280噸連鑄機(jī)課程設(shè)計(jì)

1、課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2015.1課題名稱(chēng)：280噸連鑄機(jī)設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)目的1. 通過(guò)課程設(shè)計(jì)，鞏固、加深和擴(kuò)大在冶金工程專(zhuān)業(yè)課程及相關(guān)課程教育中所學(xué) 到的知識(shí)，訓(xùn)練學(xué)生綜合運(yùn)用這些知識(shí)去分析和解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力。2. 學(xué)習(xí)冶金設(shè)計(jì)的一般方法，了解和掌握常用冶金設(shè)備或簡(jiǎn)單冶金設(shè)備的設(shè)計(jì)方 法，設(shè)計(jì)步驟，為今后從事相關(guān)的專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)及實(shí)際工程設(shè)計(jì)打好 基礎(chǔ)。3. 使學(xué)生計(jì)算，制圖，運(yùn)用設(shè)計(jì)資料。二、課程設(shè)計(jì)參數(shù)要求、任務(wù)年產(chǎn)量280噸連鑄機(jī)設(shè)計(jì)產(chǎn)品大綱：（1）生產(chǎn)規(guī)模計(jì)劃年產(chǎn)合格：280噸/年（2）鋼號(hào)：20Mn鋼種：制造油罐三、階段任務(wù)第一周：連鑄機(jī)設(shè)備參數(shù)的計(jì)算、連鑄機(jī)主要工藝參數(shù)設(shè)

2、計(jì)第二周：連鑄機(jī)主要性能參數(shù)、連鑄機(jī)主要設(shè)備設(shè)計(jì) 四、主要參考文獻(xiàn)1 陳家祥主編；連續(xù)鑄鋼手冊(cè)冶金工業(yè)出版社.199.122 王雅貞，張巖，劉術(shù)國(guó)編著，新編連續(xù)鑄鋼工藝及設(shè)備.冶金工業(yè)出版社.1999.93 蔡開(kāi)科，程士富主編，連續(xù)鑄鋼原理與工藝.冶金工程出版社.1994.124 陳雷主編，連續(xù)鑄鋼.冶金工程出版社.1994.5指導(dǎo)教師：盧艷青2015年1月1. 緒論2. 產(chǎn)品大綱3. 生產(chǎn)工藝流程4. 連鑄機(jī)設(shè)備參數(shù)的計(jì)算4.1 連鑄機(jī)類(lèi)型選擇4.2 設(shè)備清單5. 連鑄主要工藝參數(shù)5.1澆注溫度5.2澆注時(shí)間5.3鑄坯斷面5.4拉坯速度5.5連鑄機(jī)流速5.6連鑄機(jī)冶金長(zhǎng)度5.7鑄機(jī)的弧形半徑

3、連鑄機(jī)主要性能參數(shù)6.1連澆爐數(shù)6.2澆鑄周期6.3連鑄機(jī)的作業(yè)率6.4金屬收得率6.5連鑄機(jī)生產(chǎn)能力6.5.1連鑄機(jī)的理論小時(shí)量6.5.2:連鑄機(jī)的平均日產(chǎn)量6.5.3:連鑄機(jī)的平均年產(chǎn)量連鑄機(jī)主要設(shè)備7.1鋼包與中間包的鋼流控制系統(tǒng)7.2鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)7.3中間包7.3.1中間包容量7.4結(jié)晶器7.4.1結(jié)晶器的類(lèi)型7.4.2結(jié)晶器結(jié)構(gòu)7.4.3結(jié)晶器主要參數(shù)7.4.4結(jié)晶器振動(dòng)設(shè)置7.5二次冷卻裝置7.6拉坯矯直裝置7.7引錠裝置7.8鑄坯切割裝置8.參考文獻(xiàn)1.緒論連鑄即為連續(xù)鑄鋼(Co ntin uous Steel Cast in g)的簡(jiǎn)稱(chēng)。在鋼鐵廠生產(chǎn)各類(lèi)鋼鐵產(chǎn)品過(guò)程中，使用鋼水凝

4、固成型有兩種方法：傳統(tǒng)的模鑄法和連續(xù)鑄鋼法。 而在二十世紀(jì)五十年代在歐美國(guó)家出現(xiàn)的連鑄技術(shù)是一頃把鋼水直接澆注成形 的先進(jìn)技術(shù)。與傳統(tǒng)方法相比，連鑄技術(shù)具有大幅提高金屬收得率和鑄坯質(zhì)量， 節(jié)約能源等顯著優(yōu)勢(shì)。使鋼水不斷地通過(guò)水冷結(jié)晶器，凝成硬殼后從結(jié)晶器下方出口連續(xù)拉出， 經(jīng) 噴水冷卻，全部凝固后切成坯料的鑄造工藝。 同通常鋼錠澆鑄相比，具有增加金 屬收得率，節(jié)約能源，提高鑄坯質(zhì)量，改善勞動(dòng)條件，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化 等優(yōu)點(diǎn)。連鑄鎮(zhèn)靜鋼的鋼材綜合收得率比模鑄的約高 10%沸騰鋼連鑄比較困難， 至今尚未成功。近年對(duì)沸騰鋼成分的鋼液進(jìn)行真空“輕處理”，可以順利地進(jìn)行連鑄。有色金屬的連鑄發(fā)展比鋼鐵

