課程設(shè)計(jì)--小方坯連鑄機(jī)設(shè)計(jì) 二.doc

1、課程設(shè)計(jì)小方坯連鑄機(jī)的設(shè)計(jì) 一引  言 連鑄技術(shù)是現(xiàn)代煉鋼生產(chǎn)中最具有革命性的技術(shù)之一，其特點(diǎn)是節(jié)約能源、提高成材率和便于機(jī)械化、自動(dòng)化操作，在過(guò)去的三十年中連鑄技術(shù)得到了快速的發(fā)展與推廣，特別是在兩次世界石油危機(jī)的推動(dòng)下，連鑄生產(chǎn)規(guī)模空前擴(kuò)大,涌現(xiàn)了許多實(shí)現(xiàn)全連鑄的鋼鐵聯(lián)合企業(yè)，連鑄比的高低已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家鋼鐵工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志.隨著現(xiàn)代工業(yè)對(duì)特殊鋼、高質(zhì)量鋼的需求不斷擴(kuò)大，以及連續(xù)鑄鋼技術(shù)的迅速發(fā)展，對(duì)連鑄工藝過(guò)程也有了更高的要求。連續(xù)鑄鋼工藝從原料到成品的過(guò)程中起著關(guān)鍵性作用.連鑄工藝的優(yōu)與劣直接影響鋼產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。且隨著煉鋼和軋鋼技術(shù)的

2、進(jìn)展，鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)的變化和對(duì)產(chǎn)品的規(guī)格、質(zhì)量的新要求，這使得采用常規(guī)和鑄錠 開(kāi)坯工藝難以滿足一些大型鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展，為此，研究連鑄的新工藝和新技術(shù)是必要的。本文在閱讀大量文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，著重介紹了小方坯連續(xù)鑄鋼的發(fā)展概況、連鑄機(jī)的選型，以及連鑄機(jī)的工藝參數(shù)確定、設(shè)備的選型和相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì),并對(duì)連鑄車(chē)間進(jìn)行布置,使其保證連鑄穩(wěn)定、持續(xù)的進(jìn)行.最后本文還介紹了一些方坯連鑄的新技術(shù).第一章       緒  論1.1我國(guó)方坯連鑄發(fā)展的狀況我國(guó)是在煉鋼生產(chǎn)中研究、應(yīng)用連鑄技術(shù)較早的國(guó)家之一。20世紀(jì)50年代中期，當(dāng)連鑄技術(shù)在前

3、蘇聯(lián)、英國(guó)、意大利、加拿大等國(guó)進(jìn)入工業(yè)性試驗(yàn)階段時(shí)，我國(guó)即著手進(jìn)行試驗(yàn)研究工作.1956年我國(guó)在當(dāng)時(shí)的重工業(yè)部鋼鐵綜合研究所建成了直徑80的圓坯半連鑄試驗(yàn)裝置。1957年在上海鋼鐵公司中心試驗(yàn)室建成一臺(tái)高架立式方坯連鑄機(jī)；1958年在唐山鋼鐵廠建成了第一臺(tái)工業(yè)生產(chǎn)的立式連鑄機(jī)，同年在重慶第三鋼鐵廠建成投產(chǎn)一臺(tái)兩機(jī)兩流,配合30轉(zhuǎn)爐，澆鑄175×250矩形坯的立式連鑄機(jī)。1960年在唐山鋼鐵廠建成一機(jī)一流，配合5轉(zhuǎn)爐澆鑄150×150小方坯的立式連鑄機(jī)。我國(guó)發(fā)展的連鑄機(jī)型大多為立式連鑄機(jī)，生產(chǎn)效率低。因此，我國(guó)連鑄生產(chǎn)的發(fā)展極其緩慢，到1978年我國(guó)的鋼產(chǎn)量為3178萬(wàn),其中

4、平爐鋼1127萬(wàn),占總產(chǎn)鋼量的35。46%，連鑄比僅為3.5。為了改變我國(guó)連鑄生產(chǎn)發(fā)展的落后狀況，1974年，我國(guó)從原西德施羅德西馬克和德馬克公司引進(jìn)了3套弧形板坯連鑄機(jī)。1980年，我國(guó)又與原西德曼內(nèi)斯曼德馬克公司簽訂了引進(jìn)小方坯連鑄設(shè)備及技術(shù)轉(zhuǎn)讓與合作制造合同，在國(guó)內(nèi)增建一批旨在澆鑄90×90，120×120及150×150供成品軋機(jī)一火成材使用的小方坯連鑄機(jī)。上述即是我國(guó)設(shè)備發(fā)展情況。隨著鋼鐵工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)小方坯連鑄生產(chǎn)技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展.我國(guó)鋼產(chǎn)量呈直線增加；連鑄機(jī)總臺(tái)數(shù)已由1979年的24臺(tái)增加到1995年的247臺(tái)，截止1995年底，我國(guó)已經(jīng)建成

5、投產(chǎn)小方坯連鑄機(jī)近200臺(tái)，能力約為3000萬(wàn)/年，1995年實(shí)際小方坯產(chǎn)量達(dá)2500萬(wàn)以上?，F(xiàn)代化轉(zhuǎn)爐(電爐)-二次冶金(精煉)連鑄三位一體技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)迅速、穩(wěn)定的增長(zhǎng)。對(duì)鋼鐵工業(yè)的節(jié)能降耗、提高成材率做出重大貢獻(xiàn)。1。1。1我國(guó)連鑄生技術(shù)的基本現(xiàn)狀1、我國(guó)連鑄比已超過(guò)世界平均水平，接近工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家水平，連鑄比可以說(shuō)接近飽和狀態(tài)。2、我國(guó)小方坯連鑄機(jī)高效化改造取得很大成績(jī)小方坯連鑄機(jī)單流產(chǎn)量已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，但我國(guó)連鑄機(jī)平均作業(yè)率與世界連鑄機(jī)平均水平還存在較大差距,提高連鑄機(jī)作業(yè)率以增加連鑄機(jī)產(chǎn)量還有較大發(fā)展?jié)摿Α?、經(jīng)過(guò)近10多年來(lái)的努力，我國(guó)連鑄在高效化改造！新技術(shù)的應(yīng)用等

