一 : 铸造工艺图与铸件图？
第四节 铸造工艺图与铸件图
为保证铸件的质量，提高产生产率，降低成本，铸造生产需根据零件的结构特点、技术要求、生产批量和生产条件等进行铸造工艺设计，并绘制成图。（www.61k.com。铸造工艺图是根据上述要求表示铸型分型面、浇冒口系统、浇注系统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷铁、保温衬板）等的图样。它是按规定的工艺符号或文字、数字，将制造模样和铸型所需的资料，用红蓝线条直接绘在铸件图上或另绘在工艺图样上，是进行生产准备、指导铸件生产的基本工艺文件。
铸件图是指反映铸件实际形状、尺寸和技术要求的图样。它是根据铸造工艺图绘制的，用图形、工艺符号和文字标注。其内容：包括切削余量、工艺余量、不铸出的孔槽、铸件尺寸工差、加工基准、铸件金属等级、热处理规范、铸件验收技术条件等。铸件图是铸造生产、
教学内容及步骤：
技术检验、铸件清理和成品检验的依据，也是设计、制造工艺装备和切削加工的依据。
第五节 铸件的结构工艺性 铸件的结构工艺性是指所设计的零件在满足使用性能要求的前提下，铸造成形的可行性和经济性及铸造成形的难易程度。铸件结构工艺性是否合理直接影响着铸件质量、生产率以及成本。
一、铸造工艺对铸件结构的要求
1、铸件外形应力求简单
铸件外形尽可能采用平直轮廓，尽量少用非圆曲面，以便于制模、造型和简化铸造生产的各个工序，如下图所示（图中A、B处是曲面）。
2、分型面应少而简单
铸件分型面的数量应尽量少，且尽量为平面，以利于减少砂箱数量和造型工时，简化造型工艺，提高铸件尺寸精度。如下图所示。
3、尽量或少用型芯和活块
型芯和活块会增加工艺的复杂性，增加工作量，提高成本，并易产生缺陷，如下图所示。
4、应有结构斜度
凡垂直于分型面的非加工面都应有一定的倾斜度，即结构斜度。如下图所示。结构斜度可使起模方便，延长模样寿命，起模时不易损坏型腔表面，从而提高了铸件的尺寸精度，此外，结构斜度还可使铸件美观。
二、 铸造性能对铸件结构的要求
1、 铸件壁厚应力求均匀
铸件壁厚不均匀，会导致冷却不均匀，引起大的内应力，从而使铸件产生变形和裂纹，还会因金属积聚产生缩孔，铸件壁厚只有选择适当，才能保证铸件的力学性能。
铸件的最小壁厚主要取决于合金的种类、铸造方法和铸件尺寸。砂型铸造的最小壁厚见下表。
表14－3 砂型铸造的最小壁厚
为保证壁厚均匀和铸件的力学性能，设计结构时，应根据载荷性质和大小，合理选择截面形状，并在脆弱处增设加强筋。为减轻铸件的重量，便于固定型芯可在壁厚处开窗口，如下图所示。
2、铸件壁的连接应逐步过渡
(1)圆角结构
(2) 厚薄壁间的连接应逐步过渡
(3) 肋或壁的连接应避免交叉和锐角
3、铸件应尽量避免有过大的水平面
4、铸件结构应有利于自由收缩
三、组合铸件的应用
对于大型或形状复杂的铸件，在不影响其精度、强度和刚度的要求下，为使铸件结构简单合理，便于造型、浇注和切削加工，可将其分成几个小铸件进行分铸，经机加工（或粗加工）后，再用焊接或螺栓将其组合成整体
二 : 织造设备与工艺：织造设备与工艺-图书信息，织造设备与工艺-内容简介
织造工艺_织造设备与工艺 -图书信息
书 名: 织造设备与工艺织造工艺_织造设备与工艺 -内容简单介绍
（www.61k.com)《织造设备与工艺（附盘）》系统介绍了织造的设备原理及生产工艺过程，特别是国内外新型织造设备的特点、先进生产技术的应用以及工艺上机、运转操作、质量控制等内容。
《织造设备与工艺（附盘）》可作为高职高专院校纺织工程专业的教材，也可作为中职学校及织造企业技术培训班的代用教材，还可供纺织技术人员学习参考使用。
织造工艺_织造设备与工艺 -图书目录
第一章 络筒
第一节 络筒工艺流程及张力装置
第二节 清纱及纱线连接
第三节 卷绕机构
第四节 络筒机辅助装置
第五节 络筒工艺与质量控制
思考题
第二章 捻线
第一节 普通捻线
第二节 花式捻线
思考题
第三章 整经
第一节 筒子架及整经方式
第二节 分批整经
第三节分条整经
第四节 整经操作及质量控制
思考题
第四章 浆纱
第一节 浆料
第二节 浆液配方
第三节 调浆
第四节 浆纱设备
第五节 上浆工艺
第六节 浆纱质量控制与检验
第七节 浆纱综合讨论
第八节 浆纱操作
思考题
第五章 穿结经
第一节 穿结经专用器材
第二节 穿结经机械
第三节 穿结经工序疵点分析
思考题
第六章 纬纱准备
第一节 卷纬
第二节 纬纱给湿和定捻
思考题
第七章 开口
第一节 梭口
第二节 简单织物组织的开口机构
第三节 多臂开口机构
第四节 提花开口机构
思考题
第八章 引纬
第一节 有梭引纬
第二节 剑杆引纬
第三节 喷气引纬
第四节 片梭引纬
第五节 喷水引纬
第六节 多梭口引纬
思考题
第九章 打纬
第一节 打纬机构的作用、要求与分类
第二节 连杆及共轭凸轮打纬机构
第三节 旋转式打纬机构
第四节 毛巾打纬机构
第五节 打纬与织物的形成
思考题
第十章 卷取和送经
第一节 卷取机构
第二节 送经机构
思考题
第十一章 辅助装置
第一节 储纬装置
第二节 布边装置
第三节 启动、制动装置
第四节 断经自停装置
第五节 断纬自停装置
第六节 电气、电子控制系统
思考题
第十二章 织造工艺参变数及质量控制
第一节 织造工艺参变数
第二节 布面疵点
第三节织造质量控制
思考题
第十三章 整理
第一节 验布、整修
第二节 质量标准
思考题
第十四章 织布操作法
第一节 喷气织机值车工作法
第二节 剑杆织机值车工作法
思考题
参考文献
附录
……
三 : 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸结晶器 课件 连铸工艺与设备-结晶器
四 : 课件 连铸工艺与设备-结晶器
连铸工艺与设备 4. 结晶器
课程编号：01014901 课程类型：选修课
学
时： 32
学 分：2
开课对象：材料成型及控制工程专业本科生
先修课程：认识实习、机械设计、金属学、生产实习
2011.4.12
1/86
4.1 结晶器
?结晶器是一个强制水冷的无底钢锭模，是连铸机非 常重要的部件，是连铸设备中最关键的部件，它的性 能对连铸机的生产能力和铸坯质量以工艺的顺利和稳 定都有十分重要的作用，称之为连铸设备的“心脏”。 钢液在结晶器内冷却、初步凝固成型，且形成一定的 坯壳厚度。这一过程是在坯壳与结晶器壁连续、相对 运动下进行的。
?通俗的讲连铸结晶器就是一个钢水制冷成型设备。 基本由框架、水箱和铜板、调整系统(调整装置、减 速机等)；润滑系统(油管油路)，冷却系统和喷淋等设 备组成。连铸结晶器需要和连铸结晶器保护材料(渣) 一同使用。 2/86
4.1 结晶器
?结晶器是连铸机的关键部件。它的作用是： ?在尽可能高的拉速下，保证出结晶器坯壳厚度，防 止拉漏； ?通过结晶器的振动，使坯壳脱离结晶器壁而不被拉 断和漏钢； ?保证坯壳均匀稳定的生成，铸坯周边厚度均匀； ?使钢液逐渐凝固成所需要规格、形状的坯壳； ?通过调整结晶器的参数，使铸坯不产生脱方、鼓肚 和裂纹等缺陷。