5、連鑄為早。如在輥式連鑄機(jī)上，兼有凝固和塑 性變形，則稱(chēng)連續(xù)鑄軋。由于連鑄簡(jiǎn)化了煉鋼鑄錠及軋鋼開(kāi)坯加工工序， 每噸鋼可節(jié)約能量(0. 15-0. 25) X10千卡，如進(jìn)一步解決鑄坯和成材軋機(jī)的合理配合問(wèn)題，熱送直接成 材， 還可進(jìn)一步節(jié)約能源。連鑄坯在結(jié)晶結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是：連鑄工藝使鋼水迅速而均勻地冷卻，因 而迅速形成較厚微晶細(xì)粒的表面凝固層，沒(méi)有充分時(shí)間形成柱狀晶區(qū)；連鑄坯斷面較小，整罐鋼水的連鑄從開(kāi)始到終了的冷卻凝固時(shí)間接近，連鑄坯縱向成分偏析差別可在10%內(nèi)，這是模鑄鋼錠無(wú)法與之比擬的；連鑄坯不像模鑄鋼錠那樣 分單根澆鑄，所以可避免形成縮孔或空洞，使金屬收得率提高；在塑性加工中，為消除

6、鑄態(tài)組織所需的壓縮比也可較小。當(dāng)然，連鑄技術(shù)也有其缺陷。在澆鑄生產(chǎn)過(guò)程中，由于鋼水成分、溫度、澆 鑄速度、冷卻水強(qiáng)度等控制不當(dāng)，以及鑄機(jī)設(shè)備安裝不合規(guī)格等原因， 可造成與 模鑄相似的各種缺陷。與模鑄鋼錠的差別是裂紋缺陷比較多見(jiàn)。近年連鑄生產(chǎn)自動(dòng)化技術(shù)迅速發(fā)展。在技術(shù)先進(jìn)的鋼廠已經(jīng)開(kāi)始實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼水 成分、溫度、結(jié)晶器鋼液面、鑄速、二次水冷卻、鑄坯質(zhì)量熱檢查、定尺切割等 用計(jì)算機(jī)進(jìn)行全面自動(dòng)控制；生產(chǎn)過(guò)程中有質(zhì)量不合格鑄坯時(shí)，實(shí)行自動(dòng)切除； 然后熱送連軋生產(chǎn)。中國(guó)于50年代開(kāi)始進(jìn)行半連鑄的工業(yè)試驗(yàn)。1959和19b0 年間建成直立式方扁坯連鑄機(jī)。60年代中期建成弧形板坯連鑄機(jī)。同時(shí)還建有 立彎式小方

7、坯連鑄機(jī)。截至1981年，中國(guó)投產(chǎn)的連鑄機(jī)有26臺(tái)，1981年生產(chǎn) 連鑄坯254萬(wàn)噸，占全國(guó)鋼產(chǎn)量的7.65%。澆鑄的鋼種有普通碳鋼、低合金結(jié) 構(gòu)鋼、彈簧鋼、電工鋼等。連鑄坯的品種有 120-200毫米方坯，700-2300毫 米寬板坯。80 年代在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已有不少電爐車(chē)間實(shí)現(xiàn)了全連鑄化，新建大型轉(zhuǎn)爐 車(chē)間也有全連鑄的。澆鑄的鋼種在 1970年以前大多是普通碳素鋼。目前除極少 數(shù)咼碳、咼合金鋼和易產(chǎn)生裂紋的鋼種， 如含鉛易切削鋼、咼速工具鋼和某些軸 承鋼及閥門(mén)鋼，連鑄尚有困難外，約有 85%鋼種都能連續(xù)澆鑄.70年代采用了電 磁攪拌，可提高連鑄坯質(zhì)量。連鑄生產(chǎn)的鋼種包括有深沖的薄板鋼，高強(qiáng)

8、度的中厚板鋼、鋼軌鋼、彈簧鋼、線材鋼、不銹耐酸鋼等。特別是不銹耐酸鋼，目前全 世界約有50%以上是用連鑄法生產(chǎn)的。生產(chǎn)的板坯最大尺寸為寬2640毫米，厚350毫米;方坯最大為560 X 400毫米，最小為50x50毫米實(shí)際生產(chǎn)中?？刂圃?100X 100毫米以上;方坯最大為450毫米，最小為40毫米。由于連鑄的種種優(yōu)勢(shì)，它是最近幾十年來(lái)鋼鐵行業(yè)的重點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題。作為鋼鐵行業(yè)的本科生，對(duì)連鑄技術(shù)有一定的了解也顯得十分必要。因此，借助此次課程設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，我全面地學(xué)習(xí)了連鑄的基本知識(shí)，并在老師的指導(dǎo)下完成了本次設(shè)計(jì)。2. 產(chǎn)品大綱(1)生產(chǎn)規(guī)模計(jì)劃年產(chǎn)合格鑄坯:280萬(wàn)噸/年鋼號(hào)：鋼種:X523.