6、方面取得了很大成就,就大中型企業(yè)連鑄機(jī)裝備水平來(lái)看已與國(guó)外鋼廠水平相當(dāng)，要重視工藝軟件技術(shù)開(kāi)發(fā)與創(chuàng)新，新技術(shù)要用出實(shí)效來(lái)，要依靠傳統(tǒng)的板坯和大方坯連鑄機(jī)來(lái)生產(chǎn)和解決高品質(zhì)，高附加值的連鑄坯質(zhì)量問(wèn)題。4、薄板坯連鑄連軋技術(shù)已引入大中型企業(yè)，我國(guó)薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)已跨入世界先進(jìn)行列，它對(duì)改變我國(guó)鋼材產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高板帶比,改變熱軋帶卷的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力起重大的變革作用。1.1。2我國(guó)連鑄技術(shù)的發(fā)展和所取得的主要成績(jī)由統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知，“七五”和"八五"期間我鋼鐵生產(chǎn)發(fā)展迅速，尤以“八五"更為顯著.早在“八五”初期，冶金部提出“以連鑄為中心,以煉鋼為基礎(chǔ)，以設(shè)備為保證"的

7、連鑄生產(chǎn)技術(shù)方針，從總體上抓投產(chǎn)導(dǎo)向，連鑄機(jī)配套完善,提高煉鋼水平和鑄機(jī)備品備件的國(guó)產(chǎn)化供應(yīng)等關(guān)鍵。因此，到1992年，從總體上已經(jīng)解決了連鑄機(jī)達(dá)產(chǎn)問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，又把連鑄生產(chǎn)技術(shù)方針擴(kuò)展為”以連鑄為中心，以煉鋼為基礎(chǔ)，以設(shè)備為保證，以全連鑄為方向，實(shí)現(xiàn)煉鋼、二次冶金、連鑄組合優(yōu)化”.到”八五”末期,又明確了連鑄生產(chǎn)完善的重點(diǎn)是全連鑄、高效連鑄、連鑄坯熱送熱裝；計(jì)算機(jī)控制和近終形連鑄，引導(dǎo)連鑄水平逐步提高。1.1.3連續(xù)鑄鋼的優(yōu)越性1、節(jié)省工序縮短流程連鑄與模鑄相比，最大的特點(diǎn)是省掉了模鑄的脫摸，整摸，鋼錠均熱和開(kāi)坯等工序?；ㄍ顿Y少，占地面積小，節(jié)省勞動(dòng)力.2、提高金屬收得率3、降低能量消

8、耗4、生產(chǎn)過(guò)機(jī)械化和自動(dòng)化程度高煉鋼廠鑄錠車(chē)間勞動(dòng)環(huán)境惡劣，手工勞動(dòng)多，是煉剛生產(chǎn)中最落后的生產(chǎn)工序.尤其是對(duì)轉(zhuǎn)爐的發(fā)展而言，注定以成為提高生產(chǎn)率的限制性環(huán)節(jié)。采用連鑄后。由于設(shè)備和操作水平的提高以及采用全程計(jì)算機(jī)控制和管理，勞動(dòng)環(huán)境得到了根本性改善。連鑄操作自動(dòng)化和智能化已成為現(xiàn)實(shí)。5、連鑄鋼種的擴(kuò)大,產(chǎn)品質(zhì)量日益提高目前幾乎所有的鋼種都可采用連住生產(chǎn)。連鑄的鋼種已擴(kuò)大到500多個(gè).就鋼種而言.超純凈鋼。高牌號(hào)鋼。不銹鋼，Z向鋼，管線鋼，重軌，硬線,工具鋼以及合金鋼都可用連鑄生產(chǎn).1.1。4我國(guó)連鑄生產(chǎn)存在的問(wèn)題：1、大量低水平連鑄機(jī)的重復(fù)建設(shè)。目前，我國(guó)生產(chǎn)能力低下的低效率連鑄機(jī)仍占70%

9、左右。以方坯生產(chǎn)為例,我國(guó)連鑄機(jī)平均單流年產(chǎn)不到7。5萬(wàn)，而國(guó)際上先進(jìn)連鑄機(jī)單流年產(chǎn)能力超過(guò)13萬(wàn)。2、可澆品種少。以合金鋼連鑄為例，我國(guó)合金鋼連鑄比僅為5左右，而工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家已達(dá)90.3、連鑄機(jī)作業(yè)率低.我國(guó)連鑄機(jī)平均作業(yè)率不到65%，而工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家連鑄機(jī)多采用大部件更換、離線檢修等手段,大大縮短了停機(jī)時(shí)間，連鑄機(jī)實(shí)際作業(yè)時(shí)間多在85%以上,甚至有些國(guó)家的個(gè)別連鑄機(jī)實(shí)際作業(yè)時(shí)間達(dá)到了94%。4、自動(dòng)化控制水平低。我國(guó)絕大部分企業(yè)在諸如連鑄的測(cè)溫、測(cè)速等方面還是憑經(jīng)驗(yàn)或用手控方式進(jìn)行，偏差較大；有些連鑄機(jī)在建成時(shí)配備了一些自動(dòng)控制設(shè)備，但由于儀器設(shè)備存在著各種質(zhì)量問(wèn)題，不能保持良好的運(yùn)行狀態(tài).

