1.4.1  結(jié)晶器凝固傳熱數(shù)學(xué)模擬概述1.4.2  結(jié)晶器鑄坯溫度場數(shù)學(xué)模擬中幾個問題處理1.4.3  結(jié)晶器鋼水凝固傳熱數(shù)學(xué)模型1.4.4  數(shù)學(xué)模型應(yīng)用1.5  結(jié)晶器銅板溫度場數(shù)學(xué)模型1.5.1  解析結(jié)晶器銅板溫度場的意義1.5.2  板坯結(jié)晶器的銅板導(dǎo)熱數(shù)學(xué)模型1.5.3  結(jié)晶器銅板溫度場數(shù)學(xué)模型應(yīng)用參考文獻(xiàn)2  連鑄板坯結(jié)晶器設(shè)計2.1  板坯結(jié)晶器的形式2.2  板坯結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)2.2.1  用于電動機(jī)械式振動的結(jié)晶器2.2.2  用于液壓振動的結(jié)晶器2.3  板坯結(jié)晶器的設(shè)計參數(shù)2.3.1  結(jié)晶器的長度2.3.2  結(jié)晶器的斷面尺寸和倒錐度2.3.3  結(jié)晶器銅板的材質(zhì)2.3.4  結(jié)晶器銅板的鍍層2.3.5  結(jié)晶器銅板的厚度2.3.6  結(jié)晶器銅板冷卻水量和流速2.3.7  結(jié)晶器銅板水槽的分布2.3.8  結(jié)晶器調(diào)寬力的計算2.3.9  結(jié)晶器單邊調(diào)寬行程2.4  板坯結(jié)晶器的裝配、調(diào)整和運(yùn)轉(zhuǎn)2.4.1  結(jié)晶器使用前的檢查2.4.2  結(jié)晶器的調(diào)整和對中2.4.3  結(jié)晶器的準(zhǔn)備2.4.4  開澆前的前提條件2.4.5  結(jié)晶器的故障參考文獻(xiàn)3  連鑄方坯、圓坯、異形坯結(jié)晶器設(shè)計3.1  連鑄方坯（小方坯、大方坯）結(jié)晶器的設(shè)計3.1.1  方坯結(jié)晶器的形式及技術(shù)要求3.1.2  方坯結(jié)晶器斷面選取原則3.1.3  方坯結(jié)晶器的主要設(shè)計參數(shù)3.1.4  方坯結(jié)晶器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.1.5  方坯結(jié)晶器技術(shù)的發(fā)展3.2  連鑄圓坯結(jié)晶器的設(shè)計3.2.1  圓坯結(jié)晶器的形式及技術(shù)要求3.2.2  圓坯結(jié)晶器的內(nèi)腔斷面選取原則3.2.3  圓坯結(jié)晶器的主要參數(shù)3.2.4  圓坯結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.3  連鑄異形坯結(jié)晶器的設(shè)計3.3.1  異形坯結(jié)晶器的形式及技術(shù)要求3.3.2  異形坯結(jié)晶器的內(nèi)腔斷面選取原則3.3.3  異形坯結(jié)晶器的主要參數(shù)3.3.4  異形坯結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)參考文獻(xiàn)4  薄板坯連鑄結(jié)晶器設(shè)計4.1  薄板坯連鑄結(jié)晶器的類型4.2  漏斗形薄板坯連鑄結(jié)晶器的內(nèi)腔形狀設(shè)計原理4.2.1  結(jié)晶器寬面設(shè)計4.2.2  結(jié)晶器窄面設(shè)計4.3  薄板坯連鑄結(jié)晶器內(nèi)腔工藝尺寸和結(jié)構(gòu)設(shè)計4.3.1  結(jié)晶器內(nèi)腔工藝尺寸4.3.2  背腔冷卻水通道形狀設(shè)計4.3.3  銅板材質(zhì)的選擇4.3.4  表面鍍層4.3.5  結(jié)晶器結(jié)構(gòu)4.4  結(jié)晶器的維修參考文獻(xiàn)5　