9、生產(chǎn)工藝流程本連鑄車(chē)間的生產(chǎn)工藝流程為：將原料送入280噸轉(zhuǎn)爐冶煉后，再由精煉爐 精煉，制得的鋼水裝入鋼包，經(jīng)天車(chē)運(yùn)至鋼水包回轉(zhuǎn)臺(tái)?；剞D(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)到澆注位置 吼，將鋼水注入中間包，中間包再經(jīng)水口將鋼水分配到各個(gè)結(jié)晶器中。鋼水在結(jié)晶器中迅速凝固成形，得到帶液心的鑄坯，鑄坯經(jīng)由二次冷卻裝置冷卻，拉坯矯 直裝置矯直后，送交切割機(jī)切成符合用戶要求的板坯長(zhǎng)度， 再由打印機(jī)打印注明 生產(chǎn)批次及相關(guān)數(shù)據(jù)。得到的板坯經(jīng)垛板臺(tái)垛板后，一部分經(jīng)熱送輥道送入軋鋼 車(chē)間，余下部分未充分冷卻的送入冷床冷卻， 之后一并清理檢查，再次交由冷床 冷卻，之后作為車(chē)間成品外運(yùn)。生產(chǎn)工藝流程如下圖：拉坯矯直系統(tǒng)J1 I結(jié)晶器I J1

10、iiI中間包Ii11丨拉坯矯直系統(tǒng)丨-1111I切割機(jī)I f11iiI打印機(jī)Iii11I熱送輥道Ij11iiI垛板臺(tái)IiiTJ1 1 11外運(yùn)IJ丨冷床iiI jI清理檢查II冷床II4. 連鑄機(jī)設(shè)備參數(shù)的計(jì)算4.1連鑄機(jī)的類(lèi)型選擇現(xiàn)在世界各國(guó)使用的連鑄坯有立式、立彎式、弧形、橢圓形和水平式 5種。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前世界上所建的連鑄機(jī)中，立式占 17%立彎式占21%弧形 占55%其他形式占7%.目前新建的連鑄機(jī)是弧形的最多。立式連鑄機(jī)從中間包到切割站等主要設(shè)備都排在一條垂直繩上。整個(gè)機(jī)身矗立在車(chē)間地平面上或者布置在地下的深坑內(nèi)。 這種連鑄機(jī)占地面積小，設(shè)備緊湊， 高溫鑄坯無(wú)需彎曲變形，鑄坯表

11、面和內(nèi)部裂紋少，鑄坯內(nèi)凝固液體中夾雜物容易 上浮，鋼水比較“干凈”，二次冷卻裝置和夾輥等結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)。立式連 鑄機(jī)的缺點(diǎn)是機(jī)身高達(dá)2046m必須加高廠房或深挖地坑，基建費(fèi)用昂貴；因 不能把連鑄機(jī)高度增加過(guò)高，故只能低速澆注，生產(chǎn)率低。適用于優(yōu)質(zhì)鋼、合金 鋼和對(duì)裂紋敏感小斷面鋼種鑄坯的澆注。立彎式連鑄機(jī)與立式相比，機(jī)身高度降低，節(jié)省投資 ；水平方向出坯，加長(zhǎng) 機(jī)身比較容易，可實(shí)現(xiàn)高速澆注；鑄坯內(nèi)未凝固鋼液中得夾雜物易上浮，夾雜物 分布均勻。缺點(diǎn)是因鑄坯要經(jīng)過(guò)一次彎曲一次矯直，故容易產(chǎn)生內(nèi)部裂紋；鑄機(jī)高度雖然降低，但基建費(fèi)用依然較高。結(jié)晶器和立式連鑄機(jī)一樣都是直的，屬于 過(guò)渡機(jī)型?；⌒芜B鑄機(jī)

