畢業(yè)設計---年產(chǎn)400萬噸合格連鑄坯的連鑄系統(tǒng)設計

1、<p><b>　　畢業(yè)設計說明書</b></p><p>　　設計題目：年產(chǎn)400萬噸合格連鑄坯的連鑄系統(tǒng)設計</p><p>　　學　　　　號：_________________________</p><p>　　姓　 　名：_________________________</p><p>　　專

2、 業(yè) 班 級：_________________________</p><p><b>　　2012年06月日</b></p><p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　本次設計的是年產(chǎn)400萬噸鋼的方坯連鑄工程，主要對連鑄生產(chǎn)的工藝流程、車間組成和工藝布置進行設計，并對連鑄機的幾個主要工藝設備：鋼包及

3、其運載設備、中間包及其運載設備、結(jié)晶器及振動裝置、拉矯和引錠裝置、切割裝置進行了設計計算。設計中對板坯連鑄車間作了綜合經(jīng)濟指標分析和合理的布局。并繪制了車間平面和設備圖。為了提高連鑄機生產(chǎn)率和提高產(chǎn)品質(zhì)量，在設計中采用了一些新技術。設計中選用弧型連鑄機，大容量和深熔池的中間包，結(jié)晶器漏鋼預報技術，電磁攪拌技術和輕壓下技術等，使以上生產(chǎn)方案具有科學性、先進性，經(jīng)濟合理，適應當前社會發(fā)展的需要。</p><p>&l

4、t;b>　　目　　錄</b></p><p><b>　　- 1 -</b></p><p>　　高等職業(yè)技術學院- 1 -</p><p>　　畢業(yè)設計說明書- 1 -</p><p>　　摘　　要- 1 -</p><p><b>　　1 文獻綜述1<

5、/b></p><p>　　1.1連鑄主要設備3</p><p>　　1.1.1 大包回轉(zhuǎn)臺4</p><p>　　1.1.2 中間包車4</p><p>　　1.1.3 中間包烘烤裝置5</p><p>　　1.1.4 二冷室及風機5</p><p>　　1.1.5 結(jié)晶器

6、5</p><p>　　1.2 車間設計的依據(jù)7</p><p>　　1.3 廠址選擇7</p><p><b>　　2設計方案8</b></p><p>　　2.1連鑄機型的選擇和特點8</p><p>　　2.1.1連鑄機設計原則8</p><p>　　2.

7、1.2連鑄機機型的選擇原則8</p><p>　　2.1.3連鑄機機型的確定8</p><p><b>　　2.2產(chǎn)品規(guī)模8</b></p><p>　　2.2.1產(chǎn)品方案8</p><p>　　2.2.2鋼水供應條件9</p><p>　　2.2.3生產(chǎn)規(guī)模10</p>

8、<p>　　3連鑄車間的平面布置10</p><p>　　3.1主要工藝參數(shù)的確定10</p><p>　　3.1.1拉速的確定10</p><p>　　3.1.2冶金長度的計算：11</p><p>　　3.1.3作業(yè)率的確定11</p><p>　　3.1.4鋼包允許的最大澆注時間12<

9、;/p><p>　　3.1.5連鑄機流數(shù)的確定12</p><p>　　3.2連鑄機生產(chǎn)能力的計算13</p><p>　　3.2.1連鑄機與轉(zhuǎn)爐的匹配計算13</p><p>　　3.2.2連鑄機生產(chǎn)能力計算13</p><p>　　4生產(chǎn)工藝流程及車間組成15</p><p>　　4.

10、1生產(chǎn)工藝流程圖15</p><p>　　4.2車間組成及工藝布置16</p><p>　　4.2.1車間組成16</p><p>　　4.2.2車間工藝布置16</p><p>　　4.2.3連鑄機區(qū)域的主要尺寸17</p><p>　　5主要工藝設備選擇及其主要技術性能參數(shù)19</p>&

11、lt;p>　　5.1連鑄機長度的確定19</p><p>　　5.2連鑄機弧形半徑19</p><p>　　5.3鋼包及鋼包運載設備20</p><p>　　5.3.1鋼包回轉(zhuǎn)臺20</p><p>　　5.3.2鋼包尺寸、質(zhì)量和中心的計算20</p><p>　　5.4中間包及其運載設備23<

12、/p><p>　　5.4.1中間包容量的確定23</p><p>　　5.4.2中間包的類型構(gòu)造及其主要尺寸23</p><p>　　5.5結(jié)晶器及振動裝置25</p><p>　　5.5.1結(jié)晶器尺寸的確定25</p><p>　　5.5.2結(jié)晶器的振動機構(gòu)27</p><p>　　5.

13、5.3結(jié)晶器的類型28</p><p>　　5.6二次冷卻系統(tǒng)29</p><p>　　5.6.1二冷區(qū)的設計30</p><p>　　5.6.2二冷段冷卻區(qū)的劃分31</p><p>　　5.7拉矯裝置31</p><p>　　5.8鑄坯切割區(qū)的設計32</p><p><b

14、>　　參考文獻35</b></p><p><b>　　致 謝36</b></p><p><b>　　1 文獻綜述</b></p><p>　　亨利?貝塞麥是提出連鑄思想的第一人。他在1858年鋼鐵協(xié)會倫敦會議的論文《模鑄不如連鑄》中提出了這一設想，但一直到20世紀40年代，連鑄工藝才實現(xiàn)工業(yè)應用

15、。在這一段時間內(nèi)，由于鋼的高熔點和高導熱率等原因，研究人員遇到了許多問題。在連續(xù)鑄鋼開始出現(xiàn)時，最先使用的是立式連鑄機。這種連鑄機有一個用彈簧固定的結(jié)晶器，產(chǎn)量通常很低，且因為鋼與結(jié)晶器粘結(jié)，漏鋼并不少見。振動結(jié)晶器的想法應歸功于德國人SeigfriedJunghans，他首創(chuàng)了有色金屬的連續(xù)鑄造。1952年，英國巴羅鋼廠將這個概念引入煉鋼領域，當時使用的是德國曼內(nèi)斯曼提供的直結(jié)晶器立式連鑄機。這便是工業(yè)化連續(xù)鑄鋼的開端。 

16、    由于技術上的缺陷，連續(xù)鑄鋼長期以來一直局限在電爐鋼廠內(nèi)，大型鋼鐵聯(lián)合企業(yè)1970年才開始生產(chǎn)連鑄板坯。借助科學理論對凝固現(xiàn)象的深入了解推動了連鑄的發(fā)展。煉鋼技術在同一時期內(nèi)的發(fā)展也是連鑄工業(yè)化的一個先決條件。低成本的電爐煉鋼和聯(lián)合鋼鐵廠的堿性氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼比平爐更能保證連鑄鋼水的供應。今天，在這些煉鋼工藝中，比重最大的是氧氣煉鋼，占到了63．3％，相比之下，電爐和平爐分別占33．1％和3．6％。&#