3/86
4/86
5/86
4.1钢水在结晶器内的凝固过程
?当高温钢水浇入结晶器，钢水与水冷的铜壁接触， 就会迅速凝固形成很薄的初生坯壳。由于钢水静压力 的作用，生成的坯壳与铜壁紧贴在一起的，此时钢水 热量能迅速传给铜壁，被冷却水带走。 ?随着凝固的继续进行，坯壳逐渐增厚，坯壳企图收 缩离开铜壁，而钢水静压力又把坯壳挤靠到铜壁，这 个收缩一挤靠过程反复进行。当坯壳厚度达到能抵抗 钢水静压力时，坯壳就脱离铜壁，这样在铜壁与坯壳 之间形成了空气缝隙(叫气隙)，增加了传热的阻力， 延缓了坯壳厚度的增长。气隙一般是在结晶器下部形 成。所以结晶器内钢水凝固放出的热量是通过凝固壳气隙-铜壁-冷却水导出的。冷却水带走的热量占结晶 器总散热量96%左右。
6/86
4.1 连铸结晶器的性能要求
?结晶器是连铸机的重要部件。钢液在结晶器中凝固 成型，结成一定厚度的坯壳并被连续拉出进入二次冷 却区。 ?良好的结晶器应具有下列性能： (1)良好的导热性，能使钢液快速凝固，形成足够厚度 的坯壳。每1kg钢水浇注成坯并冷却到室温，放出的 热量约为1340kJ/kg，而结晶器约带走5～10%，即 67～134kJ/kg 。结晶器长度又较短，一般不超过1m， 在这样短的距离内要能带走大量的热量，要求它必须 具有良好的导热性能。若导
热性能差，会使出结晶器 的铸坯坯壳变薄，为防止拉漏，只好降低拉速，因此 结晶器具有良好的导热性是实现高拉速的重要前提；
7/86
4.1 连铸结晶器的性能要求
(2)结构刚性要好。结晶器内壁与高温金属接触，外 壁通冷却水，而它的壁厚又很薄(仅有10～20mm)， 因此在它的厚度方向温度梯度极大，热应力相当可 观，其结构必须具有较大的刚度，不易变形，以适 应大的热应力； (3)装拆和调整方便。为了能快速改变铸坯尺寸或快 速修理结晶器，以提高连铸机的生产能力，现代结 晶器都采用了整体吊装或在线调宽技术； (4)工作寿命长。结晶器在高温状况下伴随有铸坯和 结晶器内壁之间的滑动摩擦，因此结晶器内壁的材 质应有良好的耐磨性和较高的再结晶温度；
8/86
4.1 连铸结晶器的性能要求
(5)振动时惯性力要小。为提高铸坯表面质量，结晶 器的振动广泛采用高频率小振幅，最高已达400次 /min，在高频振动时惯性力不可忽视，过大的惯性 力不仅影响到结晶器的强度和刚度，进而也影响到 结晶器运动轨迹的精度。重量要小，以减少振动时 的惯性力； (6)结晶器结构要简单，以便于制造和维护； (7)有良好的刚性和加工性，易于制造； (8)成本要低。
9/86
4.1 高效连铸机结晶器设计的原则
?保证高效率的热传导功能，即冷却强度大，冷却效率 高，使铸坯在结晶器内结壳达到足够的厚度； ?结晶器的热流强度均匀。热流强度均匀使铸坯坯壳均 匀； ?拉坯阻力小； ?结晶器，特别是铜管寿命长。 ?目前方坯结晶器主要采用抛物线铜管、精致铜水套技 术。结晶器铜管的内腔形状应尽可能与坯壳的凝固特 性曲线相吻合，水套应保证足够的尺寸精度，以保证 水缝的均匀性。高效连铸机结晶器一般都配有电磁搅 拌和液面检测装置。
10/86
4.1 结晶器形式和结构-构造
?按结晶器的外形(型式)可分为直形结晶器和弧形结 晶器。 ?直形结晶器四面壁板都是平面状的，直形结晶器的 内壁沿坯壳移动方向呈垂直形，因此导热性能良好， 坯壳冷却均匀。该类型结晶器还有利于提高坯壳的质 量和拉坯速度、结构较简单、易于制造、安装和调试 方便；夹杂物分布均匀；但铸坯易产生弯曲裂纹，连 铸机的高度和投资增加。直形结晶器用于立式和立弯 式及直弧连铸机。
11/86
4.1 结晶器形式和结构-构造
?弧形结晶器(curved mold)用在全弧形和超低头型 (椭圆形)连铸机上。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。弧形结晶器 在导热性能方面不如直结晶器，且非金属夹杂物上浮 时，易在内弧侧1/4处集聚，夹杂物分布不均，影响 铸坯内
部质量。弧形结晶器的内壁沿坯壳移动方向呈 圆弧形，因此铸坯不易产生弯曲裂纹；但导热性比直 形结晶器差；弧形结晶器用在全弧形和椭圆形连铸机 上。所以，目前新建大型板坯连铸机多采用直结晶器。
12/86
4.1 结晶器形式和结构-构造
?按断面(铸坯规格和形状)分有板坯、方坯、矩形坯、 圆坯和异型坯； ?按结构形式(结晶器本身结构)分有整体式、管式、 组合式、多级和在线调宽结晶器等。 ?小方坯及矩形坯多采用管式结晶器，而大型方坯、 矩形坯和板坯多采用组合式结晶器。
13/86
管式结晶器
?是用壁厚为6～12mm的铜管 制成所需要的断面，在铜管外 面套有套管以形成5～7mm的 冷却水通路，保证冷却水流速 为每分钟6～10m。这种结晶器 结构简单，制造方便，广泛用 于小方坯连铸机上。
?管式结晶器由铜管、冷却水套、 底脚板和足辊等部件组成。管式 结晶器结构简单，易于制造、维 1-冷却水入口；2-钢液；3-夹头； 修，广泛应用于中小断面铸坯的 4-冷却水出口；5-油压缸 浇注，最大浇注断面为 180mm×180mm。
14/86
组合式结晶器
?组合结晶器(composite mold)：它是由四块复合壁板组 合成所需要的内腔，每块复合壁板都是由铜质内壁和钢 质外壳组成。在与钢壳接触的铜板面上铣出许多沟槽形 成中间水缝，冷却水在槽中通过。大方坯和板坯连铸机 都用这种形式的结晶器。
图1-10 组合式结晶器及连接方式 1-外弧内壁；2-外弧外壁；3-调节垫块；4-侧内壁；5-侧外壁； 15/86 6-双头螺栓；8-内弧内壁；9-水缝
组合式结晶器
16/86
组合式结晶器结构特点
?组合式结晶器由内外弧铜板、窄边铜 板、冷却水箱、 窄边夹紧和厚边调整装置以及足辊所组成。 ?为提高结晶器冷却强度，与液态金属接触的内侧(内弧、 外弧和侧板)皆采用导热性好又耐磨的铜合金。 ?在浇注时，从结晶器拉出的铸坯外部还是很薄的坯壳， 内部还是液芯，为了更好地支撑这薄薄的坯壳和减少由 钢水静压力而形成的鼓肚变形，在结晶器下端布置有2～ 3对足辊(也有采用格栅结构的)。 ?为了适应不同尺寸的铸坯，设置有调宽和调厚装置， 近代板坯连铸机发展了在线调宽装置，在不间断拉坯条 件下改变铸坯的宽度，缩短辅助时间，提高铸机的生产 能力。
17/86
多级结晶器
(multi-stage mold)
多级结晶器 即在结晶器 下口安装足 辊、铜板或 冷却格栅。
多级结晶器结构示意图 a-足辊；b-冷却板；c冷却格栅
18/86
结晶器形式和结构
?整体式结晶器：它是用整块铜锭刨削制成的，在其内 腔四周钻有许多小孔用以通冷却水。这种结晶器刚性好， 易维护，寿命较长，但制造成本高，
