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          濰坊市浩宇結晶器有限公司
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          詳細信息

          新型大方坯連鑄結晶器
            所謂整體式結晶器是一種新概念結晶器,這種結晶器不僅滿足結晶器內腔“自由裝配”的要求,而且幾乎無需任何改動就可以很方便地應用在現有結晶器的外圍設備上。用一個帶有整體水冷系統和不銹鋼支撐套管的薄壁結晶器銅管替代了傳統的銅板裝置。在澆鑄操作時,這種設計使結晶器銅管沒有自由熱膨脹的問題,從而保證了結晶器內腔的穩定性。非常薄的結晶器銅管壁可使銅管的熱面溫度降得很低,從而在很大程度上延長了結晶器的使用壽命。
            作為解決長期以來存在于結晶器銅管內角部與鑄坯坯殼間氣隙問題的方法,康卡斯特研制出了一種新型的結晶器銅管系統,即所謂的整體式結晶器?,F有的板式結晶器可以很容易地改造成整體式結晶器。在德國ArcelorMittal Ruhrort大方坯連鑄機的正常生產條件下,整體式結晶器已經通過了大量的試驗,試驗時使用的鑄坯斷面尺寸是265×385mm2。就在試驗階段結論得出的同時,Ruhrort將其鑄機的六個流全部都安裝上了這種新型的整體式結晶器,并用其進行正常的生產操作。
            用以避免角部缺陷的設計
            板式結晶器結構上的薄弱環節就在沿長度方向上的結晶器銅板間連接處形成的角部區域。很多連鑄機操作的經驗表明:澆鑄一定爐數后,氣隙(最大有零點幾毫米)出現在結晶器窄面和寬面連接處的角部區域。研究表明:表面缺陷,即所謂的鑄坯折皺或振痕,與氣隙的存在有直接的關系。而且結晶器內的熔渣也可能流入結晶器角部的氣隙,在結晶器銅板連接處的這一關鍵區域使結晶器銅板的磨損增加。
            為解決上面所提到的問題,康卡斯特研制出整體式結晶器,不僅可以滿足結晶器內腔“自由裝配”的要求,而且無需任何改動就能很容易地裝配到現有結晶器的外圍設備上(結晶器的外圍設備主要指水箱、放射源式結晶器液面自動控制系統和電磁攪拌設備等)。僅用帶有整體水冷系統和不銹鋼支撐套管的薄壁結晶器銅管(見圖1和圖2)代替傳統的銅板裝置即可,結晶器構件中所有其它的組件均可保留而無需進行任何改動。結晶器銅管與支撐套管間的連接應用了特殊成形和拆分式連接的專利技術(見圖3)。在澆鑄操作時,這種設計形式使結晶器銅管沒有自由熱膨脹的問題,從而保證了結晶器內腔的穩定性。非常薄的結晶器銅管壁可使銅管的熱面溫度降得很低,從而在很大程度上延長了結晶器的使用壽命。
            操作試驗順利通過
            整體式結晶器的使用試驗是在德國Arcelor-Mittal Ruhrort六機六流大方坯連鑄機其中的一個流上進行的,鑄坯斷面尺寸為265×385mm2,鑄機弧半徑為11.95/18 m,每爐澆鑄鋼水的重量為150 t。試驗是在該大方坯連鑄機正常生產的條件下進行的。試驗結晶器的安裝不需改變任何設備或連接裝置。試驗開始于2007年1月底,試驗的結晶器使用了9個澆次共澆鑄了1000多爐鋼(鋼包容量為150 t)。試驗期間生產了約2.5萬t大方坯。所生產的鋼種中不但包括各種鐵道用鋼(約占32.2%),而且包括易切削鋼、彈簧鋼、鍛造用鋼、軸承鋼和滾珠軸承鋼、冷鐓鋼、建筑用鋼和高碳鋼等。
            在開始使用新型結晶器進行試驗前,對結晶器電磁攪拌磁場的強度進行了測量。測量結果表明:管式結晶器與銅層厚度約為28 mm的板式結晶器具有相同的電磁場攪拌效果。
            在噴丸和清洗處理后對生產出的大方坯的表面質量,尤其是鑄坯角部的表面質量,進行了肉眼的觀察和檢驗(見圖4)。結果表明:用新型結晶器銅管澆鑄的大方坯表面質量良好,并未發現任何以前見到過的表面缺陷。整體式結晶器銅管在解決板式結晶器內由氣隙引起的鑄坯角部缺陷問題方面具有非常顯著的效果。
            對生產出的大方坯的內部質量進行了金相和鑄坯低倍酸浸及硫印檢驗。所有的鑄坯樣品均未發現內部裂紋(凝固時產生的裂紋),尤其未在最關鍵的鑄坯角部區域發現凝固裂紋(見圖5 和圖6)。
            結晶器銅管的磨損和返修
            每個澆次結束時均要對結晶器銅管的磨損程度進行檢查,并且分別在澆鑄288爐、500爐和1000爐后,在結晶器修理車間檢查結晶器銅管時,對銅管的尺寸進行了測量。整體式結晶器沒有熱變形,尤其是在彎月面下的高溫區也沒有熱變形,結晶器內腔的幾何尺寸表現出了更加穩定的特性。對于結晶器內壁下部的磨損量來說,即便是僅帶有很薄Cr涂層(涂層厚度為150μm)的新型整體式結晶器銅管也要比帶有較厚Ni涂層(涂層厚度為3mm)的板式結晶器銅板的磨損量小很多。
            結論
            在板式結晶器角部長久以來一直存在的氣隙問題已經被新型的整體式結晶器完全消除了。此外,已經確認新型結晶器系統還具有更多的優良特性。在使用板式結晶器時,在銅板間結合處由于產生的氣隙所造成的大方坯角部的表面缺陷已被新型整體式結晶器所克服和消除。
            僅用很低的投資費用就可以很容易地將新型結晶器套管裝配到現有的結晶器外圍設備上。在新型結晶器銅管的整個使用壽命期限內,由于在水箱中的結晶器內腔始終保持相同的位置狀態,結晶器的安裝、對中比以前更為簡便。
            勿庸置疑,因為要在結晶器使用壽命期限內盡量減少甚至消除結晶器銅管壁的磨損,所以在結晶器冷卻、熔融態保護渣的流入和結晶器電磁攪拌方面更為一致和持續的改進已經在進行中。由于銅管壁磨損的減少和整個銅管上溫度分布的更為均勻,結晶器的壽命得以延長。舊銅管的更換也相對便宜和可靠。
            基于這些明確的試驗結果,ArcelorMittal 于2007年底決定在其大方坯連鑄機的六個流上全部安裝這種新型的整體式結晶器。

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