10、就拿連鑄機(jī)結(jié)晶器液面控制來(lái)說(shuō)，本是最需要依靠自動(dòng)控制來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但目前結(jié)晶器液面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的尚不足全部連鑄機(jī)的10。而工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家連鑄生產(chǎn)的自動(dòng)控制已發(fā)展到整個(gè)連鑄過(guò)程的計(jì)算機(jī)控制，樣品采集、分析、邏輯控制都是建立在數(shù)學(xué)模型上的，其精確程度和準(zhǔn)確性是用手控或憑經(jīng)驗(yàn)所無(wú)法做到的。1。2設(shè)計(jì)的意義隨著現(xiàn)代工業(yè)對(duì)特殊鋼、高質(zhì)量鋼的需求不斷擴(kuò)大，以及連續(xù)鑄鋼技術(shù)的迅速發(fā)展,對(duì)連鑄工藝過(guò)程也有了更高的要求。連續(xù)鑄鋼工藝從原料到成品的過(guò)程中起著關(guān)鍵性作用。連鑄工藝的優(yōu)與劣直接影響鋼產(chǎn)品的質(zhì)量、性能和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益.且隨著煉鋼和軋鋼技術(shù)的進(jìn)展，鋼鐵工業(yè)結(jié)構(gòu)的變化和對(duì)產(chǎn)品的規(guī)格、質(zhì)量的新要求，這使得采用常規(guī)和

11、鑄錠-開(kāi)坯工藝難以滿足一些大型鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展，為此，研究連鑄的新工藝和新技術(shù)是必要的。本文主要從連鑄機(jī)的選型、工藝參數(shù)、主機(jī)設(shè)備進(jìn)行有關(guān)方面的設(shè)計(jì)。并對(duì)鑄鋼車(chē)間進(jìn)行了布置.第二章 連鑄機(jī)機(jī)型的選擇2.1連鑄機(jī)機(jī)型及特點(diǎn)2.1.1連鑄機(jī)機(jī)型的分類(lèi)連鑄機(jī)的機(jī)型經(jīng)歷了一個(gè)由立式、立彎式到弧形演變過(guò)程。連鑄機(jī)可按多種形式來(lái)分類(lèi)。若按結(jié)構(gòu)外形可把連鑄機(jī)分為立式連鑄機(jī)、立彎式連鑄機(jī)、帶直線段的直弧形連鑄機(jī)、弧形連鑄機(jī)和水平連鑄機(jī)。若按連鑄機(jī)一個(gè)機(jī)組，在共用一個(gè)鋼水包下所能澆注鑄坯的流數(shù)來(lái)區(qū)分,則可分為單流、雙流和多流連鑄機(jī)。若按連鑄機(jī)所澆注的斷面大小和外形來(lái)區(qū)分,連鑄機(jī)可分為板坯連鑄機(jī),小方坯連鑄機(jī)

12、，大方坯連鑄機(jī)，圓坯連鑄機(jī),異形斷面連鑄機(jī)和薄板坯連鑄機(jī)。2.1.2各種類(lèi)型連鑄機(jī)機(jī)型的特點(diǎn)立式連鑄機(jī)的基本特點(diǎn)是從鋼液到鑄坯切成定尺的整個(gè)流程是在一條垂直線上進(jìn)行的，鑄坯自始至終不承受強(qiáng)制的彎曲變形，冷卻比較均勻,夾雜物易于上浮,但設(shè)備高度大,笨重，不方便維修，另外基建投資也高。立彎式連鑄機(jī)具有立式連鑄機(jī)在垂直方向進(jìn)行澆注和凝固的特點(diǎn)。設(shè)備的高度比立式減少了，且這種類(lèi)型的連鑄機(jī)夾雜物上浮條件較好，沒(méi)有向內(nèi)弧聚集的問(wèn)題。缺點(diǎn)是鐵靜壓力大以及彎曲的應(yīng)力易引起鑄坯內(nèi)裂和表面裂紋,所以新建連鑄機(jī)很少采用這種類(lèi)型.直-弧形連鑄機(jī)是在立彎式連鑄機(jī)的基礎(chǔ)上，演變的帶液相彎曲及矯直的弧形連鑄機(jī)。與立彎式連鑄

13、機(jī)相比,鐵靜壓力減小,設(shè)備高度降低,夾雜物上浮條件好,無(wú)向內(nèi)弧聚集的問(wèn)題。但這種連鑄機(jī)在凝固過(guò)程中受到附加的應(yīng)力，會(huì)增加內(nèi)裂的危險(xiǎn)，設(shè)備也比較復(fù)雜,維修的工作量也大?；⌒芜B鑄機(jī)的特點(diǎn)是采用弧形結(jié)晶器,鑄坯在被矯直前，整個(gè)凝固過(guò)程都是沿著圓弧線移動(dòng)，沒(méi)有附加的彎曲應(yīng)力,因而不易產(chǎn)生裂紋.設(shè)備高度低，鐵靜壓力小減少了由于鼓肚引起的內(nèi)裂以及偏析，有利于提高拉速?；⌒芜B鑄機(jī)高度低、維護(hù)檢修以及處理事故較方便。2.2連鑄機(jī)機(jī)型的選擇在設(shè)計(jì)連鑄車(chē)間時(shí)，首先要解決的問(wèn)題是連鑄機(jī)機(jī)型的選擇，要根據(jù)產(chǎn)品的方案、質(zhì)量要求和節(jié)省投資確定一種合適的機(jī)型。機(jī)型選擇的合適，為優(yōu)秀的設(shè)計(jì)打下了基礎(chǔ)，為連鑄機(jī)投產(chǎn)后優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)創(chuàng)

14、造了條件。2.2.1連鑄機(jī)機(jī)型選擇的原則1、滿足鋼種和斷面規(guī)格的要求;目前,發(fā)展比較成熟的機(jī)型有立式直弧形、弧形、多點(diǎn)矯直弧形超低頭和水平式等連鑄機(jī),幾種機(jī)型都有采用,但是弧形連鑄機(jī)應(yīng)用最多。2、滿足鑄坯質(zhì)量的要求；連鑄機(jī)對(duì)鑄坯質(zhì)量的影響主要包括兩個(gè)方面；一是鑄坯裂紋及中心偏析，二是鑄坯的純凈度。這些缺陷都與連鑄機(jī)機(jī)型直接相關(guān)。從中仔細(xì)分析得到機(jī)型對(duì)鑄坯質(zhì)量?jī)蓚€(gè)方面的影響是相互矛盾的.若綜合兩者考慮兩者對(duì)鑄坯質(zhì)量影響,則直結(jié)晶器、弧形、多點(diǎn)矯直弧形連鑄機(jī)是比較理想的機(jī)型。3、節(jié)省建設(shè)投資近年來(lái)隨著鋼鐵冶金技術(shù)的發(fā)展,各種形式鋼包冶金技術(shù)，無(wú)氧化澆注以及中間包冶金技術(shù)等，組成了一個(gè)完整的純凈鋼水

