連續鑄鋼過程中，從結晶器出來的鑄坯凝固殼很薄，由於鋼水靜壓力作用，有很大的外脹力，需要對鑄坯進行支撐和夾持，同時要對鑄坯噴水強制冷卻，使鑄坯坯殼繼續增厚，直至大部分凝固，鑄坯導向和二次冷卻裝置就是起這種作用的連鑄設備。
同時，鑄坯導向裝置還起著為引錠桿導向的作用。該裝置主要由輥子、噴水集管和噴嘴等組成。有的連鑄機澆注斷面變化範圍大，還設有內弧輥調節機構。
基本介紹
- 中文名：鑄坯導向和二次冷卻裝置
- 外文名：strand guide andsecondary cooling equipment
- 學科：冶金工程
- 套用領域：鑄鋼
- 作用：對鑄坯進行支撐、夾持冷卻
- 組成部分：輥子、噴水集管和噴嘴等
介紹,方坯連鑄機導向段,板坯連鑄機鑄坯導向段,二次冷卻裝置,二次冷卻方式,
介紹
連續鑄鋼過程中，從結晶器出來的鑄坯凝固殼很薄，由於鋼水靜壓力作用，有很大的外脹力，需要對鑄坯進行支撐和夾持，同時要對鑄坯噴水強制冷卻，使鑄坯坯殼繼續增厚，直至大部分凝固。鑄坯導向和二次冷卻裝置就是起上述作用的連鑄設備。同時，鑄坯導向裝置還起著為引錠桿導向的作用。該裝置主要由輥子、噴水集管和噴嘴等組成。有的連鑄機澆鑄斷面變化範圍大，還設有內弧輥調節機構。
方坯連鑄機導向段
方坯連鑄機導向段，特別是小方坯連鑄機由於澆注斷面較小，冷卻快，鋼水靜壓力小，鑄坯出結晶器時坯殼已可以支承自身，鼓肚(見鼓肚與菱變)傾向小，導向裝置只設定少量輥子用於引錠桿的導向。(見圖1)。斷面較大的方坯連鑄機在結晶器之下設定了一段四面夾持的輥子，對大方坯夾持和導向。
板坯連鑄機鑄坯導向段
2板坯澆注面大，故其導向段結構比較複雜。為了防止板坯鼓肚變形，鑄坯導向裝置由一系列密排的夾持輥組成，這些輥子從上到下輥徑逐漸增大，輥間距也逐漸增大。為提高輥子的剛度和強度，在澆注較寬板坯需要較長的輥身時，需將輥子分成2～3節，中間加支撐，這樣的輥子稱為分節輥。為便於檢修，由幾組輥子組成一個整體結構，稱為扇形段。根據不同的區域和不同的作用，又將扇形段分為支撐導向段、弧形導向段、矯直段和水平段。
支撐導向段通稱扇形段0段，是緊隨結晶器之下的一組輥段，通常與振動裝置的主要部件組成快速更換台，可以整體吊裝，線外檢修。對直弧型連鑄機，鑄坯在這一段通過多點彎曲，過渡到固定弧形半徑的弧形。支撐導向段主要由輥子、輥子軸承座、前框架，後框架，側框架、緩衝裝置、冷卻水配管等組成。弧形導向段是引導扇形0段來的板坯並進行拉坯，對板坯連續噴水冷卻並引導和夾送引錠桿。這一段弧形半徑固定，由多個扇形段組成，稱為扇形段1段、2段……×段。每個扇形段有4～7組輥子。
各個扇形段儘量做成一樣，使其具有互換性。為了夾送引錠桿和拉坯，從某個扇形段開始就設定驅動輥。這一段結構由內、外弧框架、側框架、內外弧輥子及軸承。各種管線、電機及減速裝置和液壓缸等組成。內、外弧框架的夾緊和升降有電動——機械和液壓兩種方式，液壓方式結構簡單、自重輕，但調節開口度時需人工介入。電動—機械方式結構複雜，設備自重大，但可以遠距離調節。
圖2為一個扇形段的結構。矯直段在弧形導向段之下。鑄坯在這一段中被單點、多點矯直或連續矯直，一般由1～2個扇形段組成，其稱謂沿稱扇形段×段。每個扇形段也有4～7對輥子。結構形式與弧形導向段類似，但該段中各個扇形段不能互換。水平段在矯直段之後。經過矯直的板坯還未完全凝固，在該段還需支承和導向。水平段的長度根據冶金長度而定，其結構也類似於弧形導向段。
二次冷卻裝置
設定在二冷室中每個扇形段內，由冷卻水總管、支管和噴嘴組成。它的作用是將霧化的細小水滴直接噴射到高溫鑄坯的表面，加速熱量的傳遞，使坯殼不斷加厚。二次冷卻一般均分區調節水量和水壓。方坯連鑄機分3～5個區，板坯連鑄機分8～10區。二冷噴嘴為銅質，有全水冷卻噴嘴和氣霧冷卻噴嘴兩大類。全水冷卻噴嘴有扁平式、錐形和螺旋形等不同型式。氣霧噴嘴是高壓空氣和水從兩個方向進入噴嘴內混合，利用壓縮空氣把水滴霧化成極細的水滴而噴射出來，這種噴嘴水流量調節範圍大，水滴直徑小，冷卻效率高。噴嘴的特性包括不同供水壓力下水流量、水流密度分布、噴射角，水霧直徑和水滴速度等。
二次冷卻方式
熱軋鋼材進行一次快冷之後，立即進入冷卻的第二階段，即所謂的二次冷卻。二次冷 卻的目的是控制鋼材相變時的冷卻溫度和冷卻速度以及停止控冷的溫度，以保證獲得要求 的相變組織和性能。
二次冷卻根據鋼種和組織性能要求不同，冷速可以在很大範圍內變化，各種冷卻速度 可以通過等溫相變、爐冷、緩冷、風冷、水冷和空冷等不同冷卻方式得到。
二次冷卻的終冷溫度一般是控制到相變結束。Si-Mn鋼和含鈮低合金鋼二次冷卻終了 溫度一般控制在600℃左右。軋後一次冷卻和二次冷卻對一些鋼種可以連續進行。
對低碳鋼、低合金鋼、微合金化低合金鋼軋後快速冷卻，終了溫度可以達到珠光體相 變結束，然後空冷。所得金相組織為細鐵素體和細珠光體及彌散的碳化物。
對高碳鋼和高碳合金鋼軋後快冷的第一階段可以冷至珠光體相變溫度，從而阻止奧氏 體晶粒長大和碳化物由奧氏體中析出形成粗大的網狀碳化物，達到降低網狀碳化物級別和 細化珠光體球團尺寸的效果。同時，二次冷卻可減小珠光體片層間距並改變其形貌。如果 對高碳工具鋼和軸承鋼採用等溫轉變可以得到變態珠光體或變態索氏體組織，碳化物形成 半球化甚至球化狀態。這將大大縮短後部球化退火時間。