12、采用的是具有某一曲率半徑的弧形結(jié)晶器。其結(jié)晶器，二次冷卻 裝置和拉矯設(shè)備都布置在某一半徑的一個(gè)圓的四分之一弧度上。 鑄坯在結(jié)晶器內(nèi) 凝固時(shí)就已經(jīng)彎曲，帶液心的鑄坯從結(jié)晶器拉出來(lái)，沿著弧形軌道運(yùn)行，繼續(xù)噴 水冷卻，在四分之一圓弧處完成凝固，然后矯直并拉出送至切割站。弧形連鑄機(jī)的高度僅為立式的三分之一， 建設(shè)費(fèi)用低，鋼水靜壓力小，鑄坯 在輥間的鼓肚小，鑄坯質(zhì)量好；加長(zhǎng)機(jī)身也比較容易，故可高速澆注，生產(chǎn)率高。 弧形連鑄機(jī)的缺點(diǎn)是：因鑄坯彎曲矯直，容易引起內(nèi)部裂紋；鑄坯內(nèi)夾雜物分布 不均，內(nèi)弧側(cè)存在夾雜物的聚集；設(shè)備較為復(fù)雜，維修也較困難?；⌒芜B鑄機(jī)雖然有缺點(diǎn)，但由于在設(shè)備和工藝上的技術(shù)進(jìn)步，仍然是世

13、界各 國(guó)鋼廠采用最多的一種機(jī)型。垂直彎曲型連鑄機(jī)也就是帶直結(jié)器的弧形連鑄機(jī)， 這種連鑄機(jī)成為垂直彎曲 型連鑄機(jī)。該種鑄機(jī)的垂直段較短，一般僅為 23m,鑄坯帶液相彎曲和矯直。它 保持了立式連鑄機(jī)的夾雜物易上浮的特點(diǎn)，但由于鑄坯帶液相彎曲和矯直，因而 設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量降低彎曲和矯直點(diǎn)鑄坯兩相界面處的變形率以保障內(nèi)部質(zhì)量。橢圓形連鑄機(jī)又稱(chēng)為超低頭連鑄機(jī)，它的結(jié)晶器、二次冷卻段、夾輥和拉坯 矯直機(jī)均布置在1 /4橢圓弧上，橢圓形圓弧是由多個(gè)半徑的圓弧線所組成，其 基本特點(diǎn)與弧形連鑄機(jī)相圖。水平連鑄機(jī)的結(jié)晶器、二次冷卻區(qū)、拉坯矯直機(jī)、切割裝置等設(shè)備安裝在水 平位置上。水平連鑄機(jī)的中間罐與結(jié)晶器是緊密相連的

14、。中間罐水口與結(jié)晶器相連接處裝有分離環(huán)。拉坯時(shí)，結(jié)晶器不振動(dòng)，而是通過(guò)拉坯機(jī)帶動(dòng)鑄坯做拉一 反推一停不同組合的周期性運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。水平連鑄機(jī)是高度最低的連鑄機(jī)，其設(shè)備簡(jiǎn)單，投資省，維護(hù)方便。水平連 鑄機(jī)結(jié)晶器內(nèi)鋼液靜壓力小，避免了鑄坯的鼓肚變形，中間罐與結(jié)晶器之間是密 封連接，有效防止了鋼液流動(dòng)過(guò)程中的二次氧化 ；鑄坯的清潔度高，夾雜物含量 少，一般僅為弧形連鑄坯的1/81/16、另外，鑄坯無(wú)需矯直，也就不存在由于 矯直彎曲而產(chǎn)生裂紋的可能性，鑄坯質(zhì)量好，適合澆注特殊鋼和高合金鋼，因而 受到各國(guó)的關(guān)注。我國(guó)從70年代末開(kāi)始進(jìn)行了大量的研究和工業(yè)試驗(yàn)工作。本車(chē)間模擬生產(chǎn)的板坯屬于中厚板， 寬度也

15、較大，不屬于小斷面鑄坯，不能 使用立式連鑄機(jī)和立彎式連鑄機(jī)。綜合考慮基礎(chǔ)建設(shè)投資和技術(shù)成熟度，選用弧 形連鑄機(jī)作為生產(chǎn)機(jī)器。另，參考相關(guān)企業(yè)車(chē)間設(shè)計(jì)，選擇雙臂鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)，封閉系統(tǒng)澆注，鋼包和 中間包之間采用長(zhǎng)水口裝置，要求回轉(zhuǎn)臺(tái)具有使鋼包升降的功能。 設(shè)鋼包加保溫 蓋裝置，采用大容量中間包，中間包內(nèi)設(shè)擋渣墻和壩，和結(jié)晶器之間采用浸入式 水口保護(hù)澆注。設(shè)置塞棒機(jī)構(gòu)。采用可調(diào)寬的結(jié)晶器和多點(diǎn)拉矯機(jī)。 采用水冷和 氣一一水冷卻兼?zhèn)涞蔫T坯冷卻系統(tǒng)， 即二冷區(qū)的上半部分噴水強(qiáng)冷，中段和后段 用氣一水霧化緩冷，水平段液心回?zé)?。既可以減少表面裂紋，生產(chǎn)高溫鑄坯， 又比較經(jīng)濟(jì)。采用上裝引錠桿和火焰切割設(shè)備，