15、的生產(chǎn)流程，以能做到滿足不同檔次產(chǎn)品對(duì)純凈度的要求.機(jī)型對(duì)鑄坯的夾雜物含量以及分布的影響正在逐步減弱。由于多點(diǎn)矯直、連續(xù)矯直及壓縮澆注技術(shù)的發(fā)展,鑄坯可以帶液芯矯直而不產(chǎn)生裂紋。因此,理想的連鑄機(jī)是設(shè)備高度低、鋼水靜壓力小。這樣可以簡(jiǎn)化連鑄機(jī)輥列設(shè)計(jì)，可減少建設(shè)投資。2.2.2連鑄機(jī)機(jī)型的確定連鑄機(jī)的確定應(yīng)根據(jù)上述原則綜合考慮。新建連鑄機(jī)應(yīng)在保證鋼種和質(zhì)量的前提下，盡量選擇投資省的機(jī)型。不同鋼種、不同斷面等選擇機(jī)型也不同。對(duì)于生產(chǎn)小型材和線材的小方坯連鑄機(jī)，一般選用弧形連鑄機(jī)。這種連鑄機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便,投資省,并能保證品種和質(zhì)量要求。   綜合上述條件，本設(shè)計(jì)

16、選用弧形連鑄機(jī)。2。3小方坯連鑄機(jī)的主要特征小方坯得鑄坯斷面小，熱熔量比較小。所以比大方坯、板坯連鑄設(shè)備工作條件要好.小方坯澆鑄過(guò)程，坯殼有自支撐作用，鑄坯沒(méi)有鼓肚現(xiàn)象，象采用剛性銀錠桿的洛克普連鑄機(jī)，二冷區(qū)導(dǎo)向段的設(shè)計(jì)非常簡(jiǎn)單。實(shí)踐表明，鑄坯質(zhì)量完全滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。A  鋼包支撐鋼包支撐主要有以下兩種：1、對(duì)于轉(zhuǎn)爐連澆爐數(shù)多,多采用鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)，有利于快速更換鋼包，保證多爐連澆.現(xiàn)增設(shè)鋼包升降和秤量裝置，有利于長(zhǎng)水口安裝，顯示鋼包重鋼水量。2、平爐、電爐配連鑄，當(dāng)連鑄爐數(shù)少時(shí)也可采用鋼包更換座架，鋼包座架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，投資少。B  中間包及中間包車(chē)中間車(chē)采用升降裝置，以便

17、安裝進(jìn)入式水口;為適應(yīng)鋼水的溫度的波動(dòng)及控制拉速，中間包鋼流多采用塞棒控制。C  結(jié)晶器及震動(dòng)機(jī)構(gòu)采用管式結(jié)晶器,結(jié)晶器下加足輥或多機(jī)結(jié)晶器，并將單足輥改為雙足滾，減少鑄坯菱變。結(jié)晶器冷卻水縫改為5mm，以增加水的流速到6m/s以上，水套壁加厚以增強(qiáng)剛性.加大銅管的倒錐度,銅管圓角半徑的適當(dāng),以減少角裂，120×120150×150mm方坯銅管倒錐度為0.60。8/m；120×120方坯管圓角半徑為46mm，150×150mm方坯銅管圓角半徑68mm。振動(dòng)機(jī)構(gòu)改為振幅可調(diào).結(jié)晶器液面采用銫137對(duì)液面自動(dòng)控制。結(jié)晶器材質(zhì)采用磷脫氧銅,內(nèi)壁鍍鑼、

18、鎳等材料，提高結(jié)晶器壽命。D  二冷區(qū)設(shè)計(jì)院改進(jìn)的型的小方坯連連鑄機(jī)的二冷區(qū)分為二冷活動(dòng)段和二冷固定、段，在澆鑄時(shí)，二冷活動(dòng)段為可移開(kāi)式，即開(kāi)澆后，弧形導(dǎo)向托板由氣缸移開(kāi)，避免漏鋼燒損，便于維護(hù)檢修，提高作業(yè)率.為簡(jiǎn)化后部布置，將結(jié)晶器進(jìn)出水管，二冷給水管都移開(kāi)到內(nèi)弧，并且二冷區(qū)分段供水,噴嘴縱向排列，冷卻均勻，調(diào)節(jié)方便，維護(hù)簡(jiǎn)單.E  引錠桿型式引錠桿有鏈?zhǔn)揭V桿和剛性引錠桿兩種形式,采用剛性引錠桿比較受歡迎。F  拉矯機(jī)拉矯機(jī)采用固定機(jī)架，下輥傳動(dòng)，簡(jiǎn)化了需要升降的上輥機(jī)構(gòu),底座加強(qiáng)，檢修時(shí)只需拆卸輥?zhàn)?，不必移?dòng)機(jī)架,壓下氣缸安裝在下部便于防護(hù)冷卻。采用五滾拉

19、矯機(jī)，該拉矯機(jī)具有結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)備可靠，操作方便，拉坯和矯直靈活等特點(diǎn)。G  鑄坯切割鑄坯切割有剪切機(jī)切割也有火焰切割,對(duì)于小方坯以剪切機(jī)為主。為提高剪切能力，現(xiàn)將剪切力加大到400500t。電動(dòng)機(jī)剪顯得設(shè)備龐大，為將低設(shè)備重量采用45度液壓剪，改善減少鑄坯質(zhì)量.H  輥道輥道采用分組鏈條集中傳動(dòng),減少設(shè)備維修和更換時(shí)間。I   翻鋼及冷床采用翻鋼推鋼機(jī)，可將鑄坯翻坯90度推鋼，這樣鑄坯并在一起不致頂彎。由分散冷床改為集中冷床，節(jié)省占地面積。步進(jìn)式翻鋼冷床，單坯運(yùn)動(dòng)前進(jìn)，冷卻效率高，鑄坯一面前進(jìn)、一面翻鋼，保證了平直度，特別合適運(yùn)送冷卻小斷面鑄坯課程設(shè)計(jì)-

