薄板坯和中薄板坯連鑄技術(shù)的核心是結(jié)晶器。對(duì)于結(jié)晶器的研究主要有以下種類:
1、漏斗形結(jié)晶器
1)幾何形狀
德馬克公司ISP工藝的*代立彎式結(jié)晶器,上部是垂直段,下部是弧形段,側(cè)板可調(diào),上口斷面是矩形,尺寸為(60-80)mm×(650-1330)mm。意大利阿維迪廠采用了該工藝,并略作修改,上口斷面形狀,由原平行板形改為小漏斗形。
西馬克公司CSP工藝所用的漏斗形結(jié)晶器,上口寬邊兩側(cè)均有平行段,再與圓弧段相連接,上口斷面較大。這個(gè)漏斗形狀在結(jié)晶器內(nèi)保持到長(zhǎng)700mm,結(jié)晶器出口處鑄坯厚度為50-70mm。
2)主要特點(diǎn)
漏斗形結(jié)晶器打破了傳統(tǒng)板坯連鑄結(jié)晶器在任意橫截面均相同的限制,其結(jié)晶器腔內(nèi)凝固殼的形狀及大小按非矩形截面逐步縮小的規(guī)律變化。但是,鋼液在這種結(jié)晶器內(nèi)凝固時(shí)要產(chǎn)生變形,特別是拉坯過程中機(jī)械變形產(chǎn)生的應(yīng)力可能導(dǎo)致固液界面裂紋發(fā)生,并zui終影響熱軋帶卷的質(zhì)量。因此,漏斗形結(jié)晶器的理想形狀是盡量減小坯殼間兩相區(qū)的彎曲變形率,使坯殼在固液變形率小于發(fā)生裂紋的臨界應(yīng)變率。
2、H2結(jié)晶器
1)幾何形狀
意大利達(dá)涅利公司FISC工藝是其代表
FISC工藝優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)部容積達(dá),通過的鋼液流量大,且有更好的鋼液自然減*應(yīng)。該結(jié)晶器長(zhǎng)度為1200mm,寬度為1220-1620mm,厚度為50、60、65、70mm。
2)主要特點(diǎn)
該結(jié)晶器鼓肚形狀由上至下貫穿整個(gè)銅板,并一直延續(xù)到扇形I段的中部。結(jié)晶器出口處為將鑄坯鼓肚形狀矯平而特別設(shè)計(jì)了一組帶孔型的輥?zhàn)?,?duì)鑄坯鼓肚進(jìn)行矯平的設(shè)備長(zhǎng)度比僅用連鑄機(jī)結(jié)晶器時(shí)長(zhǎng)兩倍,即與僅用結(jié)晶器來矯平坯殼的鼓肚相比,坯殼上所受應(yīng)力大大降低。并且H2結(jié)晶器內(nèi)部體積增大,可以盛裝更多的鋼液。同時(shí),結(jié)晶器上部尺寸加大,可使水口形狀設(shè)計(jì)更合理,保證結(jié)晶器內(nèi)液面穩(wěn)定,提高保護(hù)渣的潤(rùn)滑效果,改善熱交換條件,提高拉速,減少裂紋傾向。
3、平行板形直結(jié)晶器
1)幾何形狀
奧鋼聯(lián)公司CONROLL工藝是其代表。
CONROLL工藝的平行板形直結(jié)晶器,浸入式水口也是扁平,鋼液從水口兩側(cè)壁流出。結(jié)晶器斷面尺寸為(70-135)mm×1500mm。
2)主要特點(diǎn)
平行板形直結(jié)晶器內(nèi)腔的橫截面從上到小均為全等矩形,在鑄坯厚度較薄情況下,可避免因鑄坯變形產(chǎn)生的坯殼應(yīng)力,而且在寬度和長(zhǎng)度方向上,結(jié)晶器熱量能夠保證均勻散失。
漏斗形結(jié)晶器、H2結(jié)晶器、平行板形直結(jié)晶器各有特點(diǎn),從坯殼受力情況來看,平行板形直結(jié)晶器優(yōu)于漏斗形和H2結(jié)晶器,從空間大小來看,漏斗形和H2結(jié)晶器優(yōu)于平行板形直結(jié)晶器。目前,國(guó)內(nèi)研發(fā)主要集中在漏斗形結(jié)晶器,并應(yīng)用于多條薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線。今后應(yīng)在H2結(jié)晶器、平行板形直結(jié)晶器方面的關(guān)注研究。