16、電磁攪拌機(jī)裝置攪拌。鑄坯表面 溫度測(cè)量采用非接觸式輻射高溫計(jì)。在本設(shè)計(jì)中我們采用四點(diǎn)矯直弧形方坯連鑄 機(jī)。4.2設(shè)備清單序號(hào)設(shè)備名稱(chēng)數(shù)量備注1.鋼包包轉(zhuǎn)臺(tái)12長(zhǎng)水口機(jī)械手13.中間包車(chē)組1液壓升降4.中間包蓋15.中間包26.中間包烘烤裝置2乙中間包水口烘烤裝置18.懸臂操作箱19.結(jié)晶器110.結(jié)晶器罩111.振動(dòng)裝置1液壓振動(dòng)12.振動(dòng)支架113.彎曲段（水氣潤(rùn)滑配管）114.扇形段（水氣潤(rùn)滑配管）315.拉矯段（水氣潤(rùn)滑配管）116.基礎(chǔ)框架一117.基礎(chǔ)框架二118.拉矯傳動(dòng)裝置119.引錠桿及引錠頭120.引錠桿存放對(duì)屮裝置121.一次火焰切割機(jī)122.二次火焰切割機(jī)123.切前輥道

17、124.切割區(qū)車(chē)?yán)サ?25.輸送輥道126.出坯輥道127.移鋼機(jī)(10m)128.冷床129.圓定擋板130.二冷排蒸汽風(fēng)機(jī)131.基礎(chǔ)電控系統(tǒng)132.二冷配水控制系統(tǒng)133.二冷配水儀表134.主機(jī)液壓站135.鑄機(jī)本體潤(rùn)滑站136.液面自動(dòng)控制系統(tǒng)237.大包稱(chēng)量裝置138.二冷區(qū)電磁攪拌裝置139.扇矯段翻轉(zhuǎn)對(duì)中臺(tái)140.扇矯段維修組裝臺(tái)141.結(jié)晶器存放臺(tái)242.彎曲段維修對(duì)中臺(tái)143.結(jié)晶器維修試壓臺(tái)44.輥?zhàn)哟娣偶?5.扇形段更換裝置46.導(dǎo)軌安裝工具47.通用吊具48.中間包胎膜49.中間包存放臺(tái)50.渣盤(pán)51.切頭收集裝置52.中間包水口托架53.內(nèi)外弧維修用樣板54.對(duì)弧樣

18、板55.鋼結(jié)構(gòu)平臺(tái)56.二冷室57.扇形段更換導(dǎo)軌58.車(chē)?yán)サ啦糠诌^(guò)橋59.連鑄機(jī)鋪板60.大包事故擺槽61.鑄機(jī)本體液壓配管111111231211水泥平臺(tái)為主62. 鑄機(jī)本體水氣配管163. 鑄機(jī)本體潤(rùn)滑配管164.鑄機(jī)維修區(qū)水系統(tǒng)165.鑄機(jī)本體照明系統(tǒng)166.二冷蒸汽排放管道167.各種起吊用工具168.中間包準(zhǔn)備用工具15. 連鑄主要工藝參數(shù)5.1澆注溫度對(duì)摻有合金元素的鋼種而言，鋼水凝固溫度 Tl通常用以下公式計(jì)算：Tl=1537 C - (88C%+8Si%+5Mn%+30P%+25S%+5Ca%+4Ni%+2Mo%+2V%+1.5Cr% 根據(jù)此公式可算得：TU48C鋼凝固溫度為

19、:Tl (TU48C =1510.3 C澆注溫度等于各鋼種的液相線溫度加上鋼水過(guò)熱度，即：T澆=T l+A To其中AT。為鋼種的過(guò)熱度。對(duì)厚板材熱軋鋼而言厶 T。取520C，因此統(tǒng)一 確定T澆為1525C，以留出足夠裕量。由于澆注溫度與鑄坯表面和內(nèi)部質(zhì)量均有密切聯(lián)系，而能滿足兩者要求的溫度區(qū)間又比較窄，因此澆注溫度與目標(biāo)值之間不能有太大波動(dòng)。澆注溫度的波動(dòng)范圍最好控制在土 5C之內(nèi)。因此，對(duì)鋼的吹氨操作，鋼包和中間包的熱工狀況 要嚴(yán)格管理。5.2澆注時(shí)間鋼包允許的最大澆鑄時(shí)間受多種因素影響，如鋼種，鋼包容量，包襯材質(zhì), 鋼包烘烤狀況，保溫劑性能，鋼包加蓋等?？砂聪铝薪?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：t ma=(