20、小方坯連鑄機(jī)設(shè)計(jì) 二第三章  工藝參數(shù)的確定及計(jì)算3。1工藝參數(shù)的確定主要參數(shù)確定及計(jì)算包括鑄坯斷面、弧形半徑、拉坯速度、鑄機(jī)冶金長(zhǎng)度計(jì)算及鑄機(jī)流數(shù)等.3。1。1鑄坯斷面的確定鑄坯的斷面尺寸受冶煉設(shè)備容量、軋機(jī)組成、軋材品種規(guī)格和產(chǎn)品質(zhì)量等因素的影響，在確定合理的鑄坯尺寸時(shí)，必須考慮以下原則:連鑄機(jī)生產(chǎn)能力與煉鋼能力合理匹配，以便充分發(fā)揮設(shè)備生產(chǎn)能力，獲得最佳生產(chǎn)效益。1、根據(jù)軋機(jī)組成、設(shè)備性能、軋材品種、規(guī)格以及不同鋼種要求的壓縮比，兼顧煉鋼、連鑄和軋鋼都能取得合理的經(jīng)濟(jì)效益為前提,在滿足軋材品種質(zhì)量的條件下,力爭(zhēng)一火成材，不易過(guò)分加大鑄坯斷面。另外,每臺(tái)連鑄機(jī)的鑄坯斷面

21、種類(lèi)應(yīng)盡量少。2、可供選擇的鑄坯斷面范圍。表31 連鑄機(jī)常見(jiàn)的方坯澆注斷面尺寸連鑄機(jī)類(lèi)型連鑄坯尺寸/mm備注方坯連鑄機(jī)小方坯160(邊長(zhǎng))最小斷面不宜小于120mm（邊長(zhǎng))方坯160至200（邊長(zhǎng)）大方坯200（邊長(zhǎng)）3。1。2連鑄機(jī)弧形半徑的確定連鑄機(jī)的弧形半徑取決于生產(chǎn)鋼種和鑄坯斷面尺寸.一般根據(jù)已經(jīng)投產(chǎn)的連鑄機(jī)的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)得到的鑄機(jī)半徑（R)和鑄坯厚度(D）之間的關(guān)系式來(lái)確定.小方坯連鑄機(jī)             R=（3040)D大方坯連鑄機(jī)  

22、;           R=（3050）D板坯連鑄機(jī)               R=（4050）D對(duì)于質(zhì)量要求比較高的鋼種，通常采用較大半徑或多點(diǎn)矯直方式來(lái)提高鑄坯質(zhì)量。采用計(jì)算法確定鑄坯半徑時(shí)必須滿足的兩個(gè)條件1、鑄坯矯直時(shí)，內(nèi)弧表面變形率必須控制在鋼種的允許范圍內(nèi),以避免表面產(chǎn)生裂紋。2、鑄坯帶液芯矯直時(shí)，應(yīng)使兩相區(qū)的變形率小于鋼種允許的變形率，避免內(nèi)

23、部產(chǎn)生裂紋。為此,本實(shí)驗(yàn)選擇小方坯為130×130的，由此計(jì)算R=33×130=4。29m3.1.3鋼包容量的確定根據(jù)公式:車(chē)間年產(chǎn)鋼水量=nNq                                    &

24、#160;      =（n×q×1440×365× )/式中   車(chē)間年供需鋼水量n 車(chē)間吹煉爐數(shù);N - 每一吹煉爐座的年初鋼爐數(shù)；取1；q - 轉(zhuǎn)爐公稱(chēng)容量,噸;-連鑄機(jī)的年作業(yè)率T1澆注時(shí)間由公式 =(n×q×1440×365× ）/ 可得：2103720=(n×q×1440×365×85%）/42nq=198聯(lián)合實(shí)際，選容量為130t的轉(zhuǎn)爐兩座，設(shè)計(jì)時(shí)每個(gè)鋼包的鋼水量也按130t計(jì)算。3

25、。1。4 鋼包允許的最大澆鑄時(shí)間1、鋼包允許的最大澆鑄時(shí)間的確定    鋼包允許的最大澆鑄時(shí)間受多種因素的影響，如鋼種、鋼包容量、包襯材質(zhì)、烘烤條件、覆蓋保溫劑、鋼包加蓋等?？捎媒?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算: =(log1300.2)×f/0.3        =(log1300.2）×11/0。3=70。03min式中：            Tmax 鋼包允許的最大澆鑄

26、時(shí)間，min;G - 鋼包容量，t;f 質(zhì)量稀疏，主要取決于對(duì)澆鑄溫度控制的要求。在這里取f=112、實(shí)際澆鑄時(shí)間的確定在確定連鑄機(jī)的實(shí)際澆鑄時(shí)間時(shí),必須考慮連鑄機(jī)與冶煉設(shè)備相配合進(jìn)行多爐連澆的件。在本設(shè)計(jì)中,用一座轉(zhuǎn)爐向一臺(tái)連鑄機(jī)提供鋼液，這樣調(diào)度方便，多爐連澆條件好,考慮到爐外精煉時(shí)間的，則確定實(shí)際澆鑄時(shí)間為50分鐘。3。1.5拉坯速度1、工作拉速的確定：拉速是連鑄機(jī)生產(chǎn)能力的重要標(biāo)志。當(dāng)鑄機(jī)澆鑄穩(wěn)定以后,其拉坯拉速稱(chēng)為工作拉速。從提高生產(chǎn)率的要求出發(fā)，希望盡量提高拉速。其工作拉速可按下列公式計(jì)算： 式中：      &

27、#160;    vmax-最大理論拉速，m/min；                     K-凝固系數(shù)，mm/min0.5                     

28、    Lm冶金長(zhǎng)度，m；                     D-鑄坯厚度，mm.斷面是140×140時(shí)的工作拉速的確定：V = (K× L) /S= （65100)×130×4/(130×130)= 2.03。08m/min2、理論拉速的確定    當(dāng)鑄坯的液芯長(zhǎng)度等于冶