耗铜多，近几年已 不采用； ?调宽结晶器(adjustable mold)：宽度可调的结晶器，一 般只用于板坯连铸。在不停顿拉坯的条件下，改变铸坯 的宽度叫结晶器在线调宽，它的优点是： (1)能连续浇注出不同宽度尺寸的铸坯，缩短了停机时间， 提高铸机生产能力； (2)可减少铸坯切头切尾的损耗，提高收得率； (3)可浇注相近成份的钢水而不需停机。
19/86
4.1 结晶器足辊
? 结晶器足辊设于结晶器的下方用以支撑和导向来 自结晶器的铸流，分为宽面足辊和窄面足辊。
? 足辊是结晶器重要部分，要求与结晶器有严格的 对中，在振动时与结晶器一起振动。在结晶器与 辊子之间及辊子与辊子之间设有冷却喷嘴，以对 铸坯进行喷淋冷却。
20/86
4.2 结晶器的新形式新技术
?压力水膜结晶器 ?压力水膜结晶器是比利时冶金研究中心(CRM)和阿贝 德厂(Arbed)联合开发的一种高效结晶器技术。 ?曲面结晶器 ?曲面结晶器是中冶连铸开发的一种高效方坯结晶器技 术。该技术是从传热角度，根据气隙产生的主要原因， 通过对结晶器热变形和小方坯收缩的分析开发出来的。 ?人工附加气隙结晶器 ?人工附加气隙结晶器是新日本制铁株式会社开发的一 种高效方坯结晶嚣技术，又称X-MOLD。
21/86
4.2 结晶器的新形式新技术
?热顶结晶器 ?在结晶器弯月面区域镶嵌导热材料，以减少热流密度， 延缓坯壳收缩，即热顶结晶器。 ?喷淋式结晶器 ?喷淋式结晶器是将管式结晶器隔离水缝改为喷淋水冷 却，即由喷嘴喷出的喷淋水直接喷到结晶器铜管上实现 冷却。冷却效率高，有较显著的节水效果。
22/86
4.2 结晶器的新形式新技术
23/86
4.3 结晶器的构造
?漏钢检测装置：
为了能够预报结晶器漏钢事故，在结晶器四面铜壁 外通过均匀的螺栓埋入多套康铜热电偶；热电偶测 到的温度数据输入计算机或在仪表上显示。热电偶 的套数越多，检测也越精确。
?也有根据结晶器内壁与铸坯坯壳间摩擦力的大小 来测定结晶器内坯壳是否有漏钢。
24/86
4.4 结晶器的重要参数
(1)结晶器断面尺寸
a圆坯结晶器
b方坯和矩形坯结晶器
c板坯结晶器
(2)结晶器长度
(3)倒锥度
25/86
4.4 结晶器长度
?? ? 计算公式：L? ? ? ? ? v ?K? 式中： ? －结晶器出口坯壳厚度，mm，小断 面为10～12mm，大断面取20～25mm L ?－结晶器理论长度，mm K－凝固系数取20～23 V－拉速 结晶器实际长度L一般在700～900mm。
2
26/86
4.4 结晶器锥度
?结晶器内腔纵断面的尺寸做成上大下小，形成一个 锥度，由于是上大下小，故称倒锥度。 在结晶器中钢水由于受到冷却而形成一定形状的 坯壳，随着铸坯不断下移
，温度也不断下降而收缩， 若结晶器没有倒锥度，就会在坯壳与结晶器之间形 成间隙，称气隙。由于气隙的存在降低了冷却效果， 同时由于坯壳过早地脱离结晶器内壁，在钢水静压 力作用下坯壳会产生鼓肚变形。因此，将结晶器做 成倒锥度，上述情况就可以避免，但其锥度大小应 与铸坯冷却收缩程度相适应。 过小的倒锥度还会形成气隙，过大的倒锥度会增 大拉坯阻力，根据经验，倒锥度一般取0.5%～0.8%。 例如我国某厂板坯连铸机，倒锥度取0.63%～0.65%。 27/86
4.4 结晶器锥度
?对铸坯质量、拉速、坯壳厚度和漏钢率等都有影响。
L1 ? L2 计算公式：? ? ?100% L1
式中： L1－结晶器上口宽度，mm L2－结晶器下口宽度，mm ?对方坯倒锥度可取0.4%～0.8%；对板坯可 取0.5%～1.0%。
28/86
4.4 结晶器水缝面积
?水缝面积对铸坯在结晶器的质量、拉速、结晶器的 寿命等都有着重要作用。 (1)水量一般100～120t/h，可以通过计算得到； (2)水速控制在6～10m/s； (3)进出水温差，方坯3～6℃；板坯5～8℃； (4)水的压力一般控制在3～10kg/cm3。
29/86
4.4 结晶器的拉坯阻力
?结晶器的拉坯阻力主要与结晶器的锥度、结晶器 铜板状况、所浇的钢种性能、保护渣性能等有关， 它对铸坯表面横裂、漏钢和液面不稳定有大的影响。 F=(1000～1500)L； L—结晶器周边长 mm。 ?结晶器转角半径： 结晶器转角半径对结晶器寿命和铸坯角部裂纹都有 影响，断面120×120～200×200mm为6～12mm， 大于201×201mm为12～15mm。
30/86
4.4 结晶器的拉坯阻力
?结晶器拉坯阻力的在线监测，是预报漏钢的重要 手段，下面介绍应变片测定法。 应变片贴在振动机构的拉杆上，加速度传感器安 放在振动机构的振动台上，然后将信号放大记录并 加以显示。摩擦阻力随结晶器处于正滑动和负滑动 不同运动状态时而正负交变，并有规则的变化，当 阻力突然增大，表示坯壳与结晶器有粘结；当阻力 突然变小，表明坯壳被拉断。这种异常的变化对预 报漏钢很有价值，国外有的钢厂用这个办法作为漏 钢的在线监测手段。
31/86
4.4 结晶器的材质和寿命
?结晶器内层是钢水凝固时进行热交换并使钢水成型的 关键部件，因此要求其内壁材质导热系数要高。膨胀 系数要低，在高温下有足够的强度和耐磨性；塑性还 要好，易于加工。紫铜板导热性能良好，但强度和硬 度都低，尤其在高温下强度就更低，因而其寿命较短。 为了提高寿命，普遍采用铜合金制作结晶器内壁，如： 铜银合金、铜-铬-锆-砷合金、铜-镁-锆合金等。 在铜中加入含量为0.08%～0.12%的银，就能提高结 晶器内壁的高温强度和耐磨性。加银的目的是为
了提 高铜板的再结晶温度，当含银量在0.08～0.1%时再结 晶器温度为318～326℃(比普通铜板提高50℃)，高于它 的工作温度，在正常冷却条件下结晶器内壁工作温度 为250～320℃，这样可以防止再结晶。
32/86
4.4 结晶器的材质和寿命
?在铜中加入含量力0.5%的铬或加入一定量的磷， 可 显著提高结晶器的使用寿命。 ?结晶器工作时与高温铸坯直接接触，两者之间经常 处于滑动摩擦状态，为了提高结晶器的导热性能，其 内壁一般用铜合金制成，但其硬度较低，因此，为了 提高结晶器内壁铜合金板耐磨性和寿命而采取在结晶 器的铜板上镀层的办法。目前，单一镀层主要用铬或 镍，复合镀层用镍、镍合金和铬三层镀层，比单独镀 镍寿命提高5-7倍；还有镍、钨、铁镀层，由于钨和 铁的加入，其强度和硬度都适合高拉速铸机使用。
33/86
4.4 结晶器的材质和寿命
?结晶器的寿命，可用结晶器浇注铸坯的长度来表 示。在一般操作条件下，一个结晶器可浇注板坯 10000～15000m长。也有用结晶器从开始使用到修 理前所浇注的炉数来表示，其范围为100～150炉。 ?提高结晶器寿命的措施有： (1)提高结晶器冷却水水质； (2)保证结晶器足辊、二次冷却区的对弧精度；定期 检修结晶器； (3)合理选择结晶器内壁材质及设计参数等。
34/86
4.5 结晶器的冶金作用
(1)保证凝固坯壳均匀生长； (2)液相穴夹杂物上浮和排除； (3) 结晶器微合金化； ?结晶器喂包芯线，通过中间包塞棒和浸入式水口喂 包芯线，包芯线含有90%Al粉和铁粉； ?结晶器喂稀土丝。 (4)凝固组织的控制。 ?在结晶器内加微型冷却剂(如微细铁末)，喂入薄钢 带或喷入金属粉末，以降低钢水过热度，使结晶器内 钢水在液相线温度凝固，增加铸坯等轴晶区，改善铸 态组织，减轻中心偏析。