17、160;    </p><p>　　連續(xù)鑄鋼由于與常規(guī)生產(chǎn)相比具有生產(chǎn)工序簡化，金屬收得率提高，能源消耗降低，勞動條件得到改善和連鑄坯質(zhì)量好等優(yōu)越性，因此是當前鋼鐵工業(yè)中發(fā)展最快的技術之一。近幾年我國鋼鐵工業(yè)投資建設中最可喜的發(fā)展是寬帶鋼、中厚板和寬厚板的生產(chǎn)能力、裝備和技術水平有了很大的提高，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整取得實效。圍繞高品質(zhì)，高附加值板帶生產(chǎn)。板坯連鑄的裝備和技術取得了同步的、顯

18、著的發(fā)展。常規(guī)板坯連鑄機的技術進步主要表現(xiàn)在工藝設備技術的優(yōu)化，自動化控制水平的不斷提高和完善以及滿足生產(chǎn)實際需要的工藝操作軟件的開發(fā)和應用。單流產(chǎn)量可達到150萬~200萬t/a，真正實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)高效。</p><p>　　在品種結(jié)構(gòu)方面: 隨著電磁技術及凝固控制技術的應用, 連鑄品種將有望實現(xiàn)品種的100%, 而且實現(xiàn)組織控制、內(nèi)部及表面質(zhì)量控制, 達到全無缺陷坯高效生產(chǎn).</p><p&g

19、t;　　在生產(chǎn)能力方面: 隨著電磁組合結(jié)晶器、非正弦振動、輕壓下、凝固動態(tài)控制技術的工業(yè)化, 板坯連鑄機產(chǎn)量達到200 萬噸/流·年, 方坯連鑄機產(chǎn)量達到40 萬噸/流·年, 形成單臺鑄機對單臺連軋機的生產(chǎn)流程.</p><p>　　在品種結(jié)構(gòu)方面: 隨著電磁技術及凝固控制技術的應用, 連鑄品種將有望實現(xiàn)品種的100%, 而且實現(xiàn)組織控制、內(nèi)部及表面質(zhì)量控制, 達到全無缺陷坯高效生</p

20、><p>　　在電磁連鑄方面: 隨著超導技術的發(fā)展, 用于澆注鋼的電磁約束結(jié)晶器、電磁激震裝置的工業(yè)化將成為可能, 在此基礎上, 將有望開發(fā)無模、無振動、斷面形狀可任意組合的連鑄機.</p><p><b>　　總結(jié)語：</b></p><p>　　二十一世紀, 鋼鐵工業(yè)正朝著環(huán)境友好、資源循環(huán)、性能極限、高效生產(chǎn)方向發(fā)展, 其核心推動力來自鋼鐵行

21、業(yè)技術的創(chuàng)新和集成, 即: 連續(xù)、緊湊、快節(jié)奏的高效生產(chǎn)工藝技術; 高潔凈、高強度、高性能、長壽命的材料設計與加工技術以及高效能源轉(zhuǎn)換與資源利用技術. 不斷提高生產(chǎn)效率、改善產(chǎn)品品質(zhì)、節(jié)能降耗的連鑄本質(zhì)特征將繼續(xù)促進鋼鐵生產(chǎn)朝著更加低耗、優(yōu)質(zhì)、高效、清潔生產(chǎn)的方向優(yōu)化. 連鑄仍然是當今最活躍、最具戰(zhàn)略影響力的鋼鐵科技創(chuàng)新點.</p><p><b>　　連鑄主要設備</b></p>

22、;<p>　　本設計CSP連鑄機為立彎式，鑄機主要設備為蝶式鋼包回轉(zhuǎn)臺、中間包車、漏斗型結(jié)晶器、液壓振動臺、扇形1、2、3、4段，帶剛性引錠桿的頂彎夾送裝置、拉矯裝置、以及擺動剪，其核心設備是漏斗型結(jié)晶器。</p><p>　　在鋼包回轉(zhuǎn)臺的兩側(cè)各有一個中包車和中包預熱站，車上配有浸入式水口預熱燒嘴。每臺中包車都配備有稱重系統(tǒng)，以稱量中間包鋼水重量。每個中間包在正常工作情況下，容量為26～28噸，溢

23、渣情況下為30～32噸。中間包鋼水液位可采用自動和手動進行控制，鋼水從中間包注入結(jié)晶器采用塞棒伺服機構(gòu)控制，它和CO60放射源，閃爍計數(shù)器和PLC裝置一起組成結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)。塞棒是整體式的，而塞棒機構(gòu)采用壓縮空氣冷卻。結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)可實現(xiàn)連鑄機的自動開澆，即當液位控制系統(tǒng)檢測到鋼水液位的10%時，鑄機振動臺開始振動，夾送輥開始拉坯。鋼水從中間包注入結(jié)晶器，是通過一個扁平式的整體式浸入式水口，它的出鋼口專門設計的，以適應結(jié)晶器形狀

24、結(jié)構(gòu)要求。</p><p>　　結(jié)晶器是一個直的漏式結(jié)晶器，上大下小，在寬邊銅板上部中心有一個寬的垂直、錐形的漏斗區(qū)域，以保證浸入式水口有足夠的空間。漏斗區(qū)域為從銅板上部向下大約850mm,以下便是結(jié)晶器下部平行出口部分。下部結(jié)晶器模壁是平行的，從而形成最后鑄坯的斷面尺寸。</p><p>　　結(jié)晶器振動裝置是一個短桿式的液壓振動系統(tǒng)，可以產(chǎn)生正弦振動，本設計采用的是非正弦振動。而結(jié)晶器下

25、面則為鑄坯導向的扇形1、2、3、4段。打開結(jié)晶器后，可以允許剛性引錠桿的插入，也可以清除漏鋼后形成的坯殼。漏鋼后通常影響到結(jié)晶器和扇形1段，他可以很容易的作為一個整體用吊車吊出更換。結(jié)晶器的寬度和錐度可以遠程調(diào)整，借助于主控室內(nèi)驅(qū)動PLC方式進入預設定，在澆注期間，主控操作人員可以根據(jù)生產(chǎn)計劃或軋制規(guī)格要求進行在線調(diào)寬，通常情況下還可以調(diào)錐來進行結(jié)晶器熱流的控制，以穩(wěn)定澆注狀態(tài)，確保鑄坯坯殼的均勻冷卻。本設計二次冷卻有3條冷卻曲線，根據(jù)

26、不同鋼種，選擇不同的冷卻曲線，隨著拉速的增加，水量不斷增大。</p><p>　　鑄坯出扇形段后，進入夾送輥頂彎裝置，依靠液壓，頂彎輥將鑄坯與引錠桿分離，鑄坯進入3.25半徑的弧形段，再通過拉矯機進行一點矯直。夾送輥頂彎裝置及拉矯裝置的冷卻為內(nèi)冷。然后鑄坯進入擺動剪，在主控市HMI畫面可進行鑄坯長度的設定。通常鑄坯在擺剪處的溫度為950～1050℃，主要由于不同拉速所致。</p><p>

27、<b>　　大包回轉(zhuǎn)臺</b></p><p>　　大包回轉(zhuǎn)臺設備為帶升降系統(tǒng)的Ｈ型回轉(zhuǎn)臺,它位于澆鑄平臺上。主要包括：大包回轉(zhuǎn)臺、事故回轉(zhuǎn)驅(qū)動裝置、稱重系統(tǒng)、大包蓋操作裝置、回轉(zhuǎn)鎖定裝置和大包滑動水口液壓操作系統(tǒng)。大包回轉(zhuǎn)臺的主要功能是將大包才能感裝載位置運送到澆注位置，回轉(zhuǎn)半徑為5500mm，回轉(zhuǎn)臺承載能力為2×200t,回轉(zhuǎn)速度為1r/min,設有電氣滑環(huán)和旋轉(zhuǎn)接頭，用于傳送