20、lgG-0.2) X f/0. 3式中 tma燈鋼包允許最大澆鑄時(shí)間G一鋼包容量，t;f一質(zhì)量系數(shù)，一般取f=10-12在本次設(shè)計(jì)中，取G=350t, f=10,則 t max=66min5.3鑄坯斷面本次設(shè)計(jì)中采取方坯2005.4拉坯速度拉坯速度指連鑄機(jī)每一流單位時(shí)間拉出鑄坯的長(zhǎng)度(m/min)。在鋼種、鑄坯斷面和流數(shù)確定后，拉速大小對(duì)提高連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力起著決定作用。(1)最大拉速Vmax:按最大斷面計(jì)算最大設(shè)計(jì)拉速。Vmax=4 X 26 X 2b X 30 /200 / 200=2.03 m/min初選綜合方坯凝固系數(shù)k=26mm min-0.5, v maX= 2.03m/min(2

21、) 工作拉速Vm: Vm般由經(jīng)驗(yàn)公式得出：Vm=fL/S式中:f 與鋼種、結(jié)晶器長(zhǎng)度、冷卻強(qiáng)度等有關(guān)的系數(shù)，方坯取4560, 這里取60。L鑄坯橫斷面周邊長(zhǎng)，mmD 鑄坯厚度，mm;S 鑄坯橫斷面面積，mm代入數(shù)據(jù)得計(jì)算結(jié)果為 Vm=1.2m/min。由于不得超過(guò)最大拉速，取 Vm=1.2 m/min合理。5.5連鑄機(jī)流數(shù)連鑄機(jī)流數(shù)n可按下式計(jì)算:N =G/(Y X Vm X S X tmax) 式中:N:連鑄機(jī)流數(shù)；G:鋼包實(shí)際容量，tma:鋼包澆鑄時(shí)間，min;S:鑄坯斷面積，m； Vm: 拉坯速度，m/mi n;Y:鑄坯密度，7.8t/m 3。2計(jì)算條件:G=350t , tma 、=6

22、6min , S=0.0314m , Vm=1.2m/min; 帶入數(shù)據(jù)得：N=350 / (66 X 7.8 X 0.0314 X 1.2)=16. 5 流 因此，取流數(shù)為N=17流。5.6連鑄機(jī)冶金長(zhǎng)度公式為：LD X D X Vmax/4K對(duì)于液心多點(diǎn)矯直弧形連鑄機(jī)，把從結(jié)晶器液面到最后一對(duì)拉輥之間的長(zhǎng)度稱(chēng)為冶金長(zhǎng)度(Lb)。在本設(shè)計(jì)中L30m5.7鑄機(jī)的弧形半徑鑄機(jī)弧形半徑大，鑄機(jī)高度增加，導(dǎo)致鋼水靜壓力大，鑄坯鼓肚變形量增大, 并增大了設(shè)備的所需投資。反之，鑄機(jī)弧形半徑小，則矯直變形率大，易產(chǎn)生裂 紋等缺陷。因此，鑄機(jī)弧形半徑大小應(yīng)針對(duì)不同的鑄坯斷面， 澆注的鋼種等因素, 選擇最佳的

23、半徑。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，得連鑄鋼種，鑄坯厚度D與連鑄機(jī)弧形半徑尺寸之間的關(guān)系 如下:R=KD對(duì)優(yōu)質(zhì)鋼和高合金鋼，有R= (4050)D當(dāng) D=200mr時(shí)，R=800010000mr R=10000mm=10ma6連鑄機(jī)主要性能參數(shù)6.1連澆爐數(shù)連澆爐數(shù)是指同澆次的爐數(shù)，或者用裝一次引錠桿所澆鋼液的爐數(shù)。平均 連澆爐數(shù)是指澆注鋼液的爐數(shù)與連鑄機(jī)開(kāi)澆次數(shù)的比值，它反映了連鑄機(jī)的作業(yè) 能力。從單爐連澆改至多爐連澆，可減少準(zhǔn)備工作和連鑄機(jī)的停歇時(shí)間，從而增加了連鑄機(jī)的產(chǎn)量，提高連鑄機(jī)作業(yè)率，降低消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，與單 爐連澆相比，鑄坯產(chǎn)量提高50%金屬收得率提高3%操作費(fèi)用降低25%多爐連澆是

24、一項(xiàng)高難技術(shù)，它是連鑄設(shè)備、工藝、管理水平的綜合體現(xiàn)。我 國(guó)韶關(guān)鋼廠小方坯連鑄機(jī)1989年創(chuàng)造了連澆110爐的記錄；武鋼1700mm板坯連 鑄機(jī)于1985年創(chuàng)造了連澆117爐的記錄；美國(guó)板坯連鑄機(jī)1973年曾連續(xù)澆注 108h25min,連澆132爐，澆注27983噸；日本大方坯連鑄機(jī)1979年連澆過(guò)246 爐，澆鋼39360噸；日本另一板坯連鑄機(jī)1989年曾連澆625爐。1997 年我國(guó)平均連澆爐數(shù)：板還連鑄機(jī)單流最高17. 58爐，雙流14. 84 爐, 小方坯單流15.58爐，3流為11.49爐，單流矩形坯26.37爐，大方坯14. 62 爐，雙流為8. 57爐?？紤]到近幾年來(lái)的技術(shù)進(jìn)步