35/86
4.6 结晶器调宽装置
? 调宽装置是在结晶器的每个窄面中心线的上下两 个部位各安装一套蜗轮丝杆伺服马达，并带有位 置控制器。每一个蜗轮传动轴跟伺服马达相联接。 在自动调宽时，结晶器两个窄边的4套蜗杆伺服马 达传动装置驱动两个窄边相向或反向同速运行， 实现调宽所要达到的宽度。可以在浇铸前将结晶 器调整到所要求的宽度，也可以边浇铸边改变结 晶器的宽度。
36/86
结晶器断面调宽装置
a-由窄调宽；b-由宽调窄
通过移动结晶器的窄边来调整它的宽度，调整方法是对两侧 窄边多次小步向外(由窄调宽)或向内(由宽调窄)移动，调节的顺 序依次按1、2、3……进行，直至达到新的宽度为止，最后一次 调整应满足结晶器新宽度的设定锥度值。每次调节量约为初始 锥度的1/4，调节速度为20～50 mm/min，调节是由
每个窄边的 37/86 上下各有两套机构实现的，采用计算机控制。
4.7 结晶器保护渣
?为了提高连续浇注钢坯的质量，强化保护浇注工艺， 使用一种固态粉渣覆盖在结晶器钢液面上形成一层保护 渣。结晶器保护渣的作用： (1)覆盖钢水绝热保温 ?位于结晶器液面上层的粉状渣层，结构松散，具有良 好的绝热保温作用，可提高结晶器弯月面温度，可减少 渣圈的生成或过分长大。尤其是在浇铸高碳钢时，提高 保护渣的绝热保温性能，对改善铸坯润滑有利；
38/86
4.7 结晶器保护渣
(2)隔绝空气，防止钢液特别是弯月面的二次氧化 ?保护渣加入到钢液面后，覆盖于钢水面上的液渣层隔 绝空气与钢水表面的接触，保护钢水表面不受空气的二 次氧化。 ?为了更好地起到保护 作用，液渣层应均匀覆 盖于钢水面上，渣中不 应含有使钢氧化的成分， 如应限制渣中(FeO)含量 小于1%，熔渣的透气性 要好，对钢液的润湿性 要好；
39/86
4.7 结晶器保护渣
(3)净化钢液界面，吸附溶解上浮到钢渣界面上的非金 属夹杂物 ?为防止钢液上浮的夹杂物被卷入凝固壳，造成铸坯 表面或皮下缺陷，因此，保护渣的液渣层应具有良好 的吸收和溶解夹杂物理学能力。为此保护渣的熔渣应 有低的粘度，对氧化物夹杂的润湿性好，吸收夹杂物 以后自身性能要稳定，目前用的都属于硅酸盐类的保 护渣。
40/86
4.7 结晶器保护渣
(4)在结晶器壁与连铸坯壳之间形成一层渣膜起润滑作 用，减少拉坯阻力，防止结晶器壁与凝固壳的粘结； (5)控制传热的速度和均匀性 。 ?流入坯壳和结晶器间隙内的液态渣形成渣膜，以控 制铸坯向结晶器传热速度，保持坯壳均匀生长。保护 渣熔化形成的液渣，可以改善传热的均匀性，提高铸 坯质量。充填坯壳与结晶器壁之间的气隙，改善结晶 器传热。
41/86
4.7 保护渣在结晶器内的行为
42/86
4.7 连铸过程中弯月面形成
? 随着结晶器的上下振动，钢液注 入结晶器内，且保持一定的液面 高度，由于钢液是金属键，强度 大，表面张力大，因而在结晶器 铜壁处钢液形成了向内壁突出的 弯月面。 ? 弯月面是凝固坯壳生长的起始点， 它的性质在很大程度上决定了铸 坯表面质量。 ? 连铸结晶器弯月面区域的定义为: 从弯月面根部以下45mm到根部以 上45mm从结晶器内壁到离壁 20mm处的区域。
43/86
4.7 钢液弯月面的作用
? 受结晶器的强烈冷却作用，突出的弯月面开始凝 固，形成了极薄的坯壳，在向下运动的过程中受 钢水静压力的作用变形，形成了铸坯的凝固壳。 ? 如果弯月面表面干净，具有较大的曲率半径，变 形能力大，就容易恢复变平，则铸坯的某
些表面 缺陷就难以产生。
44/86
4.7 连铸保护渣层的熔融结构
? 连铸过程中，由于热量传递、 化学反应、机械振动和物质 迁移，结晶器内的保护渣构 成了一个非稳态体系．因此， 凝固过程的影响变得复杂和 难于控制。 ? 把结晶器保护渣加入到结晶 器钢液面上，它可以迅速形 成三层熔融结构，整个渣层 的厚度约为30～50mm。最 典型的保护渣为三层结构： 即由上至下依次为粉渣层、 结晶器内保护渣分布 示意图 烧结层和熔融层。
45/86
4.7 连铸保护渣的成分设计
? 成分设计是连铸保护渣研制、 应用的基础环节，成分设计的 优劣决定着保护渣的性能，并 最终影响连铸坯质量。 ? 连铸保护渣成分设计原则： (1)保护渣具有合理的熔化温度、 熔化速度和熔融结构； (2)保护渣具有稳定适宜的粘度； (3)保护渣具有合理的结晶温度和 矿物组成； (4)保护渣具有足够的吸收夹杂物 容量； (5)使保护渣的加工、使用符合环 保要求。
成分设计及质量控制 保护渣的熔化
熔渣池的形成
熔渣向气隙的流入 对坯壳形成的影响 铸坯－结晶器传热 铸坯－液渣润滑
连铸坯表面质量
46/86
4.7 保护渣的组成
? 首先要考虑获得稳定的三层渣层结构，以实现保 护渣的各种作用。其次要从当地的资源情况出发， 降低保护渣的成本。 1.选取：以SiO2-CaO-Al2O3系中的低熔点、低粘度区 为基础，含有适当的Na2O，CaF2等元素。 (CaO=30～50%，SiO2=45～60%，Al2O3≤20%)熔 点1300～1500℃。 2.组成： (1)基料部分：提供SiO2，CaO和Al2O3的基本造渣料。 (2)辅助材料：调节熔化温度及粘度而提供Na2O， CaF2等成分，起助熔作用。
47/86
4.7 保护渣的组成
(3)熔速调节剂：为调剂熔化速度而配入的能提供碳 粒的材料。 SiO2，CaO各占50% ----为了保持保护渣的中 性和弱酸性. CaO/SiO2=0.6～1.2----对氧化性夹杂有较好的 润湿作用，SiO2易于吸收难溶浮渣TiO2，CaO吸收 Al2O3和Cr2O3。 控制Al2O3=5%～15% ----降低熔渣熔点 控制(FeO)≤5% ---- 降低熔渣氧化性 加炭质材料3%～7% ---- 控制熔渣熔化速度 助熔材料的加入量取决于浇注的钢种和熔融 保护渣需要的粘度。
48/86
4.7 保护渣的熔化性能
(1)熔化温度
保护渣由多组元构成，因此，没有固定的熔点， 它从熔化开始到熔化终了是一个温度范围。为方 便起见，人们常把具有一定流动性时的温度定义 为熔化温度，简称为熔点。保护渣的熔化温度主 要决定于渣子的化学成分。它与基料的组成和成 分有关，也与配加助熔剂的种类和成分、渣料粒 度的大小等有关。
49/86
4.7 保护渣的熔化性能
(2)熔化速度 保护渣熔化速度通常用一定重量的试样在一定 的温度下完全熔化所需的时间来表
示。保护渣的 熔化速度决定了钢液面上形成液渣层厚度和渣的 消耗量。如果熔化速度过快，粉渣层不易保持， 使热损失增大，液渣面易结壳，可能导致夹渣。 熔化速度过慢形成液渣层过薄。过快过慢的熔化 速度都容易造成渣膜的厚薄不均。保护渣的熔化 速度主要靠配入渣中的炭质材料来调节。
50/86