28、電能和介質(zhì)（供給升降液壓缸和滑動水口的水已二醇、氬氣、壓縮空氣），能實現(xiàn)正、反向各360°無限地轉(zhuǎn)動。</p><p>　　大包回轉(zhuǎn)臺能夠移動兩個裝滿的大包，并向連鑄機連續(xù)地輸送鋼水。在正常情況下，大包回轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動由電動-機械系統(tǒng)實現(xiàn)，電機通過行星齒輪箱和錐齒輪來傳遞運動，電機配有編碼器，以調(diào)整轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)回轉(zhuǎn)臂的精確定位。電機輸出軸上設有1氣動抱閘系統(tǒng)，以便回轉(zhuǎn)臂停在合適的位置上。在事故情況下可以用副驅(qū)

29、動即氣動驅(qū)動，來實現(xiàn)回轉(zhuǎn)臺的轉(zhuǎn)動。在任何時刻，均可實現(xiàn)從一種狀態(tài)向另一種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換，甚至在大包回轉(zhuǎn)臺正在轉(zhuǎn)動時也可以。裝滿鋼水的大包由天車吊運到回轉(zhuǎn)臺的雙叉臂上，然后轉(zhuǎn)動到澆鑄位置。設備的布局設計時就考慮到，當中間包液面處于最高位置時，大包、中間包車和中間包之間不會發(fā)生任何干涉。</p><p><b>　　中間包車</b></p><p>　　中間包車為半門式結(jié)構(gòu)，

30、主要組成為：行走系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、水口對中機構(gòu)、稱重系統(tǒng)、塞棒液壓控制機構(gòu)、侵入式水口的事故閘板液壓機構(gòu)、連續(xù)測溫系統(tǒng)機械手和大包長水口機械臂。</p><p>　　中間包車升降機構(gòu)由電動-機械螺旋千斤頂實現(xiàn)升降，有接近開關實現(xiàn)控制，升降行程為600mm，升降速度最大為30mm/s。通過編碼器實現(xiàn)對中間包位置和速度進行控制，能使侵入式水口自動地上下移動，均衡彎月面處的水口侵蝕，提高侵入式水口的壽命。中間包行走驅(qū)動系

31、統(tǒng)，主要由2個帶變頻器和編碼器的電機、2個正交軸齒輪減速機和4個車輪（其中兩個帶驅(qū)動）組成。中間包車負載能力為80t，最小行走速度為2m/min，最大行走速度為20m/min，可實現(xiàn)緊急制動和緊急事故行走。通過液壓裝置實現(xiàn)中間包位置的橫向調(diào)整和水口對中，通過流量分配器保持液壓缸同步運動，調(diào)整行程為+75/-75mm。通過傳動拖鏈向電機供電，傳遞流體和電信號。稱重系統(tǒng)主要由4個帶放大器和空冷的稱重單元組成，侵入式水口事故滑動閘板用于緊急切

32、斷中間包流出的鋼水，切斷速度為300mm/s。帶液壓缸、伺服閥和位置傳感器的液壓驅(qū)動機構(gòu)，用來驅(qū)動塞棒，可手動也可自動，垂直行程手動為140mm，自動時為100mm，最大速度大于100mm/s，塞棒液壓控制機構(gòu)和結(jié)晶器液位檢測系統(tǒng)形成閉環(huán)控制，通過PID調(diào)節(jié)穩(wěn)定控制結(jié)晶器液面。連續(xù)測溫系統(tǒng)機械手把持連續(xù)測溫</p><p><b>　　中間包烘烤裝置</b></p><p

33、>　　每個中間包烘烤裝置燒嘴數(shù)量為3個。最高預熱溫度為1200±100℃，所用燃料為轉(zhuǎn)爐煤氣。烘烤時間為90min,燃料消耗為1800m3/h,采用自動點火，PLC自動控制溫度，加熱曲線（可編程）存于PLC中，蓋上的熱電偶提供反饋。水口烘烤裝置為負壓抽風式，一個文式管由氣動產(chǎn)生負壓，通過水口將中間包內(nèi)的熱量吸入烘烤爐，能把中間包水口預熱到合適的溫度。</p><p><b>　　二冷室及

34、風機</b></p><p>　　二冷室位于澆鑄平臺下。包括一個封閉室和一套蒸汽排出裝置，連鑄平臺和其下鍍鋅鋼板制成的二冷室墻組成大型整體封閉室，用來容納從澆鑄平臺到拉矯裝置末端的水和蒸汽。蒸汽排出系統(tǒng)包括2臺離心風機用來排出二冷室的蒸汽。</p><p><b>　　結(jié)晶器</b></p><p>　　H2（high speed,

35、high quality）漏斗型結(jié)晶器主要包括：兩個漏斗型寬面銅板、兩個多錐度窄面銅板、銅板背板、足輥、在線調(diào)寬裝置。結(jié)晶器支撐框架是焊接鋼結(jié)構(gòu)，安裝在振動臺上，結(jié)晶器冷卻水自動進行連接，結(jié)晶器水套和振動臺接水板通過O型密封圈進行密封。冷卻水的連接方式和對中銷的設計，可以實現(xiàn)快速更換結(jié)晶器。結(jié)晶器的固定面和松動面通過拉桿連接，帶有彈簧的拉桿可以保證一套液壓缸實現(xiàn)寬面打開。銅板和背板設計成快速更換的結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)磨損銅板的快速更換。銅板材質(zhì)

36、為銅銀合金，寬面銅板表面鍍Ni，銅板長度1200mm,結(jié)晶器冷卻方式為在銅板上鉆孔通水冷卻。結(jié)晶器預留安裝電磁制動（EMBR）的空間。足輥區(qū)冷卻構(gòu)成二次冷卻的1、2、3環(huán)路。</p><p>　　結(jié)晶器的作用和基本組成:</p><p>　　結(jié)晶器是連鑄機的心臟，中間包內(nèi)的鋼水注入到結(jié)晶器后，在結(jié)晶器內(nèi)初步驟固成具有一定外形的鑄坯，生成一定厚度的坯殼，并被連續(xù)地從結(jié)晶器下口拉出，進入二冷區(qū)

37、。</p><p><b>　　結(jié)晶器的主要作用：</b></p><p>　　(1)在盡可能高的拉速下，保證出結(jié)晶器時形成足夠厚度的坯殼，以抵抗鋼水靜壓力而不拉漏。</p><p>　　(2)保證結(jié)晶器周邊坯殼厚度均勻穩(wěn)定地生長。</p><p>　　(3)結(jié)晶器內(nèi)的鋼水——渣相——坯殼——銅板之間的相互作用，對鑄坯表

38、面質(zhì)量有決定性的影響。</p><p>　　上述第(1)個作用決定了鑄機的生產(chǎn)率，而第(2)、(3)個作用決定了鑄坯的表面質(zhì)量。</p><p><b>　　結(jié)晶器的基本組成:</b></p><p>　　結(jié)晶器寬邊安裝有六個液壓缸用來打開和關閉結(jié)晶器銅板。其中固定側(cè)有兩個液壓缸，由單向閥和壓力開關進行控制。松動側(cè)有四個液壓缸，由帶有壓力傳感器