29、金長(zhǎng)度時(shí)的拉速,即為最大拉速，最大拉速一般為工作拉速的1。151。2倍。    所以理論拉速為：vmax = v實(shí)際×1。2=2。54×1.2= 3.04m/min生產(chǎn)中，實(shí)際操作拉速必須小于冶金長(zhǎng)度確定的最大拉速,否則鑄坯導(dǎo)向段裝置出口處將可能產(chǎn)生嚴(yán)重噴流。3。1.6鑄坯的冶金長(zhǎng)度及鑄機(jī)長(zhǎng)度1、液芯長(zhǎng)度的確定鑄機(jī)的冶金長(zhǎng)度取決于鑄坯的液相深度(即液芯長(zhǎng)度)，鑄坯的液相深度是指鋼水從結(jié)晶器液面至鑄坯全部凝固完畢時(shí)的長(zhǎng)度，它是確定弧形連鑄機(jī)半徑和二冷區(qū)長(zhǎng)度的一個(gè)重要工藝參數(shù)。液相深度與澆注的鋼種、鑄坯厚度和拉速有關(guān)?？砂聪铝泄接?jì)算: 

30、式中:           L液鑄坯液芯長(zhǎng)度，mvmax-最大拉坯速度，m/min；                     D鑄坯厚度，mm             &

31、#160;       K凝固系數(shù)，與鋼種有關(guān)，一般為2530 mm/min0。5所以： =(130×130×2。54）/（4×28×28）=13。69m2、冶金長(zhǎng)度的確定在設(shè)計(jì)連鑄機(jī)時(shí),應(yīng)考慮連鑄機(jī)可能達(dá)到的最大拉速，而且還應(yīng)考慮投產(chǎn)后，由于連鑄技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一部提高拉速的可能性。根據(jù)最大拉速計(jì)算出來(lái)的液芯長(zhǎng)度，就是連鑄機(jī)的冶金長(zhǎng)度。連鑄機(jī)的冶金長(zhǎng)度可按下式計(jì)算:=（130×130×3。08）/(4×28×28）=16.598m 3、鑄機(jī)長(zhǎng)度的

32、確定：連鑄機(jī)長(zhǎng)度一般指結(jié)晶器液面至鑄機(jī)拉矯機(jī)最后一對(duì)夾輥之間的距離。對(duì)方坯連鑄機(jī)可延伸到切割機(jī)起切點(diǎn)；對(duì)弧形板坯連鑄機(jī)，可采用增加水平段夾持輥數(shù)量來(lái)增加鑄機(jī)長(zhǎng)度.鑄機(jī)長(zhǎng)度按冶金長(zhǎng)度確定,通常鑄機(jī)長(zhǎng)度取1.1倍冶金長(zhǎng)度。L鑄=1.1×L冶=1。1×16.598=18.26m3。1.7連鑄機(jī)流數(shù)的確定一臺(tái)連鑄機(jī)同時(shí)澆注的鑄坯根數(shù),主要取決于煉鋼爐容量、鋼包允許澆注時(shí)間、鑄坯斷面和拉坯速度，并與鑄機(jī)所需完成的產(chǎn)量以及鑄機(jī)與冶煉周期的配合等有關(guān)。通常,在一臺(tái)連鑄機(jī)上澆注一種斷面時(shí)計(jì)算流數(shù)的公式為:9。27式中：      

33、     N- 一臺(tái)連鑄機(jī)的流數(shù)；G每爐鋼水量，t；F鑄坯斷面面積，mm2；t鋼包澆注的時(shí)間，min；vg該斷面的平均拉速,m/min；r-冷坯密度，取7。6t/m3.在一臺(tái)連鑄機(jī)上澆注多種斷面時(shí)，應(yīng)分別計(jì)算流數(shù)，取計(jì)算結(jié)果中的最大流數(shù)為連鑄機(jī)流數(shù)。目前，一般連鑄機(jī)流數(shù)為：方坯和圓坯18流，板坯12流。本實(shí)驗(yàn)取8流。3.2連鑄生產(chǎn)能力計(jì)算影響連鑄機(jī)產(chǎn)量的主要因素有：澆鑄速度、連焦?fàn)t數(shù)、流速、斷面尺寸、作業(yè)綠燈。設(shè)備和鑄坯斷面一定時(shí)，連鑄機(jī)產(chǎn)量主要取決于作業(yè)率和拉速。當(dāng)然,操作和管理水平對(duì)連鑄機(jī)的產(chǎn)量也有是非重要的影響。3。2.1 連鑄機(jī)作業(yè)率的確定連鑄機(jī)

34、的作業(yè)率關(guān)系到連鑄機(jī)的產(chǎn)量、每噸連鑄機(jī)的操作的費(fèi)用和投資費(fèi)用的回收期。連鑄機(jī)的要獲得較高的作業(yè)率，必須采取多爐連澆。為了提高爐數(shù),應(yīng)避免在操作中發(fā)生的偶然事故，并對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期維修.連鑄機(jī)非生產(chǎn)時(shí)間占總時(shí)間的15。連鑄機(jī)作業(yè)率為:Y2 = （A1-A2）×100/A1=(876054。75×24)×100/8760=85%    式中：           Y2  連鑄機(jī)作業(yè)；    &

35、#160;                A1 - 日歷時(shí)間，8760h；                     A2 - 連鑄機(jī)非作業(yè)時(shí)間；表3-1非生產(chǎn)時(shí)間項(xiàng)目比例，%備  注定修3.58h/次×3次/月點(diǎn)修4.5輥?zhàn)訉?duì)中調(diào)