4.7 保护渣的熔化性能
(3)熔化均匀性
保护渣加入结晶器后，要求易于熔化，且能均 匀熔化，铺展到整个钢液面上，并能沿四周均匀 地流入结晶器和坯壳之间。因此对保护渣的基料 化学成分要选择得当，最好选择接近液渣矿相共 晶线的成分；渣料的粒度要小；应充分搅拌或足 够的粉渣研磨时间，达到混合均匀。
51/86
4.8 保护渣应用范例
4.8.1大板坯连铸保护渣
4.8.2薄板坯连铸保护渣 4.8.3方坯连铸保护渣 4.8.4合金钢连铸保护渣 4.8.5超低碳钢连铸保护渣
52/86
4.8.1 大板坯连铸保护渣
? 由于大板坯和宽厚板坯产量大，金属收得率高和 节约能源，在连铸产量中占有较大比例。
? 大断面的铸坯裂纹敏感性强，尤其是表面纵裂纹， 是大板坯连铸的一个主要问题。其次是表面夹渣， 这些缺陷与保护渣性能密切相关。因此，对大板 坯和厚板坯用结晶器保护渣进行系统研究十分必 要。
53/86
4.8.1 大板坯凝固特点
? 凝固过程中，沿宽边水平方向有较大的拉伸应力， 随铸坯宽度增大而增大，是造成板坯纵裂纹的主 要原因； ? 凝固过程中，结晶器各部位温度场不均匀，凝固 壳厚度不等，尤其是含碳量为0.10%～0.15%的钢 种； ? 连铸过程中，结晶器壁与坯壳之间的缝隙不同， 渣膜厚度相差很大，传热性能差异造成坯壳厚度 不同，易引起纵裂纹产生； ? 拉速越大，摩擦力越大，促进了纵裂纹的产生。
54/86
4.8.2 薄板坯连铸保护渣
? 薄板坯连铸以产量高，节约能源、节省投资费用、 减少加工成本、提高产品质量、经济效益好以及 产品接近成品等优点，受到许多冶金企业的青睐， 发展速度比较快。通常所说的薄板坯连铸，是指 铸坯厚度在30mm～70mm范围内，采用浸入式水 口保 护浇注的连铸工艺。目前，国内很多厂家已 经投产薄板坯连铸生产线，如本钢、珠江钢厂、 张家港钢厂、邯郸钢厂等。
55/86
4.8.2 薄板坯连铸的特点
? 拉坯速度快，一般拉速为3.0～6.0m/min，表面振痕 浅，表面质量好； ? 由于拉速快，单位时间注入结晶器内的钢液量大， 且水口形状为扁状，结晶器内钢液搅拌剧烈，容易 导致卷渣； ? 薄板坯结晶器处温度场不均匀和流股的强烈冲击， 坯壳凝固不均匀，易产生裂纹； ? 钢液散热速度快，钢液凝固快，如拉坯速度配合不 当，铸坯
易产生表面和皮下夹渣和皱皮等缺陷； ? 拉速变化范围宽，幅度大，铸坯易产生夹渣和漏钢。
56/86
4.8.2 薄板坯连铸保护渣的要求
(1)保护渣成渣速度快
由于拉速快，幅度变化大，且薄板坯吨钢表面积大， 渣耗量大，因 此单位时间内成渣速度必须快，否则 液渣层变薄造成表面缺陷。
(2)对性能的要求 薄板坯连铸由于结晶器散热快，液面温度低，因此 要求熔化温度和粘度均应低一些，而熔化速度必须 快。粘度和熔化温度低一些，也可以增大渣耗量， 改善玻璃性能和润滑性能。
57/86
4.8.3 方坯连铸保护渣
? 在连铸生产中，方坯连铸占有很重要地位，我国方 坯连铸机多为小断面，一般断面尺寸为：(130～ 480)×(130～480)，通常小于150 ×150为小方坯， 大于150 ×150称大方坯。一般方坯连铸适合于转 炉容量小的中小冶金企业，特点是产量低，生产品 种为棒材和线材。
58/86
4.8.4 合金钢连铸保护渣
? 特点： (1)合金钢种类多，钢种之间差异大。 (2)合金钢夹杂物类型多，含量高，且钢液中易氧化元 素含量高，要求保护渣具备较强的夹杂物吸收能力； (3)合金钢铸坯表面易产生表面缺陷，对保护渣要求严 格； (4)合金钢液相线温度低，保护渣熔化温度要求偏低； (5)合金钢连铸工艺复杂，如浇注温度、拉速、冷却制 度等，要求保护渣与工艺相适应。
59/86
4.8.4 合金钢连铸保护渣
? 不锈钢连铸保护渣简介
由于不锈钢中含有钛元素，连铸过程中容易形成 TiO2、TiN或者Ti(CN)系列高熔点夹杂物，因此降 低钢水中的[N]和[O]非常重要，同时降低保护渣碱 度和选择合理的水口形状也是关键所在。目前我国 就不锈钢保护渣的开发工作还处在起始阶段，也是 国内亟待解决的问题，已经成为制约不锈钢产品质 量的主要因素。
60/86
4.8.4 不锈钢连铸保护渣实例
钢种：1Cr18Ni9Ti 拉坯速度：0.8～1.2m/min 铸坯断面：250 ×1050～1800mm 化学成分(%)：
CaO SiO2 Al2O3 Fe2O3 Na2O B2O3 MgO BaO CaF2 C
25.9
39.1
2.5
1.6
5.8
2.5
6.8
3.9
13.5
2.5
熔化温度：1120℃ 粘度(1300℃)：0.25Pa.s 熔化速度(1300 ℃)：35s
61/86
4.8.5 超低碳钢连铸保护渣
? 随着连铸技术的发展，超低碳钢([C]：20～30ppm) 的需求越来越大，用浸入式水口和保护渣浇注工艺 连铸超低碳钢(如IF钢，不锈钢，电工钢等)时，由 于保护渣和浸入式水口均含有一定量的炭质材料， 从而引起钢液增碳，造成铸坯合格率降低。 ? 要完全解决钢液增碳的问题，必须采用渣中碳含量 小于1%的保护渣或者无碳保护渣。国内外曾经采 用BN、SiN3、MnN、Cr2N和碳酸盐代替炭质材料， 但效果均不甚理想。
62/86
4.9 结晶器的润滑
(1)润滑油润滑 结晶器加油需要润滑
装置。润滑剂可以用植物油或矿 物油、目前用植物油中的菜籽油者居多。这种装置主 要应用在小方坯连铸机上。 (2)保护渣润滑 采用保护渣同样可以达到润滑的目的，保护渣可人工 加入，也可用振动给料器加入。
63/86
4.10 结晶器的电磁搅拌
?Mold Electromagnetic stirring(MEMS)：搅拌器安 装在结晶器铜管外面。 ?冶金效果：增加等轴晶率；减少表面和皮下的气孔 和针孔；减少表面和皮下的夹杂物；坯壳均匀化；改 善中心偏析。 ?适用钢种：低合金钢、弹簧钢、冷轧钢、中高碳钢 等。
64/86
4.10 结晶器的振动装置
?结晶器振动装置是连铸机重要设备，它对铸坯质量， 工艺顺行和稳定以及事故等都有极大的影响。所以研 究结晶器的振动始终是热门课题。结晶器振动方式， 目前采用较多的是正弦和非正弦方式。 ?传统的连铸结晶器正弦振动技术随着负滑动理论的 完善向高频率、小振幅方向发展，以减小振痕深度， 提高铸坯表面质量。但是，在高速浇铸时，高频率、 小振幅振动方式对结晶器内摩擦阻力会大幅度增加， 粘连性漏钢事故随之增加。目前，采用非正弦振动的 比率不断增加。
65/86
结晶器的振动装置
非正弦振动与正弦振 动相比具有的特点：
?结晶器上升时间长且速度平缓，在正滑动时间里结晶器振 动速度Vm 与拉坯速度Vc 之差减小。因此结晶器内摩擦阻力 会减小，可减小初生坯壳所承受的拉伸应力，即对减少粘连 性漏钢风险有好处； ?结晶器下降时间短且速度快，在负滑动时间里Vm 与Vc 之 差较大，因此作用于初生坯壳的压应力增大，有利于脱模； ?负滑脱时间短，铸坯表面振痕浅。
66/86
