连铸坯拉矫(withdrawal straightening unit of continous casting slab or billet)

把连铸坯从弧形连铸机的结晶器中以一定的拉坯速度拉出并矫直的工艺过程。现代连续铸钢的基本工艺之一，由拉矫机完成。

拉坯

由设置在铸流轨迹沿线的驱动夹辊来实现。根据驱动夹辊布置的位置和夹辊的数量，拉坯方式有集中拉坯和多辊分散拉坯两种：(1)集中拉坯方式是把拉坯驱动辊集中放在矫直拐点近旁，往往和矫直辊合在一起，组成固定的拉矫机(如常见的三辊、五辊拉矫机)，弧形区内不再设置拉坯驱动辊；这种集中拉坯同时又矫直的方式，一般在小方坯连铸机上采用一点矫直时使用较多。(2)多辊分散拉坯方式是把很多的拉坯驱动夹辊分散地布置在弧形区中部以下的整个冶金长度的沿线上(包括矫直区和水平段在内)，一般是在每一个扇形段内设一个或一对驱动夹辊，总数可多达20个辊子以上。这种多辊分散拉坯方式，多在板坯连铸机上采用，它适应于铸机的辊列系统的扇形段化，有利于采用多点矫直、轻压下、液芯矫直、压缩矫直、连续矫直和上装短引锭等现代技术。

铸坯通过导向辊装置沿铸流轨迹运动时，要承受拉坯阻力和拉坯辊强制拉力产生的拉伸应力，但采用分散多辊传动则可把“拉坯过程”变为夹送铸坯向前运动的“推坯过程”。这时铸坯将只受压缩应力，而不承受或可减轻拉伸应力，(见图)故这种拉坯方式称为压缩矫直。多辊传动时每个驱动辊付出的拉力相对较小，因此，其传动装置也较小，可以通用化和标准化。铸坯从结晶器中经过导辊装置沿铸流轨迹以一定的拉坯速度被拉出，将要受到5种拉坯阻力(包括帮助拉坯的下滑力)：(1)结晶器内的摩擦阻力Rm(N)：

Rm=μγ(Bmax十D)h。²×10^－２式中μ为结晶器内壁和坯壳间的摩擦系数；γ为钢水的密度，g／cm^３；Bmax为铸坯最大宽度，cm；D为铸坯厚度，cm；h。为钢液面至结晶器下口的垂直距离，cm。

(2)鼓肚变形的阻力R_B(N)；辊列系统中第i对辊的鼓肚变形阻力为R_Bi：

去式中Pi为第i对辊处的鼓肚力(即钢水的静压力产生的压力)，N；δi为第i号辊辊距中的鼓肚量，cm；Di为第i号辊上下辊的平均直径，cm；辊列鼓肚变形的总阻力R_B(N)：

式中i为从结晶器足辊开始至最末一对夹辊中的任一对辊子编号；n为支承未完全凝固铸坯的辊子对数。

(3)辊子轴承的摩擦阻力R_Ri(N)：

式中Pi为第i对辊子的鼓肚压力(由钢水的静压力产生的压力)，N；μ为轴承的摩擦系数；di为第i对辊子的轴承直径，cm；Di为第i对辊的平均直径，cm。辊列辊子轴承的总摩擦阻力(N)：

式中i为辊列中辊对的编号；n为铸机辊列对数。

(4)铸坯自重下滑力Rw。带液芯铸坯本身质量的下滑力包括两个部分：一是已凝固坯壳的质量；二是钢水静压力在凝固坯壳厚度变化引起的截面积差值上的作用力。它们都帮助拉坯，因此下滑力就是铸坯质量在拉坯方向上的分力Rw(N)：式中Rw1为从结晶器液面到第一对辊子处铸坯质量的下滑力，N；Rwi为第i号辊处铸坯质量的下滑力，N；i为辊子顺序编号；n为在90^。拐点前支承液芯铸坯的辊子数

式中P1为第一对辊子处钢水的静压力，N／mm²；F1为第一对辊子处坯壳的断面积，cm²；β1为第一对辊子中心线与水平线间夹角，(^。)；hk为结晶器内液面至铸机水平弧形半径中心线的垂直高度，cm；R。为铸坯厚度中心线的弧形半径，cm；L1为铸坯厚度中心线上从液面至第一对辊子的铸坯长度，cm；ρ1为坯壳的密度，g／cm³；)，γ 为钢水的密度，g／cm³。

式中Pi为第i号辊处钢水的静压力，N／mm²；Fi，Fi-1分别为第i号和第i一1号辊处坯壳的断面积，cm²；βi。βi-1分别为第i号辊和i一1号辊中心线与水平线的夹角，(^。)Li以为板坯厚度中心线上第i一1号辊到i号辊的铸坯长度，cm。

(5)辊子矫直阻力Rs(N)：Lu，式中μ为辊子轴承的摩擦系数；n为受矫直反力的辊子个数；P_FJ为第j个辊子的矫直反力，N；dj为第j个辊子轴承直径，cm；Dj为第j个辊子的辊身直径，cm。

连铸机的总拉坯阻力R=R_m+R_B+R_R—R_w+R_s。拉坯的目的就是要克服这些阻力并保持连铸机的正常拉坯速度。

矫直

弧形连铸全过程始终要对铸坯进行矫直。半径为R。的弧形铸坯，必须矫直后才能运出铸机并切成定尺长度。把一半径为R。的弧形坯矫直成半径为∝的直坯有多种方法。即一点矫直、多点矫直或连续矫直。铸坯在矫直时要承受矫直应力而产生矫直变形。铸坯内弧侧金属受拉伸，外弧侧金属受压缩。现代高速连铸机，要进行带液芯矫直，由于两相界面处的金属高温强度低，很易因拉应力产生矫直裂纹。各种矫直方法的发展都是为尽可能减小变形和应力，达到使金属的高温强度可以承受的程度，以杜绝矫直裂纹的产生。在矫直点坯壳的应变(ξuB)和应力(σuB)可用下式表示：

式中h为铸坯横断面上坯壳内任一点至中心轴的距离；R1，R2分别为铸坯矫直前、后的圆弧半径；D为坯厚；S为矫直点处坯壳厚度；K1和m为常数。一点矫直是把固定的圆弧半径为R。的铸坯一次直接矫直为直线(R=∝)。这时坯壳两相区的矫直变形率达到最大值。