36、整,鏟除飛濺廢鋼，檢修等更換結(jié)晶器1。04h/次×2次/月等待2.0澆注完畢后,連鑄機(jī)準(zhǔn)備好等待鋼水內(nèi)部故障2.0包括漏鋼在內(nèi)的連鑄機(jī)故障外部故障2.0煉鋼爐,吊車(chē)和鋼包設(shè)備的故障總計(jì)15。0  3。2.2 每爐鋼水量G設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)爐的公稱(chēng)容量為130t連鑄用鋼水是按每爐130t計(jì)算的。3.2。3 澆鑄時(shí)間的確定本設(shè)計(jì)采用一臺(tái)轉(zhuǎn)爐配一臺(tái)連鑄機(jī),所以轉(zhuǎn)爐冶煉周期與爐外精煉時(shí)間的總時(shí)間與鋼包澆鑄時(shí)間相同。3.2。4連澆爐數(shù)連澆爐數(shù)與轉(zhuǎn)爐及連鑄的配合有關(guān)，同時(shí)與爐子的容量的大小，澆鑄時(shí)間長(zhǎng)短耐火材料質(zhì)量也有密切的關(guān)系。3。2。5準(zhǔn)備時(shí)間準(zhǔn)備時(shí)間是指從上一爐澆鑄的中間包關(guān)閉到下

37、一爐澆鑄時(shí)完成結(jié)晶器內(nèi)引錠桿頭密封為止所需的輔助操作時(shí)間。1、尾坯封頂及拉出尾坯    完成這些操作需要的時(shí)間要根據(jù)鋼種和鑄坯斷面等具體條件來(lái)確定。中間包車(chē)開(kāi)走一般為1。尾坯封頂時(shí)間與鑄坯斷面有關(guān)，斷面小，封頂時(shí)間短，斷面大，封頂時(shí)間長(zhǎng)。小方坯的封頂時(shí)間約1。5min，板坯封頂時(shí)間約2min。拉出尾坯時(shí)間與鋼種和斷面有關(guān)，合金鋼的拉速比普碳鋼低，大鑄坯斷面的拉速比小斷面的拉速低。通常，普碳鋼和大斷面鑄坯的拉尾坯時(shí)間取1012min。2、清理連鑄機(jī)清理；連鑄機(jī)主要是清掃結(jié)晶器.這項(xiàng)作業(yè)實(shí)際上可以與拉尾坯同時(shí)進(jìn)行.板坯的作業(yè)時(shí)間一般為78min，方坯為67min.3、

38、送入引錠桿如果是采用上裝引錠桿,則可與拉尾坯和清掃結(jié)晶器的作業(yè)時(shí)間同時(shí)進(jìn)行，待尾坯拉完，引錠桿也裝完，不需要另外作業(yè)時(shí)間。如果是下裝引錠桿，則必須待尾坯拉出，結(jié)晶器清掃完以后,才能把引錠桿擺入輥道，起動(dòng)輥道送到拉矯機(jī)下，再啟動(dòng)拉矯機(jī),把引錠桿送到結(jié)晶器下約500mm處,然后啟動(dòng)送入結(jié)晶器內(nèi)。上裝引錠桿作業(yè)時(shí)間約為2，下裝引錠桿作業(yè)時(shí)間約34min.4、填塞引錠頭引錠頭送入結(jié)晶器后，先定位，然后用石棉填塞引錠頭周邊和結(jié)晶器內(nèi)壁間的空隙,再鋪上一層清潔廢鋼，作業(yè)時(shí)間與鑄坯斷面大小有關(guān),對(duì)方坯一般為57min，對(duì)板坯一般為810min。5、中間包車(chē)到位將安裝上浸入式水口,并烘烤好的中間包車(chē)開(kāi)到澆注位

39、置，通過(guò)兩個(gè)方向的微調(diào)裝置，使中間包浸入式水口和結(jié)晶器對(duì)中，其作業(yè)時(shí)間一般為23min。6、鋼包定位并裝長(zhǎng)水口鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)放上滿包鋼水后,旋轉(zhuǎn)180度到澆注位置，并利用安裝設(shè)備安好鋼包的長(zhǎng)水口，作業(yè)時(shí)間23min。7、向中間包注鋼水長(zhǎng)水口裝完后，開(kāi)啟塞桿或滑動(dòng)水口向中間包注鋼水,待鋼水達(dá)到中間包工作液面高度的三分之二左右時(shí)，打開(kāi)中間包水口開(kāi)始澆注，作業(yè)時(shí)間約2min。    至此，澆注準(zhǔn)備工作全部結(jié)束,總的準(zhǔn)備時(shí)間約3045min。對(duì)方坯連鑄機(jī)取下限，對(duì)板坯連鑄機(jī)取上限。3.2。6連鑄機(jī)生產(chǎn)能力計(jì)算1、連鑄機(jī)年產(chǎn)量可按下列公式計(jì)算： 式中： &#

40、160;         P年產(chǎn)量，t/a；G每爐鋼水量,t；n-平均連澆爐數(shù)；1鑄坯收得率，%；2鑄機(jī)作業(yè)率，T1-每爐鋼平均澆注時(shí)間，min；T2-每次澆注前的準(zhǔn)備時(shí)間,min；365×24×60-年日歷時(shí)間，min.Q = 24×60×（365-H)×Y×G×1 ×2×n×W/(t1nt2 ）    = 24×60×（365-3)×85%×8

41、0×95%×n×1/（30n×42）        解得:       n = 10.3爐/次              即平均澆爐數(shù)為10。3爐/次。式中        Q 每臺(tái)連鑄機(jī)的生產(chǎn)量，75萬(wàn)t/a; 連鑄機(jī)的作業(yè)率,0

42、.85；1 × 2 連鑄機(jī)收得率，0.95；n 連澆爐數(shù);10。3爐/次；故： =1111758.755t2、每爐鋼平均澆注時(shí)間計(jì)算公式如下: 式中：           B-鑄坯斷面寬度，m;   D鑄坯斷面厚度，m;   r-鑄坯密度，t/m3；   vg-平均拉速，m/min；   N鑄坯流數(shù)。故: =40.79min從計(jì)算公式可以看出:連鑄機(jī)生產(chǎn)能力與煉鋼爐容量、鑄坯斷面、拉速、連澆爐數(shù)和