4.10 结晶器的振动
? 拉速是连铸工艺控制的一个最关键的参数，因此结 晶器振动参数的选择亦必须适合拉速的要求。结晶 器振动工艺参数对其工艺效果的影响如下： ?结晶器振动的负滑脱时间控制铸坯表面的振痕深度， 即两者呈增函数关系，时间越长，振痕越深； ?保护渣的消耗量与结晶器振动的正滑脱时间呈增函 数关系，正滑脱时间越长，保护渣消耗量越大；
67/86
4.10 结晶器的振动
?结晶器振动的负滑脱时间率、负滑动量、结晶器上 振的最大速度都反映结晶器振动的工艺效果，但它 们不是独立的参数，而且随着结晶器振动形式的确 定，一般以其正、负滑脱时间来判定结晶器振动的 工艺效果。 ? 基于上述几点，为控制铸坯的振痕深度，希望负滑 脱时间短；而为保证结晶器的润滑效果，增加保护 渣的消耗量，希望正滑脱时间长，为此目的开发了 结晶器的非正弦振动形式。
68/86
4.10 结晶器的振动装置
?结晶器振幅和频率(f
和s)的选择 应根据钢种的特性和拉坯速度来选择是非常重要 参数，它对铸坯表面质量、传热、工艺顺利都有 影响。 方坯振动频率：f=75~240次/分 方坯振幅：s=3~6mm 板坯振动频率：f=50~150次/分 板坯振幅：s=2~6mm 目前高拉速铸机采用小振幅高频率。
69/86
4.10 结晶器的振动装置
?负滑动时间的选择 这个参数对铸坯表面质量，工艺顺利，漏钢率都 有影响。 ?振动参数对连铸坯质量的影响。 (1)振幅和频率对振痕深度的影响 小振幅高频率可以减小铸坯表面振痕深度，并降 低保护渣消耗量。所以保护渣应与振幅频率相配 合。 (2)负滑动时间对振痕，漏钢率，横裂纹和渣量 消耗都有影响。
70/86
4.10 结晶器的振动装置
?结晶器振动的目的，是 为了防止铸坯在凝固过程 中与铜板粘结而发生粘挂 拉裂或拉漏事故，以保证 拉坯顺利进行。 ? 钢水在结晶器中的凝固 过程如左图所示。图134a表示在结晶器中坯壳 的正常生长状态，如不发 生意外，铸坯就会被连续 地拉出结晶器外。
71/86
?假如由于某种原因，例如润 滑不良，坯壳的上段粘结在结 晶器壁上，而且在某处坯壳的 抗拉强度又小于该处的粘着力， 则在拉坯力的作用下该处坯壳 将被拉断，被拉断的上部(如A 处)又粘在结晶器壁上不动， 而下段(如B段)继续向下运动， 钢水将充填AB之间，如图134b，形成一段新的坯壳把AB 两段联接起来。
?由于新的坯壳强度更低又会被拉断， 这就会连续地被拉断，连续地在断层上充填钢水，直到B段 被拉出结晶器，便发生了如图1-34c所示的漏钢事故。
72/86
4.11 结晶器的振动技术
?为了克服上述缺点，发展了结晶器振动技术。当结 晶器下振时或者结晶器下振速度等于拉坯速度(称同步 式)，或者结晶器下振的速度大于拉坯速度(负滑脱式)， 在这段时间里，新生成的坯壳能有足够的强度把被拉 断的坯壳联接起来，使被拉断的坯壳得以焊合，拉漏 现象就会有所减少。 另外由于结晶器上下振动。周期地改变液面与结晶 器壁的相对位置，有利于保护渣在结晶器壁的渗透， 可改善润滑状况，减少拉坯时的摩擦阻力和粘结的可 能，使拉坯顺利进行。
73/86
4.12 结晶器的振动方式
?结晶器振动按速度特征主要可分为3种，如下图所示。 在图中V为拉坯速度，Vm为结晶器运动速度。 (1)同步式所谓同步式振动，即结晶器下振速度与拉 坯速度相同，上振时速度为下振速度的3倍，如图中曲 线1。 (2)负滑脱式如图中曲线2，在结晶器下振时其速度 稍大于拉坯速度，铸坯对结晶器的相对运动为向上， 即逆着拉坯方向的运动，在这种情形下出现负滑脱， 故称负滑脱式或负滑动，在结晶器-http://www.61k.com-下
降时坯壳中产生 压应力，有利于防止裂纹，也有利于脱模。 (3)正弦振动如图中曲线3，其特点是振动速度按正 弦规律变化。
74/86
正弦式振动得到广泛的 应用，因为它有如下的 优点： (1)在运动过程中没 有稳定运动阶段，因而 有利于脱模，但也有一 段负滑脱阶段，使被拉 裂的坯壳起到焊合作用。
(2)结晶器运动的加速度必然按余弦规律变化，所以 过渡点比较平稳，没有很大冲击。 (3)正弦振动可 以用曲柄连杆机构来实现，结构比较 简单，运动精度高，易于加工和维修。 因此，正弦式振动，可以提高振动频率，减少振痕 深度，改善铸坯表面质量。 75/86
76/86
4.12 结晶器振动机构型式
?连铸机结晶器振动有多种结构型式，比较常用的有6 种，如下图所示。
结晶器振动机构结 构型式示意图 a一四偏心轮式； b一连杆式；c一短 臂连杆式; d一悬挂振动台的四 偏心轮式；e一摆杆 振动式；f—四杠杆 振动式
77/86
4.14 结晶器内钢水液面的控制
?钢水浇入到结晶器里，为了防止钢水溢出，钢水面必须 低于结晶器上口～100mm。 ?在浇注过程中，钢水面波动太大，会卷入渣子，在铸坯 表面形成皮下夹渣，影响铸坯质量。经验指出，钢液面波 动在±10mm以内时，就可避免产生皮下夹渣。 结晶器内钢液面的稳定性决定于中间包浇入到结晶器内的 钢水量，和从结晶器内拉出的铸坯量的平衡。如果拉速一 定时，结晶器钢液面升高，中间包水口可关小些；钢液面 太低，中间包水口就可开大一些。如果中间包水口流量一 定，结晶器钢液面升高，拉速就应快一些；液面太低，拉 速就应慢一些。 ?连铸生产上，除人工用目测控制钢液面外，还有用同位 素铯、电磁、和红外线光学等自动控制方法。
78/86
4.15 连铸结晶器钢水流动控制技术
?连铸板坯的表面和内部缺陷与结晶器内钢液的流动 状态密切相关。伴随着连铸机拉速的提高，结晶器内 液面波动加剧，容易产生卷渣，造成铸坯质量恶化。 采用结晶器钢水流动控制技术可以改善结晶器内流场 形态，抑制水口出流速度以平稳液面，促进夹杂物上 浮。用于板坯结晶器的电磁制动(EMBR)、电磁流动 控制(FC结晶器)和多模式电磁搅拌(M-MEMS)是结晶 器钢水流动控制技术的典型代表。
79/86
4.15 连铸结晶器钢水流动控制技术
?电磁制动器(EMBR)通过对结晶器施加一个与铸流 方向垂直的静态磁场而对流动的钢液进行制动。钢流 由于电磁感应而产生感应电压，因此在钢液中产生感 应电流，这些电流由于受到静态磁场的作用而产生一 个与钢水运动方向相反的制动力。钢液的流速越快， 制动力也越大。电磁制动器具有一个单一
的、覆盖整 个板坯宽度的静态磁场。电磁制动技术可抑制水口射 流速度，减缓沿凝固壳向下流动，促进夹杂物和气泡 上浮。
80/86
4.15 连铸结晶器钢水流动控制技术
?FC结晶器含有两个方向相反的制动磁场，第一个位 于弯月面区域，另一个位于结晶器的下部，每一个磁 场都覆盖了板坯的整个宽度。FC结晶器的磁场的上 电磁场减少了结晶器弯月面紊流，可防止保护渣卷入 凝固壳和角部横裂；下电磁场可减少钢液向下流速， 有利于夹杂物和气泡上浮。
81/86
4.15 连铸结晶器钢水流动控制技术