39、的單向閥和比例進行控制。當?shù)綦姾鸵簤菏r有一個蓄能器進行結(jié)晶器的事故關閉。松動策頂部的壓力為120bar，底部的壓力為140bar。當進行結(jié)晶器在線調(diào)節(jié)時松動側(cè)的壓力將減小以阻止銅板表面刮傷。當松動側(cè)的壓力降為63bar時自動尾出。</p><p>　　窄邊的主要功能是進行結(jié)晶器寬度和錐度的調(diào)節(jié)，以保證板坯尺寸和澆注安全。調(diào)寬是通過4個用于上下主軸驅(qū)動的伺服電機、4個齒輪裝置、4個蝸輪裝置、4個螺旋主軸實現(xiàn)的。

40、</p><p><b>　　車間設計的依據(jù)</b></p><p>　　在進行車間設計之前，應從技術經(jīng)濟部門取得設計任務書，而設計任務書是有關部門根據(jù)國家計劃經(jīng)過充分討論之后制定的。</p><p>　　設計任務書的基本內(nèi)容：</p><p>　　（1）車間的生產(chǎn)規(guī)模、生產(chǎn)品種；</p><p>

41、;　?。?）車間的生產(chǎn)方案；　　　</p><p>　?。?）建廠地址、廠區(qū)范圍和資源情況、水文地質(zhì)、原材料、燃料、動力、供水以及供電等供應情況，還有運輸情況等；</p><p>　?。?）要求達到的經(jīng)濟效益和技術水平</p><p>　?。?）投資以及勞動定員的控制數(shù)字</p><p><b>　　（6）環(huán)保情況</b>

42、;</p><p><b>　　廠址選擇</b></p><p>　　廠址選擇工作實際包括兩個方面：一是建廠地區(qū)的確定，一般由上級主管部門在設計任務書中規(guī)定；二是建廠地址的選擇，由設計者會同有關部門共同進行實際調(diào)查研究，提出幾個初步方案進行比較，然后選取最優(yōu)方案。</p><p>　　建廠地址選擇應考慮下述要求：</p><

43、p>　?。?）必須符合國家工業(yè)布局的基本原則。充分利用各地區(qū)的豐富資源和各方面的有利條件，合理使用人力和物力，使生產(chǎn)出來的產(chǎn)品能夠合理的分配，從而使所設計的廠在最少的投資條件下，獲得最大的經(jīng)濟效果，并且使全國各大區(qū)的工業(yè)系統(tǒng)迅速建立起來，逐步改變我國工業(yè)布局不合理的狀態(tài)；</p><p>　?。?）原料、燃料、動力的來源與運輸條件。要能夠得到生產(chǎn)所需的足夠原材料，要有能滿足生產(chǎn)和生活的水質(zhì)和水量；</

44、p><p>　?。?）適當靠近產(chǎn)品銷售地區(qū)；</p><p>　?。?）自然條件好，有適宜的氣候環(huán)境；</p><p><b>　　設計方案</b></p><p>　　2.1連鑄機型的選擇和特點</p><p>　　2.1.1連鑄機設計原則</p><p>　?。?）充分利用

45、新廠房的總體設計選擇連鑄機機型。</p><p>　?。?）連鑄機要實現(xiàn)高效化，能連續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)合格鑄坯。</p><p>　?。?）連鑄機裝備水平按先進、實用、可靠、經(jīng)濟的原則考慮。</p><p>　　（4）連鑄機主要設備要能整體更換，離線檢修。</p><p>　?。?）采用的工藝、技術、設備做到投產(chǎn)后的一定時間內(nèi)，工藝流程、裝備水平和

46、主要技術經(jīng)濟指標保持同類機組的先進水平</p><p>　　2.1.2連鑄機機型的選擇原則</p><p>　?。?）滿足鋼種和端面規(guī)格的要求；（2）滿足鑄坯質(zhì)量的要求；（3）節(jié)省投資和環(huán)保</p><p>　　2.1.3連鑄機機型的確定</p><p>　　本設計采用的是弧形結(jié)晶器弧形連鑄機、五輥矯直裝置、水噴霧冷卻、鑄坯斷面尺寸200mm

47、×200mm方坯。</p><p><b>　　2.2產(chǎn)品規(guī)模</b></p><p><b>　　2.2.1產(chǎn)品方案</b></p><p>　　產(chǎn)品規(guī)模設計年產(chǎn)400萬噸合格鑄坯的全連鑄車間。精煉、連鑄過程收得率分別按98.3%、98.3%。</p><p>　　如下圖，按鋼種比例分配

48、的產(chǎn)品方案：</p><p>　　表2—1 產(chǎn)品方案</p><p>　　2.2.2鋼水供應條件</p><p>　　1) 根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模計算年需鋼水量，據(jù)國內(nèi)同類轉(zhuǎn)爐經(jīng)驗所得ηn =95%—99%，取99%</p><p>　　年合格坯產(chǎn)量 400</p><p>　　年澆注鋼水量== ────────

49、= ── = 404.04（萬噸）</p><p>　　ηn 99% </p><p>　　2) 對“三吹二”制度，轉(zhuǎn)爐有效時間為310天/年</p><p>　　轉(zhuǎn)爐有效時間 310</p><p>　　則轉(zhuǎn)爐作業(yè)率= ─────── ×100%= ────×100%=84

50、.93%</p><p>　　年日歷時間 365</p><p>　　根據(jù)同類型廠家，取冶煉時間40min。</p><p>　　3)計算出年出鋼爐數(shù)</p><p>　　N 年日歷時間×轉(zhuǎn)爐冶煉作業(yè)率 365×24×60×84.93% <

51、;/p><p>　　── = ────────────── = ──────────── = 11250（爐）</p><p>　　2 冶煉平均時間 40</p><p>　　N=2×11250=22500</p><p>　　年澆注鋼液量 404040

52、0t</p><p>　　4）平均爐產(chǎn)鋼水量= ──────── = ───── = 179.6（噸）</p><p>　　年出鋼爐數(shù) 22500</p><p>　　故本設計選取180噸轉(zhuǎn)爐。</p><p>　　轉(zhuǎn)爐： a氧氣頂?shù)讖痛缔D(zhuǎn)爐2座 b平均出鋼量180噸</p><p>　　c

53、最大出鋼量190噸 d平均冶煉周期40分鐘</p><p><b>　　LF精煉爐2座</b></p><p><b>　　2.2.3生產(chǎn)規(guī)模</b></p><p>　　兩臺六機六流方坯連鑄機生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)合格連鑄坯400萬噸。</p><p>　　3連鑄車間的平面布置</p

54、><p>　　3.1主要工藝參數(shù)的確定</p><p>　　3.1.1拉速的確定</p><p>　　連鑄機的拉速的確定主要取決于以下幾個原則：</p><p>　　選取連鑄機的拉速必須在所澆鋼種的允許范圍之內(nèi)，確保產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　　以滿足鋼種產(chǎn)量的要求為前提，選取的拉速考慮和冶煉設備的生產(chǎn)周期匹配。<