板坯連鑄結(jié)晶器制造與應(yīng)用5.1  幾種典型結(jié)晶器結(jié)構(gòu)簡介5.1.1  西馬克一德馬格機(jī)型5.1.2  奧鋼聯(lián)機(jī)型5.1.3  達(dá)涅利戴維機(jī)型5.1.4  SPCO機(jī)型5.2  結(jié)晶器材料的選擇與應(yīng)用5.2.1  結(jié)晶器焊接件的材料選擇_5.2.2  銅板母材材料的選擇與應(yīng)用5.2.3  結(jié)晶器銅板表面處理的材料選擇與應(yīng)用5.3  結(jié)晶器制造5.3.1  結(jié)晶器焊接件制造方法5.3.2  結(jié)晶器支撐框架制造5.3.3  板坯連鑄結(jié)晶器水箱制造5.3.4  結(jié)晶器銅板制造5.3.5  結(jié)晶器調(diào)寬裝置制造5.3.6  結(jié)晶器足輥制造5.3.7  結(jié)晶器安裝5.3.8  薄板坯結(jié)晶器制造5.3.9  薄帶結(jié)晶器制造5.3.1  0結(jié)晶器銅板表面處理5.4  結(jié)晶器的應(yīng)用與維護(hù)5.4.1  結(jié)晶器對中5.4.2  結(jié)晶器在線檢查5.4.3  結(jié)晶器銅板失效分析5.4.4  夾緊裝置失效分析5.4.5  調(diào)寬裝置失效分析5.4.6銅板修復(fù)5.4.7水箱修復(fù)5.4.8結(jié)晶器足輥修復(fù)參考文獻(xiàn)6  方坯、圓坯和異形坯結(jié)晶器制造與應(yīng)用6.1概述6.2結(jié)晶器制造標(biāo)準(zhǔn)和材質(zhì)的選擇6.2.1結(jié)晶器制造標(biāo)準(zhǔn)6.2.2管式結(jié)晶器的材料和理化性能6.3方坯和矩形坯結(jié)晶器的制造6.3.1結(jié)晶器銅管結(jié)構(gòu)形式和尺寸公差6.3.2銅管參數(shù)和材質(zhì)的選擇6.3.3毛坯銅管的制造6.3.4成形銅管的制造6.3.5導(dǎo)流水套、外水套和足輥6.3.6方坯和矩形坯結(jié)晶器的總成6.4方坯結(jié)晶器的使用和維護(hù)6.4.1連鑄方坯的質(zhì)量與結(jié)晶器的使用6.4.2影響方坯結(jié)晶器銅管過鋼量的因素6.4.3提高銅管過鋼量的措施6.4.4銅管的修復(fù)6.5矩形坯組合式結(jié)晶器的改造6.5.1管式結(jié)晶器和組合式結(jié)晶器6.5.2大斷面矩形坯結(jié)晶器的銅管6.5.3大斷面矩形坯結(jié)晶器總成及應(yīng)用6.6圓坯結(jié)晶器的制造與應(yīng)用6.6.1圓坯結(jié)晶器銅管6.6.2導(dǎo)流水套的制造與工藝6.6.3圓坯結(jié)晶器總成6.7異形坯結(jié)晶器的制造與應(yīng)用6.7.1國內(nèi)的異形坯連鑄機(jī)6.7.2異形坯結(jié)晶器6.7.3異形坯結(jié)晶器的銅管6.7.4異形坯管式結(jié)晶器的總成6.8成品銅管的貯運(yùn)和保管6.8.1質(zhì)量證明書6.8.2銅管的包裝6.8.3銅管的運(yùn)輸6.8.4  銅管的儲存參考文獻(xiàn)7  結(jié)晶器操作7.1  開澆操作7.1.1  開澆前的準(zhǔn)備工作7.1.2  結(jié)晶器、引錠頭的密封操作7.1.3  手動開澆操作7.1.4  自動開澆操作7.1.5  開澆升速操作7.2  正常澆鑄操作7.2.1  保護(hù)渣操作7.2.2  快換水口操作7.2.3  快換中間包操作7.2.4  異鋼種連澆操作7.2.5  在線調(diào)寬操作7.3  澆鑄結(jié)束操作7.4  操作異常及對策7.4.1  開澆自動流鋼7.4.2  中間包開澆后控制失靈7.4.3  澆鑄過程中控流失靈7.4.4  浸入式水口和座磚間隙漏鋼7.4.5  中間包滑板漏鋼7.4.6  浸入式水口穿、裂7.4.7  水口逐漸堵塞7.4.8  水口突然堵塞7.4.9  結(jié)晶器漏鋼7.4.1  0掛鋼、粘連和結(jié)冷鋼7.4.1  l坯尾漏鋼7.4.1  