?利用M-MEMS多模式电磁搅拌器可根据需要以不 同的方式搅动结晶器内的钢水，显著减少板坯铸造缺 陷。该技术采用4个线性电磁搅拌器，位于结晶器高 度方向的中部、浸入式水口两侧，每侧2个线圈并排 设置，可用于使浸入式水口流出的钢水制动(EMIS) 或加速(EMLA)。第三种工作模式则用于使位于弯月 面的钢水转动(EMRS)，此项技术可有效控制热传导 梯度和坯壳凝固前沿的均匀性，消除某些钢种存在的 气孔、针孔和表面夹渣等铸造缺陷。
82/86
4.16 出结晶器后铸坯支撑方式
?带液芯的铸坯出结晶器后有两个突出问题： (1)由于凝固坯壳很薄，为防止坯壳漏钢，必须提高 冷却能力； (2)由于钢水静压力作用，必须防止坯壳鼓胀变形。 因此，在出结晶器后，必须对铸坯加强喷水冷却和 支撑。 ?板坯出结晶器后支撑方式有以下几种： (1)密排支承辊——http://www.61k.com——：结构简单，维护方便。但在热应力 和机械应力作用下辊子易变形；辊间距大，坯壳易 鼓肚。 (2)多节辊式：辊子弯曲变形小，但辊子维护较困难。
83/86
4.16 出结晶器后铸坯支撑方式
(3)冷却板式：冷却均匀，坯壳能均匀生长。但冷却板与 坯壳的摩擦较严重，维护较困难。 ?小方坯出结晶器后支撑方式有： (1)足辊式：在结晶器下方有2～3对辊子与结晶器一起振 动，辊之间装有扁形喷嘴喷水冷却。这种方式对中较困 难，喷水冷却不均匀，造成坯壳角部厚度较薄，增加了 漏钢和脱方的几率。 (2)多级结晶器：4个面由水冷铜板组成，并在角部喷水 冷却。铜板与坯壳之间摩擦力较小，仅为12～18N/cm2， 故摩擦损失小，维修简单。使用1000炉，摩擦损失仅为 lmm。铜板对铸坯的压力为钢水静压力的30～60%。铸 坯冷却均匀，使铸坯产生菱形变形和漏钢的几率显著减 小。 84/86
4.17 结晶器漏钢预报装置与热成像
?解决粘结性漏钢问题除了改善保护渣质量并精心操作 以确保拉速和结晶器液面稳定外，漏钢预报装置用于预 先警告漏钢的发生是较有效的措施。 目前研究的方法主要是热电偶测温、振波分析和摩擦 阻力三种方法，其中
热电偶测温方法的准确性相对较高 ，在生产中应用较为普遍。 宝钢正在开发纵裂漏钢预报技术。 利用漏钢预报系统热电偶检测到的温度，将温度分布 以图像的形式直观地显示出来即热成像。这一措施也是 漏钢预报系统的完善和补充。
85/86
谢谢同学们！
86/86
五 : 制衣无缝工艺与设备
山东鲁泰成功研制的一款“无缝衬衫”在服装界掀起轩然大波。所谓“无缝衬衫”即采用适合纯棉面料的环保高分子热熔粘合材料粘合，彻底解决了缝线起皱问题，且接缝强度和抗滑脱能力高于普通缝纫线。这项技术颠覆了原有生产模式，减少设备成本的同时，还可提高工艺操作性
其实，早在“无缝衬衫”诞生前，无缝技术已在袜子、户外运动装备、内衣等领域得到应用。服装上的无缝技术可以分为两类：“一次性成型技术”和“采用超声波、热熔手段实现无缝衔接的技术”。前者属于织造技术，多应用于针织行业，比如高弹性针织外衣、内衣和高弹性运动装，颈、腰、臀等部位无需接缝一次成型，缩短生产流程和减少材料浪费的同时，更可提高服装的舒适性和合身性。以文胸为例，如采用传统制造工艺，至少要经过24道生产工序，采用无缝织造技术后，可将生产工序减少到10道以下。更重要的是，通过简化多种裁剪和缝纫工序，可提高文胸的质量和功能特色。目前，意大利Santoni公司所生产的无缝设备在该领域占有绝对的领先地位。
随着户外运动在中国的逐渐兴起，采用超声波、热熔技术来实现织物间无缝焊接的工艺得到进一步推广，由此也带动了此类无缝设备的热销。目前，市场上划分为缝制设备类的无缝设备主要有两种：超声波无缝设备和热熔无缝设备。超声波无缝设备的主要工作原理是将要焊接的缝料置于超声波滚轮和砧锟之间，通过急速改变缝料下方的分子振动频率，使得热量急剧升高，从而实现持续融合。热熔无缝设备则是通过控制温度使加热面熔融，迅速粘合后固化成一体，通常需辅佐使用热熔胶膜或热熔胶带。这两种无缝设备主要用于户外运动装备、防护服装、汽车软装饰、女性贴身内衣等对过程可靠性和质量一致性要求很高的缝口密封。目前，德国百福、上海科琪所生产的无缝设备在该领域拥有较大的影响力。除此之外，苏州志诚和广州、韩国的一些企业也有涉足此类设备的生产。
百福：技术先锋
自20世纪90年代初百福公司推出首款无缝设备后，便一直占据着“头号交椅”的位置。2006年，百福8320热风机获IMB大赢奖。2008年，百福8320热封机获德国工业设计奖。目前，在中国市场上热销的产品型号有8310超声波焊接机、8320/8330/8303/8304热风机。除这些主型号外，还有很多附型号可供用户根据不同的产品、面料选择。其中，热风机适用的面料范围较广，如PVC、PU、过滤袋材料等，且粘合强度大，而超声波焊接机粘合强度较小，多用于涂层、三层等户外面料。
与同类产品相比，百福无缝设备的稳定性、可控性很好，风量大小、区域面积、速度、时间等数值可设定，出厂前均经过严格的检验。此外，超声波持续较长时间超过一定数值会对人体产生一定影响，百福产品均符合欧洲标准的环保、节能要求。德国品质值得信赖，但价格昂贵，约为同类产品的6～8倍，目前在中国市场上的销量不多，客户以国际知名品牌为主。
8330热封机
该产品主要适用于连续封口密封焊接，在原8320热风机基础上做了较大改进，最大的特色为“动态焊接模式”，专用于防水、防风材料的缝口密封，可焊接3层材料。
产品特点：
①可对每一段以及整个焊接过程循环进行编程，以确保最佳的焊接质量，编制的程序和参数可复制输入到其它焊接设备中去。
②差动送料，上下牙输送各拥有独立的驱动电机，以保证最佳的送料结果。
③动态焊接模式，根据焊接速度自动调节焊接热量，两个温度传感器（选购装置）精确控制加热量，并自动监控和维护所有预设参数和程序。
④独立驱动的剪带器由电子控制，可精确调节和设置剪切位置，可选购光电传感以精确控制尾端胶带的剪切，这可大大节约胶带的用量。
⑤触屏图标提示，简化操作。
⑥可设置不同层次密码保护，有效保护参数和程序。
⑦多种底柱系统（根据具体应用可选不同宽度和位置的底柱）。
⑧可重复精确定位热风喷嘴的X、Y安装架。
⑨系统软件可E-mail升级。
技术参数：
尺寸（mm）
1250（长）ⅹ700（宽）ⅹ1400（高，不含卷架带）
操作间隙（mm）
约380
过料厚度（mm）
20
风嘴宽度（mm）
10~30 （其它定制）
重量（kg）
约140
焊接速度（m/min）
7 （标准），定制可达20
额定焊接温度
650℃
8310超声波焊接机8310超声波焊接机可在剪切的同时进行粘合操作，可实现对热塑性塑料和无纺布的持续操作，在高牢固性的同时实现最小的粘合宽度，粘合物料穿着舒适。与传统缝纫技术相比，是一种既现代又经济的生产方法。运行时，通过分子聚合来粘合纺织物，适合无纺布材料的加工，特别是需要做防水处理时。它广泛应用于清洁服、手术服、防弹背心、女士贴身内衣、户外运动服、技术滤波器、车或船的蓬、软甲等的生产。
产品特点：
