冶金铸坯长度的确定

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1、冶金长度（液芯长度）铸坯在结晶器内首先凝固成一层坯壳，中心仍为液相，液相穴的深度即所谓的铸坯的液芯长度，是指钢水从结晶器液面开始到铸坯全部凝固完毕所走过的路程。铸机的冶金长度取决于铸坯的液芯长度，一般情况下冶金长度等于或大于液芯长度，为了预留铸机更大的潜力，往往使冶金长度大于液芯长度，通常在不带液芯拉矫的情况下，铸机的冶金长度是指结晶器液面到第一对拉矫辊中心线的长度；在带液芯拉矫的情况下则指结晶器液面到最后一对拉矫辊中心线的长度。因此，要决定铸机的冶金长度，首先必须确定铸坯的液芯长度。液芯长度是确定弧形连铸机圆弧半径和二次冷却区长度的一个重要

2、工艺参数。它直接影响设备的总高度和总长度，并涉及拉矫机和切割设备的布置。由凝固定律可知，铸坯全部凝固时，坯厚与时间的关系为：(7－6)或(7－7)设拉坯速度为V；液芯长度为L液，则，(m)（7－8）式中：D——铸坯厚度(mm)L液——铸坯液芯长度(m)V——拉速(m/min)——综合凝固系数(mm／)冶金长度L冶≥（7－9）由式7—9可以看出，铸坯的液芯长度与铸坯的厚度，拉速和冷却强度有关。铸坯越厚，拉速越大，液芯长度就越长，连铸机的长度也越长。在设计新连铸机时，为了适应生产的发展，在计算液芯长度时，应考虑可能浇铸的最大坯厚和可能达到的最大拉

3、速。当现有连铸机的允许液芯长度已定时，如果浇铸的坯厚要增加，则拉速就要降低。在一定程度上，液芯长度与冷却强度(喷水量)也有关，增加冷却强度有助于缩短液芯长度，但其影响程度不如前二者大，而且对某些钢种来说，过分加大冷却强度是不允许的。（5）曲率半径连铸机的曲率半径（又称圆弧半径）主要是指铸坯弯曲时的外弧半径，它是弧形连铸机的重要参数之一，它标志着连铸机的型式和可能浇铸的最大铸坯厚度范围。同时也直接关系到连铸机的总体布置、高度以及铸坯的质量。弧形连铸机的曲率半径主要取决于铸坯的厚度，但通常在确定曲率半径时所考虑的无论是工艺上或质量上的要求，其实质

4、都与液芯长度有较密切关系。中国冶金行业网曲率半径的计算与确定主要应考虑下述各项要求：1)按铸坯进入拉矫机前完全凝固来计算和确定。对于采用一般拉矫机的连铸机，铸坯进入拉辊前通常须完全凝固。则冷却区的总长Lc(从结晶器内钢液面到第一对拉辊间的弧线长)可按下式计算(图7－2)。图7－2冷却区长度计算简图（m）（7－10）式中R1——铸坯中心曲率半径（m）；α——第一对拉辊中心线与水平线之间的夹角，（度）；h0——圆弧中心水平线至结晶器内钢液面的距离(m)，当采用弧形结晶器时，，当采用直结晶器时，。h1为二次冷却区的直线段长度(m)；为结晶器的长度(

5、m)。连铸机曲率半径应确保冷却区总长等于或大于液芯长度，即：,则，(m)（7－11）当连铸机采用“液芯拉矫”或“压缩矫直”等新工艺时，在计算冷却区总长度时，应注意把拉矫区内所应包含的长度计算在内。2)按弧形铸坯在矫直时所允许的表面延伸率计算和确定。当铸坯通过拉矫机进行矫直时，铸坯内弧表面受拉，外弧表面受压。假定铸坯在矫直时断面的中心线长度保持不变，断面仍为平面。曲率半径越小，其内弧表面延伸变形量越大，如果延伸率超过了允许值，内弧表面尤其角部容易产生横裂纹。由于内弧表面延伸率与曲率半径成反比，因此曲率半径应保证铸坯在矫直时内弧表面延伸率不超过允

6、许值。设连铸机曲率半径为R，铸坯厚度为D，在铸坯上取一小段CC′来研究(图7－3)，当铸坯被矫直时内弧表面延伸AA，外弧表面压缩AA′。则铸坯内弧表面延伸率为：图7－3铸坯矫直变形示意图由△OAB∽△AA′C′则因为R=R1+D/2，R>>D，一般D约为R的2.5～3.3％，故上式可近似写成：（7－12）为满足质量要求，必须使1，则连铸机的曲率半径应保证：，（m）（7－13）式中：1——铸坯表面允许延伸率。它主要取决于浇铸钢种、铸坯温度以及对铸坯表面质量的要求等。由试验得出，对普碳钢和低合金钢均可取为1.5～2.0％。3）按经验式确定，连铸机

7、的曲率半径还可以按铸坯厚度的若干倍来做初步计算：R=CD(m)（7－14）式中：C——系数：据目前连铸机设计水平，C值波动在35～45，一般中小型铸坯取C＝30～36，大板坯取C＝40～45碳素钢，取下限，特殊钢取上限。总之，连铸机曲率半径的最后确定，通常是根据以上几个方面的计算结果，并结合使用单位的要求和具体情况，使其大于或等于其中最大值。