55、/p><p>　　連鑄機拉速要考慮鑄坯斷面尺寸、弧形半徑、冶金長度和鑄機結(jié)構(gòu)特性等因 素。</p><p>　　理論拉速：理論上所能達到的最大拉速。</p><p>　　按照結(jié)晶器出口處鑄坯最小坯殼厚度計算，根據(jù)本設計的鋼種</p><p>　　鑄坯斷面尺寸最小坯殼厚度選取為10mm。</p>&l

56、t;p>　　結(jié)晶器出口處最小坯殼厚度：</p><p>　　式中：Km-結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固系數(shù)mm/min1/2;取20；</p><p>　　Lm-結(jié)晶器有效長度m,0.85;</p><p>　　計算得出：Vmax＝3.4 m／min</p><p>　　工作拉速根據(jù)經(jīng)驗為理論拉速的85％，故確定工作拉速為2.8m／min</p

57、><p>　　3.1.2冶金長度的計算：</p><p>　　冶金長度為連鑄機的機身長度，指從結(jié)晶器鋼液面到拉矯機最后一對輥子中心線的長度。</p><p>　　式中 L－鑄機的冶金長度，m</p><p>　?。畲蟮脑O計鑄坯厚度，mm</p><p>　?。畲蟮脑O計拉坯速度，m／min</p><

58、;p>　　K－綜合凝固系數(shù)， 取30</p><p>　　計算出冶金長度L=37.78m</p><p>　　3.1.3作業(yè)率的確定</p><p>　　(1) 日歷時間： 365(d)x24=8760h</p><p>　　(2) 鑄機計劃年檢時間：一年1次，共10d(240h)</p>&

59、lt;p>　　(3) 鑄機計劃定期檢修時間：每周1次，共8h，全年400h</p><p>　　年計劃工作時間： 8760-240-400=8120h</p><p>　　(4) 非計劃檢修時間：</p><p>　　連鑄機：90h</p><p>　　(5) 工序干擾停工時間： </p><

60、p>　　轉(zhuǎn)爐及前工序：150h</p><p>　　連鑄機：120h</p><p>　　加熱爐：80h</p><p>　　連軋機：80h</p><p>　　小計： 430h </p><p>　　(6) 鑄機有效作業(yè)時間： 8120-90-430=76

61、00h</p><p>　　(7) 鑄機有效作業(yè)率：7600/（24x365）x100%=86.7%</p><p>　　3.1.4鋼包允許的最大澆注時間</p><p><b>　　logG-0.2</b></p><p>　　tmax = ────── f=75.5min</p><p>

62、<b>　　0.3 </b></p><p>　　式中：tmax-鋼包最大允許澆注時間，min</p><p>　　G-鋼包的容量，180t</p><p>　　f-質(zhì)量系數(shù)，取11</p><p>　　3.1.5連鑄機流數(shù)的確定</p><p><b>　　G</b><

63、;/p><p>　　連鑄機流數(shù)計算公式：N= ───── = 5.57</p><p><b>　　tFνρ</b></p><p>　　式中 G-鋼包容量， 130t;</p><p>　　t-鋼包澆注時間min,一般t≤，t取38min;</p><p>　　F-鑄坯斷面面積,0.04;<

64、/p><p>　　V-此斷面下的工作拉速，m/min,2.8m/min;</p><p>　　-鑄坯密度，7.6t/.</p><p>　　本設計中N取6，車間共兩臺六機六流的方坯連鑄機。</p><p>　　3.2連鑄機生產(chǎn)能力的計算</p><p>　　3.2.1連鑄機與轉(zhuǎn)爐的匹配計算</p><p

65、>　　本次設計要求合格鑄坯為400萬噸。則所需鋼水量：</p><p><b>　　4000000</b></p><p>　　Q= ────── = 4069175t</p><p><b>　　0.983</b></p><p>　　式中：A-鋼水收得率，0.983</p>

66、<p>　　根據(jù)轉(zhuǎn)爐車間的生產(chǎn)能力：設轉(zhuǎn)爐座數(shù)為n,轉(zhuǎn)爐的公稱容量為q，轉(zhuǎn)爐作業(yè)率為η:</p><p>　　n×365×1440×η×q</p><p>　　──────────── = Q</p><p><b>　　T</b></p><p>　　n×36

67、5×1440×0.836×q</p><p>　　──────────── = 4069175t</p><p><b>　　40</b></p><p>　　可得：nq=370t , 可取n為2，q為185t。其中T為轉(zhuǎn)爐的冶煉周期，40min。所以本次設計與180噸的轉(zhuǎn)爐相匹配。</p><

68、p>　　3.2.2連鑄機生產(chǎn)能力計算</p><p>　　連鑄機作業(yè)率:根據(jù)前面計算，連鑄機作業(yè)率為86.7%。</p><p>　　每爐鋼水量G:本設計與公稱容量為180t的轉(zhuǎn)爐相匹配，連鑄用鋼水量平均按每爐180t計算。</p><p>　　鑄坯收得率A:據(jù)連鑄設計技術規(guī)格書中經(jīng)濟指標可知鑄坯收得率為98.3%。</p><p>　

69、　連澆爐數(shù)Cn:連澆爐數(shù)與轉(zhuǎn)爐及連鑄的配合有關，同時與爐子的容量有關，同時與爐子的容量大小，澆注時間長短，耐火材料質(zhì)量也是有密切關系的。本次設計取Cn=13爐。</p><p><b>　　每爐鋼澆注時間</b></p><p>　　=38 min; </p><p>　　式中 n-鑄機流數(shù)，n=6;</p><

70、;p>　　V-拉坯速度，m/min,2.8m/min;</p><p>　　r-鑄坯密度，7.6t/;</p><p>　　0.9-考慮鑄坯頭部和尾部拉坯速度增加和減少及富余能力的系數(shù)；</p><p>　　S-鑄坯平均斷面，,0.04;</p><p>　　G-轉(zhuǎn)爐平均出鋼量，180t。</p><p>　　準

71、備時間:準備時間為47min,其中鑄坯拉出時間為12min,從裝引錠桿到引錠頭密封完畢可以澆鋼為止所經(jīng)歷時間為35min。</p><p>　　連鑄機年生產(chǎn)能力Q 連鑄機年生產(chǎn)能力Q為:</p><p>　　24×60×G×C×A×η×365</p><p>　　Q= ─────────────── =

72、 2252254.4t/年</p><p><b>　　C×t0+T</b></p><p>　　式中 Q-連鑄機生產(chǎn)能力，t/a;</p><p>　　-連鑄機作業(yè)率，86.7%;</p><p>　　G-每爐鋼水量，t/爐,180t;</p><p>　　A-鑄坯收得率，%，98.