①所有参数由电子控制（动能、振幅、速度、压力），通过触摸屏操作。
②通过脚踏板可以人工或自动控制速度，针幅范围50%～100%。
③缝合距离和工作循环可被编程，并重复利用。
④可对交叉缝的多层面料进行侦测。
⑤配有差动送料，超声波滚轮和砧锟采用独立驱动，焊接平滑、无褶皱或可完成小幅度缩褶。
⑥生产效率高；小半径的物件也容易焊接；线迹平滑，女士贴身内衣穿着十分舒适。
⑦使用标准或特质的砧轮可实现光滑焊接。
⑧粘合强度恒定控制，自动稳定振幅和修正频率。
⑨运行频率35赫兹，无听觉刺激。
⑩粘合前和粘合过程中超声波滚轮自动旋转。
可选机型：自由臂式、管状物用探臂式，还有立柱式（模块可互换）和平板式。
可选附件：可定制砧锟，研磨或雕花，切边轮，以及用于叠缝、镶边和包缝的引导工具；缝料拖轮，分别在左右两侧带开关。
技术参数：
粘合速度（m/min）
0.5~20
粘合宽度（mm）
2~10
通过宽度（mm）
400
砧锟
直径65 mm，宽度和缝合轮廓可按客户要求定制
粘合压力（pa）
5
科琪：本土新秀
科琪企业（上海）有限公司位于上海松江大港工业区，以生产热熔胶膜、胶带起家，后涉足无缝设备生产。经过十年的不断努力，科琪目前已成为一家占地面积45 000平方米的规模型企业。目前公司主要生产的热熔胶膜、胶带有TPU热熔胶带、热转印胶膜、彩色热熔胶膜、印章胶膜、复合热熔胶、箱包热熔胶、汽车用热熔胶、无缝胶膜等产品。生产的无缝设备主要有超声波无缝设备、热压机、无缝内衣机以及热风机。
其中，超声波无缝设备主要用于面料的切边、无缝粘合、定位，多用于涂层面料、三层面料户外运动服装的无缝加工，可根据面料厚薄调整波段大小。而热压机，主要取代传统热转印设备，加工无缝拉链、无缝口袋，主要起装饰用。无缝内衣机有上胶机、包边机两种，主要用于加工女性贴身内衣。热风机适用于半无缝服装的加工，如超声波定型后的进一步加固、缝口部位的密封等。除超声波无缝设备外，其余设备加工时均需用采胶或膜。
科琪无缝设备还适用于雨衣、部队野战服、医疗防尘服、野营帐篷、登山鞋、雪地鞋、救生衣、羽绒服、集装箱防尘罩，汽车脚垫等各种防水系列产品的加工。
科琪无缝设备价格从一万元多到五六万元不等，性价比优势明显，销量可观。此外，产品外观比较考究，操作简单，性能也较为稳定。
KCM-3301热风机
最新KCM－3301热风机采用 PLC控制触摸屏，人机界面操作，送带、温控精确度得到进一步提升，运行更为稳定。该产品主要应用于服装拼缝针孔之间的防水处理，广泛用于帐篷、雨衣、羽绒服、滑雪衣、登山服、潜水衣、航海服、雪地靴、广告气球、消防服装、警服、部队野战服等特种制服的压胶防水处理。
产品特点：
①符合人体工程学的独特机头斜度，便于操作人员的视线及防卷面料，适合整件衣服粘合。
②无级调速，每分钟可达5～36米。
③发热丝内置大功率超静风机进风，可选高压气进风，风量大小可调。
④上柱压力可调，便于不同厚度面料压胶缝合。
⑤独立的微退调整，全自动修正停顿时的空白，进一步增强水压。
⑥全自动剪刀剪切，自动送带，送带长短可调。
⑦热风机外管设有冷却防烫装置，以免烫伤及损坏面料。
⑧10种参数可调，广泛适用不同面料的缝合及水压要求。
技术参数：
电源（V）
220
功率（KW）
2
恒温加热
0~800℃
胶轮宽度（mm）
14~36
工作速度（m/min）
0~30★ 科琪热风机系列还有KCM-2711、KCM-3300、 KCM-5500、KCM-5501等多个型号，其中KCM-5501热风机为三层面料专用机，双臂可自由切换，加长横最适合筒内里压胶粘合，工作台可依据所需定制，最适合潜水衣、潜水裤压胶使用。
★ KCM-6620超声波无缝感应拼缝机
★
★ 该产品适用于全无缝服装的生产与加工，无需针线，直接取代传统缝纫，可根据面料厚度调整波段大小，应用范围较广，目前在户外运动服装，无缝内衣加工领域的使用量最大。
★
★ 产品特点：
★
★ ①无须胶带自动封口，无须加热即可粘合，自动切边。
★
★ ②可以根据需要更换不同的刀轮，方便快捷。
★
★ ③无级变速脚踏自动调节，根据面料的厚度调整工作运行速度。
★
★ ④环保设计，工作时无辐射。
★
★ ⑤35 000赫兹振幅。
★
★ 技术参数：
★
★ 电源（V）
★ 220~240
★
★ 功率（W）
★ 400
★
★ 速度（m/min）
★ 0~7
★
★ 频率（Hz）
★ 35 000
★
★ 重量（kg）
★ 165
★
★
★ KCM-7002无缝内衣机（包边用）
★
★
★
★ 该款产品于2006年推出市场，主要用于无缝内衣、内裤以及户外运动服装的包边用，需与KCM-7001上胶机配套使用。
★
★ 产品特点：
★
★ ①上下胶轮采用高性能步进电机驱动，速度可以独立调节，实现不同的包边效果，同时胶轮的宽度机器带槽可方便更换，实现各种幅宽产品的加工。
★
★ ②独立调节上下粘合加热温度（粘带加热），可以根据不同的速度和胶带的熔点设定温度，以达到更好的效果和更换的效率。
★ ③上柱压轮压力可以灵活调节，手动调节智能化屏幕上动画显示，上轮压力手动调节屏幕显示。
★
★ ④系统采用日本松下高性能可编程控制器控制，proface高性能触摸屏实现人机界面操作。
★ ⑤采用脚踏开关无级调速控制，可以设定最低速度和最高速度，便于操作控制。
★
★ 技术参数：
★
★ 电源（V）
★ 220~240
★
★ 功率（W）
★ 1000
★
★ 速度（m/min）
★ 0~6
★
★ 恒温加热
★ 0~280℃
★
★ 上胶宽度（mm）
★ 4~16
★
★ 气压（Pa）
★ 4~5
★
★ 除上述产品之外，科琪还有KCM-1023无缝热压机（加热面积200毫米×300毫米）、KCM-1030无缝热压机（双工位，加热面积300毫米×300毫米）、KCM-8035无缝热压机（加热面积350毫米×700毫米）、KCM-8039无缝热压机（加热面积1100毫米×300毫米），KCM-1012补胶机，KCM-1010水压测试机，KCM-9015 PE帐篷机，同时根据市场的需求不断开发新的产品。其中，KCM-1023整机设计轻巧灵便，比较适合局部无缝，小口袋加工，KCM-1030适用于胸兜、袖口、商标、帽沿等的加工，KCM-8039适用于长形大面积、门襟拉链的无缝热合， KCM-8035 适用于门襟拉链、后背、下摆等的无缝粘合。
★
★ 最新的调查显示，2009年，中国的特许户外经销商（包括商场及专卖店）的销售总额达到了48亿元，其中还不包括运动品牌及折扣店的销售额，如果加上预估总销售额将达到80亿元。而在欧洲，户外产品的销售额已经达到5 280亿元人民币。中国市场蕴涵着巨大的市场开发潜力。
★
★ 无缝设备市场前景可观，但产品参差不齐，希望企业在选购时慎之。据了解，目前国内尚无针对户外运动服装的国家标准出台，多数产品套用的是普通服装的产品标准，在专业性内容上存在很大空白。
61阅读| 精彩专题| 最新文章| 热门文章| 苏ICP备13036349号-1