2結(jié)晶器下渣7.4.1  3結(jié)晶器斷水7.4.1  4結(jié)晶器振動故障8  結(jié)晶器振動8.1  概述8.1.1  振動的結(jié)晶器使連鑄生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)工業(yè)化8.1.2  結(jié)晶器振動方式的發(fā)展8.1.3  結(jié)晶器潤滑8.1.4  鑄坯表面振痕……9　結(jié)晶器鋼水流量控制及控流裝置的設(shè)計10　連鑄結(jié)晶器內(nèi)流動控制11　連鑄保護(hù)渣12　連鑄用結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)13　結(jié)晶器專家系統(tǒng)參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：2　連鑄板坯結(jié)晶器設(shè)計在板坯連鑄機(jī)中，結(jié)晶器是一個非常重要的設(shè)備。結(jié)晶器為坯殼形成的最初階段提供了冷卻、幾何形狀和空間。連續(xù)注入的鋼水通過形成結(jié)晶器內(nèi)腔的水冷銅板強(qiáng)制冷卻逐步凝固成形，成為具有一定厚度坯殼的鑄坯，并被連續(xù)不斷地從結(jié)晶器下口拉出。這個過程是在鋼水（坯殼）與結(jié)晶器之間具有連續(xù)的相對運(yùn)動下進(jìn)行的，因此結(jié)晶器一直承受著鋼水靜壓力、坯殼與銅板問摩擦力、鋼水熱量的傳導(dǎo)等因素的影響，使結(jié)晶器始終處在機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力的綜合作用下，工作條件極為復(fù)雜。這就對結(jié)晶器的設(shè)計提出了很高的要求。結(jié)晶器在生產(chǎn)過程中，是否能夠保證均勻強(qiáng)化的冷卻，以及在機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力的綜合作用下不致產(chǎn)生變形，是保證鑄坯質(zhì)量、降低溢漏率、提高結(jié)晶器使用壽命的基礎(chǔ)。因此，一個設(shè)計良好的結(jié)晶器應(yīng)滿足下列基本要求：（1）要有良好和均勻的導(dǎo)熱性能；（2）結(jié)構(gòu)合理，并具有足夠的剛性，能夠在承受劇烈的溫度變化時變形小，銅板內(nèi)壁要有良好的耐磨性能；（3）在保證結(jié)晶器剛性的前提下，盡量減輕結(jié)晶器的重量，以便減小振動時的慣性力，使結(jié)晶器的運(yùn)動平穩(wěn)可靠；（4）結(jié)構(gòu)盡量簡單，可接近性好，便于制造、安裝和調(diào)整。設(shè)計結(jié)晶器時要處理好的幾個主要問題是：結(jié)晶器內(nèi)鋼水凝固與傳熱的基本概念（參見本書第1章）；結(jié)晶器的形式；結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)；結(jié)晶器的設(shè)計參數(shù)以及結(jié)晶器的裝配、調(diào)整及運(yùn)轉(zhuǎn)。2.1　板坯結(jié)晶器的形式按結(jié)構(gòu)形式區(qū)分，現(xiàn)代板坯連鑄機(jī)的結(jié)晶器通常采用組合式結(jié)晶器；按連鑄機(jī)機(jī)型區(qū)分，有直結(jié)晶器和弧形結(jié)晶器兩種。與弧形結(jié)晶器相比，直結(jié)晶器有以下特點(diǎn)：（1）在采用合適錐度的前提下，鑄坯與銅板之間不易形成氣隙，在結(jié)晶器全長上接觸均勻，坯殼形成迅速且均勻，可最大程度地防止漏鋼。

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《連鑄結(jié)晶器》由冶金工業(yè)出版社出版。

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