73、3%;</p><p>　　C-連澆爐數(shù)，爐/次，13爐；</p><p>　　-連澆時平均澆注周期， min／次 38min/次；</p><p>　　T-連鑄機準備時間，min,43分鐘。</p><p>　　本設計要求每臺連鑄機年產(chǎn)量為200萬t/年，因此可以滿足要求。</p><p>　　4生產(chǎn)工藝流程及車間組

74、成</p><p>　　4.1生產(chǎn)工藝流程圖</p><p><b>　　連鑄車間布置應考慮</b></p><p>　　(1) 連鑄機與煉鋼爐的匹配。</p><p>　　(2) 連鑄機與軋鋼機的配合。</p><p>　　(3) 必要的設備維修區(qū)和鑄坯檢查區(qū)。</p><p

75、>　　(4) 鑄坯的運輸。</p><p>　　4.2車間組成及工藝布置</p><p><b>　　4.2.1車間組成</b></p><p>　　轉(zhuǎn)爐連鑄主廠房板坯連鑄區(qū)包括：連鑄跨、過度跨及并流跨（1－10#柱），車間組成及起重機配置見表4-1。</p><p>　　4-1表 起重機配置</p>

76、<p>　　4.2.2車間工藝布置</p><p>　　連鑄主車間與加熱爐車間毗連布置，按轉(zhuǎn)爐→LF/RH精煉→方坯連鑄機→鑄坯熱送軋鋼加熱爐工藝組織生產(chǎn)，工藝流程短而順行。</p><p>　　----連鑄跨（ D-E列）:</p><p>　　連鑄跨中主要布置有連鑄機操作平臺、操作室、中間包維修區(qū)等。其跨度和長度滿足主機設備的布置，但中間包維修區(qū)面積

77、較緊張。</p><p>　　----過度跨（C-D列）</p><p>　　過度跨中主要布置有連鑄機的火焰氣割機、切下輥道、切后輥道、切頭切尾收集箱、中間輥道、引錠桿及存放裝置、切割出坯操作室及設備維修區(qū)等。其跨度和長度滿足主機設備和設備維修區(qū)的布置。</p><p>　　----并流跨（B-C列）</p><p>　　并流跨中主要布置有中

78、間輥道、提升式橫移系統(tǒng)、冷床、鑄坯堆存區(qū)等。其跨度和長度滿足主機設備的布置和必需的操作面積。</p><p>　　4.2.3連鑄機區(qū)域的主要尺寸</p><p>　　區(qū)域總高度和軌面的確定</p><p>　　(1) 連鑄機的總長度是指鋼包回轉(zhuǎn)臺中心線到冷床后固定擋板之間的水平距離。連鑄機的弧形半徑前的部分布置在澆鑄跨，其余部分在切割、出坯等跨內(nèi)。</p>

79、;<p>　　L=L1+L2+L3+L4+L5+L6=6500+20000+6000+19500+14000=94000mm 式(4.1)</p><p>　　式中：L1-鋼包回轉(zhuǎn)臺中心線至結(jié)晶器外弧豎直切線之間距離。6025mm。</p><p>　　L2-結(jié)晶器外弧豎直切線至拉矯機最后一個棍子的距離mm。16751mm。</p><p>　　

80、L3-拉矯機后至切割區(qū)前距離mm。6224mm。</p><p>　　L4-切割區(qū)長度mm。8500mm。</p><p>　　L5-輸出輥道或鑄坯等待去長度mm。20000mm。</p><p>　　L6-出坯區(qū)長度。36500mm。</p><p>　　(2) 鑄機高度的確定</p><p>　　它是指從拉矯機底座

81、基礎面至中間包頂面的總高度，計算如下:</p><p>　　H=R+H1+H2+H3+H4 </p><p>　　=6000+1000+1000+380+1480=9860mm </p><p>　　式中：H1-拉矯機底座基礎面至鑄坯地面距離，取決于出坯的標高和設備尺寸，約為

82、500～1000mm,本次設計取1000；</p><p>　　H2-鑄機弧形中心至結(jié)晶器頂面的距離，取1000mm；</p><p>　　H3-結(jié)晶器頂面至中間包升至最高距離，取380mm；</p><p>　　H4-中間包全高，1280+200=1480mm</p><p>　　R-弧形半徑，6000mm</p><p

83、>　　(3) 吊車軌面標高</p><p>　　連鑄澆鑄跨吊車軌面標高</p><p>　　連鑄平臺標高H平臺=9860-1780=8080mm </p><p>　　連鑄澆鑄跨吊車軌面標高：</p><p>　　H0=H5+H6+H7+H余=8080+2450+11000+1600=23130mm

84、 </p><p>　　式中：H5-連鑄平臺標高mm。8080</p><p>　　H6-鋼包耳軸至其水口的距離mm。2450</p><p>　　H7-起重機主鉤上升極限尺寸mm。11000</p><p>　　H余-富余尺寸mm，一般為1400-1600。</p><p>　　5主要工藝設備選擇及其

85、主要技術性能參數(shù)</p><p>　　5.1連鑄機長度的確定</p><p>　　為保證連鑄坯在出連鑄機前完全凝固，連鑄機的長度應大于鑄坯的最大液相長度。液相長度，指鋼液從結(jié)晶器液面到鑄坯全部凝固完畢的長度，使確定弧形半徑和二冷區(qū)長度的重要工藝參數(shù)，也決定了拉矯機的位置。</p><p>　　連鑄坯的最大液相長度按下式計算：</p><p>

86、<b>　　D×D×Vmax</b></p><p>　　L1= ────── =37.78m</p><p><b>　　4×k×k</b></p><p>　　式中：-液相長度，m;</p><p>　　D-鑄坯厚度，mm,200mm;</p>

87、<p>　　-最大拉速即理論拉速，m/min,3.4m/min; </p><p>　　K-綜合凝固系數(shù)，；取30；</p><p>　　可見液相深度與最大拉速成正比，與冷卻強度成反比。鑄機長度一般取為最大液相長度的1.1倍，以留有余地。所以鑄機長度：L=1.1=41.56m</p><p>　　5.2連鑄機弧形半徑</p><p&

88、gt;　　連鑄機鑄坯外弧的曲率半徑(m)。依據(jù)下列三個因素確定：按鑄坯進入拉矯機以前全部凝固完畢的條件確定；按鑄坯在矯直時所允許的表面延伸率確定；按弧形結(jié)晶器的最小允許半徑確定。鑄坯的形變?nèi)鐖D5－1所示。</p><p><b>　　按經(jīng)驗公式計算：</b></p><p>　　連鑄機圓弧半徑R=KD 其中K為系數(shù)，方坯連鑄機取30～40，碳素鋼取下限，特殊鋼取上限。

89、D為鑄坯厚度m,D取0.20m。R要在算出后，考慮已投產(chǎn)的連鑄機的經(jīng)驗參數(shù)，綜合考慮確定.</p><p>　　R=(30～40)D=30×0.20～40×0.20=6.0～8.0 取R=7m</p><p><b>　　圖5－1鑄坯的形變</b></p><p>　　5.3鋼包及鋼包運載設備</p>&l

90、t;p>　　5.3.1鋼包回轉(zhuǎn)臺</p><p>　　優(yōu)點：1)利于多爐連澆：占用澆注平臺面積小，鋼包更換迅速，便于處理漏鋼：適用于大型全連鑄車間。</p><p>　　2)可安裝稱量裝置，控制澆注時間。其轉(zhuǎn)速0.7～1.0轉(zhuǎn)/min,換鋼包的時間為0.5～2.0min。</p><p>　　近年來鋼包回轉(zhuǎn)臺在形式和功能上得到了多方面的發(fā)展，采用了以下新技術：