25、，本設(shè)計(jì)中連澆數(shù)取3。6.2澆注周期因?yàn)檗D(zhuǎn)爐數(shù)多于鑄機(jī)數(shù)，本車(chē)間遵循“鋼水等鑄機(jī)”的原則，即把鋼包提前 列到鑄機(jī)等待，連鑄機(jī)隨時(shí)可以得到鋼水包的供應(yīng)， 對(duì)于連鑄來(lái)說(shuō)組織多爐連澆 的操作工藝較為簡(jiǎn)單容易。歐洲國(guó)家多采用這種方式。在這種情況下，澆注周期T按下式計(jì)算：T=ntm+tp ， min式中：tp:準(zhǔn)備時(shí)間，指從上一連鑄爐次中間包澆完至下連鑄爐次開(kāi)澆的間隔，本設(shè)計(jì)中取tp =30mint m單爐澆鑄時(shí)間min;n :平均連澆爐數(shù)；其中 tm=G/D X D X Y X Vm X N=350/(7.8X0.2X0.2X1.2X8)=116min 帶入數(shù)據(jù)得T=378min6.3連鑄機(jī)的作業(yè)率a

26、p連鑄機(jī)的作業(yè)率直接影響到產(chǎn)量，每噸鑄坯的操作費(fèi)用和投資費(fèi)用的利用 率，由下式計(jì)算：ap=(T1+T2) /TO X 100% 二(TO-T3) /TO X100%式中:a 。：連鑄機(jī)的作業(yè)率，%;T 1：連鑄機(jī)年準(zhǔn)備工作時(shí)間，h;T 2：連鑄機(jī)年澆注時(shí)間，h;T 3：連鑄機(jī)年非作業(yè)時(shí)間，h;T 0：年日歷時(shí)間，8760h ;檢修等時(shí)間見(jiàn)下表：項(xiàng)目比例小時(shí)數(shù)備注年度大中修3.54.5307394停產(chǎn)大修，更換和清洗部件等定期小修5.06.0438526輥?zhàn)又虚g調(diào)整鏟除廢鋼更換結(jié)晶器1.086檢修等34h/次澆完后等待2.53.0219263鑄機(jī)準(zhǔn)備至下次開(kāi)澆內(nèi)部故障3.54.0307350包括

27、漏鋼在內(nèi)的連鑄機(jī)故障外部故障3.54.0307350煉鋼爐，吊車(chē)和鋼包合計(jì)18.522.516201971等設(shè)備的故障根據(jù)上表，年作業(yè)率a p=80%6.4金屬收得率連鑄過(guò)程中，從鋼水到合格鑄坯有各種金屬損失，如鋼包的殘鋼，中間包的 殘鋼，鑄坯的切頭尾，氧化鐵皮和因缺陷而報(bào)廢的鑄坯等。就連鑄本身來(lái)說(shuō)，多 爐連澆是提高金屬收得率的主要措施。計(jì)算式子如下 ：Y i=WG X 100%Y 2=WW1 X 100% 丫二丫 i%=W/G X100%式中：丫1：鑄坯成坯率，%;WG:2：未經(jīng)檢驗(yàn)精整的鑄坯量，t; 鋼水質(zhì)量，t;YWY:2:鑄坯合格率，%;2：合格鑄坯量，t;連鑄坯收得率，%連鑄坯收得率

28、一般按年統(tǒng)計(jì)。連鑄坯成坯率和合格率均可達(dá)到 98流右。 連鑄坯收得率單爐澆注約96%兩爐連澆約97%三爐以上連澆約98流右。本 設(shè)計(jì)Y=98%6.5連鑄機(jī)生產(chǎn)能力 6.5.1連鑄機(jī)的理論小時(shí)產(chǎn)量計(jì)算公式為：Q=60NDDVm式中:Q 連鑄機(jī)的理論小時(shí)產(chǎn)量，t/h D一連鑄坯厚度，m;Vm一工作拉速 m/min丫一鑄坯密度t/m3取Y=7.8N一流數(shù)。本設(shè)計(jì)中 Q=60X8X0.2X0.2X1.2X7.8=179.712t/h6.5.2連鑄機(jī)的平均日產(chǎn)量計(jì)算公式為:A=1400GnY/T式中:A 一連鑄機(jī)的平均日產(chǎn)量，t/d1400 一天日歷的時(shí)間，min;n平均連澆爐數(shù)；G一每爐的平均出鋼量，