91、鋼包升降裝置、連續(xù)自動稱量裝置、鋼包清凡裝置、鋼包保溫蓋加蓋裝置及吹氣裝置等。</p><p>　　本設計采用蝶型鋼包回轉(zhuǎn)臺，它具有各自獨立驅(qū)動的轉(zhuǎn)臂，兩個鋼包的相對位置時可以變化的，操作靈活，可縮短換包時間，鋼包能在回轉(zhuǎn)臺上升降便于使用長水口，實現(xiàn)保護澆注，。</p><p>　　5.3.2鋼包尺寸、質(zhì)量和中心的計算</p><p><b>　　1）鋼包

92、的尺寸計算</b></p><p>　　鋼包的容量應與轉(zhuǎn)爐的最大出鋼量相匹配。鋼包有外殼、包襯和注流控制結(jié)構(gòu)組成；鋼包的外殼一般由鍋爐鋼板焊接而成。</p><p>　　鋼包容納的鋼水量，一般考慮有10%的過裝余量，則鋼包的實際容量為：</p><p>　　P+0.1P=1.1P=1.1×190=209t </p><p&

93、gt;　　鋼包內(nèi)的渣量，渣量一般為金屬量的3～5%，設計時取較大比例為15%。則渣量：</p><p>　　1.1P×0.15=0.165P=31.3t</p><p><b>　　鋼包的容積</b></p><p>　　根據(jù)鋼包實際容納金屬液與熔渣計算容積。鋼液比容取0.14；熔渣比取0.28。因此，鋼與渣的總體積為：</p&

94、gt;<p>　　0.14×1.1P+0.28×0.165P=38</p><p>　　采用D/H=1；錐度為15%。則鋼包下部內(nèi)徑：</p><p>　　=D-0.15H=0.85D</p><p>　　根據(jù)原始數(shù)據(jù)可求出D,由于部分磚襯的加厚，要增加D值，方能保證實際容積為0.2P。</p><p>&l

95、t;b>　　可用下式表示：</b></p><p>　　K×0.673=0.2P K取0.94 </p><p>　　可以求出D=3.92m</p><p>　　鋼包底磚厚度：=0.10D=392mm</p><p>　　鋼包壁磚襯厚等于：=0.07D=274.4mm</p><p>&

96、lt;b>　　鋼包的外殼</b></p><p>　　鋼包殼壁厚：=0.01D=39.2mm</p><p>　　鋼包殼底厚：=0.012D=47.8mm </p><p>　　鋼包的結(jié)構(gòu)如圖5－2所示：</p><p>　　已知鋼包內(nèi)經(jīng)尺寸、磚襯厚度、鋼殼厚度之后

97、，可以計算外殼的外部尺寸：</p><p>　　外殼內(nèi)高：=1.1D=1.1×3920=4312mm</p><p>　　外殼全高：=1.112D=4359mm</p><p>　　外殼上部內(nèi)徑：=1.14D=4468mm</p><p>　　外殼上部外徑：=1.16D=4547mm</p><p>　　外殼

98、下部內(nèi)徑：=0.99D=3881mm</p><p>　　外殼下部外徑：=1.01D=3959mm</p><p><b>　　圖5-2鋼包</b></p><p><b>　　2）鋼包的質(zhì)量計算</b></p><p><b>　　包襯的質(zhì)量：</b></p>

99、<p>　　=0.535=32.2t </p><p><b>　　空鋼包的質(zhì)量：</b></p><p>　　=(0.30～0.31)P=57～58.9t</p><p>　　裝滿鋼水與熔渣后的總質(zhì)量</p><p>　　鋼包的容積仍可過裝10%，渣量為金屬量的1

100、5%計。則裝滿鋼水與熔渣后的最大質(zhì)量為：</p><p>　　=1.1P+0.165P+0.273P=1.538P=290.2t</p><p><b>　　3）鋼包重心的計算</b></p><p>　　計算鋼包的重心是為了確定鋼包耳軸的最低位置，使裝滿鋼水與渣液的鋼包吊運與澆鑄時穩(wěn)定，無傾翻的危險。</p><p>

101、　　=0.540D=2117mm </p><p>　　同樣可得空鋼包的重心位置：=0.642D=2517mm</p><p>　　5.4中間包及其運載設備</p><p>　　中間包是鋼包與結(jié)晶器之間的中間容器，其主要作用如下：</p><p>　　控制鋼流注入結(jié)晶器內(nèi)，減少出鋼的靜

102、壓力，使鋼流保持穩(wěn)定。</p><p>　　減少鋼流沖擊而產(chǎn)生的飛濺、鋼水液面波動。</p><p>　　中間包鋼水中夾雜物上浮。</p><p>　　分流以實現(xiàn)多流澆鑄。</p><p><b>　　多爐連澆。</b></p><p>　　5.4.1中間包容量的確定</p><

103、;p>　　中間包容量根據(jù)鋼包容量、鑄坯斷面大小和鑄坯流數(shù)來確定。多數(shù)廠家選擇鋼包容量的15%～40%，小容量取大值，大容量取小值。多爐連澆中間包要保證更換鋼包時，連鑄機所需要的澆鑄鋼水量，同時應考慮中間包允許的最低液面高度≮250mm，以免液面上的浮渣進入到結(jié)晶器中。中間包容量可按下式計算。</p><p><b>　　中間包容量：</b></p><p>　　

104、=1.3×0.2034 ×2.8 ×7.6 ×4=22.5t</p><p>　　目前中間包向大容量深熔池方向發(fā)展。中間包容量也可按鋼包容量的15～40%確定，有的已達50%左右。本設計?。?50t。由于本設計連鑄機為六機六流，采用兩個中間包的設計，所以每個中間包容量為25t。</p><p>　　5.4.2中間包的類型構(gòu)造及其主要尺寸</p&

105、gt;<p>　　(1) 中間包的類型及構(gòu)造</p><p>　　本設計采用兩個梯型中間包的設計，在鋼包注流沖擊點與中間包體設擋墻，以免水口周圍出現(xiàn)渦流可防止夾雜物，渣或耐火材料進入結(jié)晶器。</p><p>　　中間包的構(gòu)造為：12～20mm鋼板焊成外殼內(nèi)砌耐或材料。包底為防止變形采用厚鋼板，中間包分為包體、包蓋、塞棒和水口。</p><p>　　(2

106、) 中間包的主要尺寸</p><p>　　鋼水深度≮500-600mm,液面上口約留200mm距離，為適應中間包冶金的需要中間包向大容量、深熔池的方向發(fā)展。長度要考慮鑄機流數(shù)、流間距及水口中心離包壁約200mm。寬度應考慮鋼水注入時，注入點到中包水口距離≥500mm,并使注入點到每個水口距離相等。為便于修砌、清理、觀察及加覆蓋劑包壁有10-20%的倒錐角。</p><p><b>

107、;　　1) 高度的確定</b></p><p>　　為保證中間包內(nèi)夾雜物的上浮，鋼液在其停留的時間約為8～10分鐘。 </p><p>　　對方坯連鑄中間包可澆液面為≥200mm,為保證澆鋼液面深度≥500mm,則標準液面深為：</p><p>　　≥500+200=700mm </p>&l

108、t;p>　　在設計中，將標準液面再加深≥100mm，為最大液面深，即：</p><p>　　≥700+100=800mm </p><p>　　本次設計?。?800mm。</p><p>　　所以：=180+800+200=1180mm </p><p>　　式中： -耐火材料厚度；取180