29、t;丫一連鑄坯收得率，%;T一澆注周期，min。本設(shè)計(jì)中 A=1400x350X3X98%/180=8000t/d6.5.3連鑄機(jī)的平均年產(chǎn)量計(jì)算公式為:P=365Aa p式中:P 一連鑄機(jī)的平均年產(chǎn)量，t/aA一連鑄機(jī)的平均日產(chǎn)量，t/d;365一年日歷的時(shí)間，d;a p一連鑄機(jī)的作業(yè)率，本設(shè)計(jì)中 P=365 X 8000 X 80%=2336000t/a因此車(chē)間需要2臺(tái)連鑄機(jī)與2臺(tái)轉(zhuǎn)爐配合。7連鑄機(jī)主要設(shè)備7.1鋼包與中間包的鋼流控制系統(tǒng)鋼包與中間包的鋼流控制系統(tǒng)基本上有兩種類(lèi)型：塞桿水口與滑動(dòng)水口 滑動(dòng)水口按滑動(dòng)機(jī)構(gòu)不同有三種模式：往復(fù)式滑動(dòng)水口，插板式滑動(dòng)水口, 旋轉(zhuǎn)式滑動(dòng)水口在本設(shè)計(jì)

30、中選取插板式滑動(dòng)水口7.2鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)通常位于鋼水接受跨與連鑄澆注跨之間。回轉(zhuǎn)數(shù)度一般為 0.1-1.Or/m i n ，更換鋼包時(shí)間為 0.5-2.0min.7.3中間包7.3.1中間包容量中間包是短流程煉鋼中用到的一個(gè)耐火材料容器，首先接受從鋼包澆下來(lái)的鋼水，然后再由中間包水口分配到各個(gè)結(jié)晶器中去。通常認(rèn)為中間包起以下作用：1）分流作用。對(duì)于多流連鑄機(jī)，由多水口中間包對(duì)鋼液進(jìn)行分流。2）連澆作用。在多爐連澆時(shí)，中間包存儲(chǔ)的鋼液在換盛鋼桶時(shí)起到銜接的作 用。3）減壓作用。盛鋼桶內(nèi)液面高度有 56m沖擊力很大，在澆鑄過(guò)程中變化 幅度也很大。中間包液面高度比盛鋼桶低，變化幅度也小得多，因

31、此可用來(lái)穩(wěn)定 鋼液澆鑄過(guò)程，減小鋼流對(duì)結(jié)晶器凝固坯殼的沖刷。4）保護(hù)作用。通過(guò)中間包液面的覆蓋劑，長(zhǎng)水口以及其他保護(hù)裝置，減少 中間包中的鋼液受外界的污染。5）清楚雜質(zhì)作用。中間包作為鋼液凝固之前所經(jīng)過(guò)的最后一個(gè)耐火材料容器，對(duì)鋼的質(zhì)量有著重要的影響，應(yīng)該盡可能使鋼中非金屬夾雜物的顆粒在處于 液體狀態(tài)時(shí)排除掉。中間包容量有 1.5t, 3.0t,5.0t, 7.5t四種，國(guó)際上水平連鑄的中間包有加大趨向，原因有：1）使鋼水在中間包內(nèi)溫降速度小，可達(dá) 0.3 C /min。2）使夾雜充分上浮保證大型夾雜物不近入結(jié)晶器內(nèi)。3）中斷鋼水后能維持較長(zhǎng)的澆鑄時(shí)間（大于30min有利于多爐連澆）。中間 包

32、容量過(guò)大，中間包小車(chē)、臺(tái)車(chē)及傾翻設(shè)備過(guò)大，則修建、砌包、烘烤、費(fèi)用都 將加大。計(jì)算公式為G=1.3SVy tN其中：S-鑄坯斷面面積Vm一工作拉速，m/mint一更換鋼包時(shí)間，min，取t=1.0minN一流數(shù)丫一鋼水密度按照設(shè)計(jì)要求，采用容量為3.0t的中間包。7.4結(jié)晶器7.4.1結(jié)晶器的作用：（1）使鋼液逐漸凝固成所需要規(guī)格、形狀的坯殼；（2）通過(guò)結(jié)晶器的振動(dòng)，使坯殼脫離結(jié)晶器壁而不被拉斷和漏鋼（3）通過(guò)調(diào)整結(jié)晶器的參數(shù)，使鑄坯不產(chǎn)生脫方、鼓肚和裂紋等缺陷（4）保證坯殼均勻穩(wěn)定的生成。7.4.2結(jié)晶器的類(lèi)型結(jié)晶器的類(lèi)型按其內(nèi)壁形狀，可分為直形及弧形等1）直型結(jié)晶器。直形結(jié)晶器的內(nèi)壁沿坯殼移動(dòng)方向呈垂直形，因此導(dǎo)熱性 能良好，坯殼冷卻均勻。該類(lèi)型結(jié)晶器還有利于提高坯殼的質(zhì)量和拉坯速度、結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、易于制造、 安裝和調(diào)試方便；夾雜物分布均勻；但鑄坯易產(chǎn)生彎曲裂紋，連鑄機(jī)的高度和投 資增加。直形結(jié)晶器用于立式和立彎式及直弧