109、mm;</p><p>　　-鋼包距包口的距離，取200mm。</p><p><b>　　2) 長度的確定</b></p><p>　　長度方向尺寸確定的基準是中間包水口位置，當水口各部分的尺寸確定后，長度即可確定：</p><p>　　=2700+(500+180)×2</p><p&g

110、t;<b>　　=3160mm</b></p><p>　　式中：-水口距耐火墻的距離，一般在400~600mm, 取500mm;</p><p>　　-水口間的距離，即連鑄機的流間距，900mm;</p><p><b>　　n-流數(shù)，3；</b></p><p>　　-耐火材料厚度，180mm。

111、</p><p><b>　　3)角度確定</b></p><p>　　角度確定原則，一般是根據(jù)下列條件而定：</p><p>　　A：包內(nèi)耐材的穩(wěn)定性；</p><p>　　B：剩余殘鋼脫除所需的斜度；</p><p>　　C：操作人員觀察結(jié)晶器液面的視線。</p><p&g

112、t;　　一般在9～13，本設計取11。</p><p>　　5.5結(jié)晶器及振動裝置</p><p>　　結(jié)晶器被稱為連鑄機的心臟，鋼液在結(jié)晶器內(nèi)強制冷卻初步成形，并形成一定厚度的坯殼，當鑄坯拉出結(jié)晶器時在機械應力和熱應力的綜合作用下，保證坯殼不拉漏以及不產(chǎn)生變形和裂紋等缺陷。結(jié)晶器的工作條件對結(jié)晶器提出了以下要求：具有良好的導熱性能，能使鋼液在結(jié)晶器內(nèi)迅速凝固成足夠厚度的初生坯殼。結(jié)構(gòu)剛性

113、好，簡單、易于制造、拆裝、調(diào)整和維修方便。有較好的耐磨性和較高的壽命。在保證結(jié)晶器剛度的前提下，質(zhì)量要小以便減小振動時的慣性力，使結(jié)晶器的振動平穩(wěn)可靠。具有足夠高的強度和硬度，以減少結(jié)晶器內(nèi)襯的扭曲變形和機械磨損，保持結(jié)晶器內(nèi)腔尺寸的穩(wěn)定性。</p><p>　　結(jié)晶器的材質(zhì)一般有以下幾種：1)銅合金：Cr、Ag、Sn、Si、Mn、Al、Zr等。銅的導熱系數(shù)高，但耐磨性差、熱膨脹系數(shù)大。2) 銅板鍍層：Cu-Ni

114、親和力好、不脫落。3) 石墨結(jié)晶器：易氧化。本設計采用銅合金材質(zhì)，鍍鎳。</p><p>　　5.5.1結(jié)晶器尺寸的確定</p><p>　　參數(shù)選擇：斷面尺寸：凝固收縮及矯直變形要求結(jié)晶器斷面尺寸比冷鑄坯斷面尺寸達2～3%左右。結(jié)晶器長度：保證出結(jié)晶器坯殼厚度和減少拉坯阻力的情況下，盡可能選用短結(jié)晶器。結(jié)晶器長度一般選用700～900mm。有的達到1200mm。</p>&

115、lt;p>　　1) 結(jié)晶器的斷面尺寸：結(jié)晶器的斷面尺寸是根據(jù)冷坯的公稱斷面尺寸確定的。考慮到鑄坯在凝固過程重的收縮和矯直時變形的因素，結(jié)晶器的斷面應比鑄坯的公稱斷面大，一般約大1～3％左右。</p><p>　　S=40000mm2 S1=s×（1+0.03）=41200mm2</p><p><b>　　結(jié)晶器長度</b>

116、;</p><p>　　式中 ——結(jié)晶器出口出的坯殼厚度，mm 方坯取值10</p><p>　　K——結(jié)晶器部分凝固系數(shù)， 取值20</p><p>　　V——拉坯速度，m／min 3.4mm／min</p><p>　　考慮到澆注操作時結(jié)晶器內(nèi)鋼液面的波動以及應用保護渣澆注等，在鋼液面到結(jié)晶器定面之間要留有一定的富裕距離，故結(jié)晶器的實際

117、長度L應為</p><p><b>　　結(jié)晶器的錐度：</b></p><p>　　鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)襯的凝固過程的收縮，是鑄坯脫離結(jié)晶器壁，形成氣隙，影響結(jié)晶器的導熱性能和坯殼的生長。因此，在結(jié)晶器設計時，將結(jié)晶器制成下口斷面比上口斷面略小，形成倒錐度。結(jié)晶器的到錐度可由下式確定：</p><p>　　式中 ——結(jié)晶器上口斷面積</p&

118、gt;<p>　　——結(jié)晶器下口斷面積</p><p>　　4) 結(jié)晶器的倒錐度是一個十分重要的參數(shù)，如倒錐度過小，坯殼會過早的脫離結(jié)晶器內(nèi)壁形成氣隙，影響結(jié)晶器的冷卻效果，致使坯殼過薄，出現(xiàn)鼓肚變形，甚至拉漏。倒錐度過大，會使鑄坯與結(jié)晶器的摩擦阻力增加，加速結(jié)晶器內(nèi)壁，特別是下口的磨損。目前根據(jù)實踐取經(jīng)驗值，對方坯結(jié)晶器的倒錐度取0.4～0.8％。本設計結(jié)晶器倒錐度取值0.7％</p&g

119、t;<p>　　結(jié)晶器水縫面積：鋼水在結(jié)晶器內(nèi)形成坯殼時所放出的熱量主要由冷卻水帶走的，因此，在設計結(jié)晶器時，合理的確定結(jié)晶器的水縫面積是非常重要的。結(jié)晶器水縫面積F可按下式計</p><p>　　10000 L·Q</p><p>　　F= ───·──── = 3437.5mm2</p><p>　　36

120、 Vω</p><p>　　式中 L取值為0.66m</p><p>　　Q為結(jié)晶器單位周長耗水量，，根據(jù)經(jīng)驗為100～160。本設計取150。</p><p>　　v為冷卻水流速，m/s根據(jù)經(jīng)驗為6～8m/s;</p><p><b>　　取值為8</b></p><p>　　5.5.2結(jié)晶

121、器的振動機構(gòu)</p><p>　　結(jié)晶器振動的目的是防止初生坯殼與結(jié)晶器之間粘結(jié)而被拉裂。結(jié)晶器振動實際上起強制脫模的作用。本設計振動方式采用正弦振動，這是目前廣泛采用的一種振動方式。結(jié)晶器的運動速度與時間的關系為一條正弦曲線</p><p><b>　　結(jié)晶器振動參數(shù)：</b></p><p>　　振動頻率f＝75～210 次／min &l

122、t;/p><p><b>　　振幅S＝3mm</b></p><p><b>　　負滑動率＝25％ </b></p><p>　　2) 四連桿式振動機構(gòu)：四連桿式振動機構(gòu)又稱雙搖桿式或雙短臂式振動機構(gòu)。廣泛應用于大型板坯連鑄和小方坯連鑄機上。這種振動機構(gòu)有內(nèi)弧布置和外弧布置兩種，本設計采用內(nèi)弧布置四連桿式振動機構(gòu)，如圖5－