43、鑄機(jī)作業(yè)率等諸多因素有關(guān)。鑄機(jī)作業(yè)率受設(shè)備的先進(jìn)性與可靠性、生產(chǎn)操作和管理水平的直接影響。生產(chǎn)中應(yīng)加強(qiáng)煉鋼與連鑄的調(diào)度和設(shè)備維修,提高連澆爐數(shù)和設(shè)備作業(yè)率，充分發(fā)揮設(shè)備生產(chǎn)能力。3.2。7 金屬收得率的確定    連鑄過(guò)程，從鋼水到合格鑄坯有各種損失,如鋼包的慘鋼、中間包的殘鋼、鑄坯的且頭切尾、氧化鐵皮和因缺陷而報(bào)廢的殘鋼。從煉鋼廠來(lái)說(shuō)，金屬收得率是指從鋼水得到合格鑄坯的收得率；從目前生產(chǎn)來(lái)看，對(duì)澆鑄收得率影響較大的主要來(lái)自中間包內(nèi)殘鋼和漏鋼.其計(jì)算方法如下：金屬收得率為：1 = W1/G1×100%=972 =W2/ W1×100=99%=1

44、 ×2  = W2/ G1=96%式中：       1 - 鋼水的收得率，G1- 澆鑄所得到的全部鑄坯量，t；2 - 鑄坯合格率,W1-澆注所得到的全部鑄坯量， t；W2 合格鑄坯量，t；- 金屬收得率，      第四章  連鑄機(jī)的主要設(shè)備4.1 鋼包運(yùn)載及鋼包設(shè)備4。1。1 鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)時(shí)是連鑄機(jī)澆鋼設(shè)備的重要組成部分，它的作用是將位于受包位置的滿載鋼包回轉(zhuǎn)至澆鋼位置,準(zhǔn)備進(jìn)行澆注。同時(shí)將澆注完鋼水的空包回轉(zhuǎn)至受包位置，準(zhǔn)備運(yùn)走。優(yōu)

45、點(diǎn)：利于多爐連澆；占用澆注平臺(tái)面積小，鋼包更換速度快,便于處理漏鋼，適用于大型全連鑄車(chē)間；可安裝稱(chēng)量裝置,控制澆注時(shí)間，其轉(zhuǎn)速為0。71。0轉(zhuǎn)/min，換包時(shí)間為0。52.0min。直臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái):這種回轉(zhuǎn)臺(tái)的兩個(gè)鋼包支撐在同一直臂的兩端,同時(shí)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)鋼包可以同時(shí)做升降運(yùn)動(dòng);有的也設(shè)計(jì)成在直臂兩端裝有單獨(dú)的升降裝置和稱(chēng)量裝置。雙臂式鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái):具有各自獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)臂，兩個(gè)鋼包的相對(duì)位置是可以變化的，轉(zhuǎn)角可以達(dá)到260度，操作靈活,可縮短換包時(shí)間，鋼包能在回轉(zhuǎn)臺(tái)上升降便于使用長(zhǎng)水口,實(shí)現(xiàn)保護(hù)澆注，但設(shè)備復(fù)雜，建筑費(fèi)用大。近年來(lái)鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)在形式和功能上得到了多方面的發(fā)展,本設(shè)計(jì)采用的是蝶

46、型鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)，回轉(zhuǎn)半徑2.55m，升降行程0。56m同時(shí)采用了以下新技術(shù)，連續(xù)自動(dòng)稱(chēng)量裝置、鋼包傾翻裝置、鋼包保溫蓋加蓋裝置及吹氣裝置等.4。1。2鋼包尺寸的確定鋼包的容量應(yīng)與煉鋼爐的最大出鋼量相匹配.鋼包由外殼、內(nèi)襯、和注流控制機(jī)構(gòu)三部分組成，鋼包的外殼一般由鍋爐鋼板焊接而成。鋼包的結(jié)構(gòu)見(jiàn)示意圖41：1、鋼包鋼水量的確定鋼包容納鋼水量，一般應(yīng)考慮應(yīng)有10%的過(guò)于量，則鋼包的實(shí)際容積為:P + 0.1P = 1.1P =1.1×130=143t2、鋼包內(nèi)渣量的確定渣量一般為金屬的315,設(shè)計(jì)時(shí)取較大比例為15.即渣量為:1。1P×0.15 = 0.165P =21。45t表

47、4-1 鋼包的結(jié)構(gòu)圖3、鋼包容積的確定    根據(jù)鋼包實(shí)際容納金屬液與渣量計(jì)算容積。鋼包比容取0.14m3/t；熔渣比取0。28m3/t。因此，鋼與渣的總體設(shè)計(jì),即鋼包容積應(yīng)為:0。14×1.1P + 0.28×0.165P= 0。20Pm3 =24m3    采用D/H=1;錐度為15%。則鋼包下部?jī)?nèi)徑為：DH= D-0。15H= 0。85D    根據(jù)原始數(shù)據(jù)     V=0.673D3 = 0。20P =26得D =3。38m而且H = D

48、 =3。38mDH=D-0.15H=2。87m4、鋼包磚襯厚度的確定鋼包磚襯包含保溫層、耐火層，一般砌筑總厚度100250mm。鋼包壁厚度約等于：Jb=0。07D=0。217m式中             Jb 桶壁厚度，mm;                     D - 上

49、部?jī)?nèi)徑，mm；5、鋼包外殼的確定      桶壁一般用1428mm厚的鋼板，桶底用1835mm厚的鋼板焊或鉚接。b= 0.01D=0。031mmd = 0。012D =0.038mm式中             b 鋼包壁殼厚度，mm；d - 鋼包壁殼底厚度,mm；D 上部?jī)?nèi)徑，mm；已求得鋼桶內(nèi)壁尺寸、磚襯尺寸、鋼殼厚度尺寸之后，便可以計(jì)算出外殼的外部尺寸。1)外殼內(nèi)高：H1 = HJd=D0.1D=1。1D=3。62m2）

50、外殼全高:H2 = HJdd=1。112D=3。66m3）外殼上部?jī)?nèi)徑:D1=D2 Jb=1。14D=3。75m4）外殼上部外徑：D2=D2Jb2b=1.16D=3。81m5）外殼下部?jī)?nèi)徑：D3=D2Jb=0.85D2×0。07D=3。07m6)外殼下部外徑：D4=D2Jb2b=1。01D=3.25m4。2 中間包中間包位于鋼包和結(jié)晶器之間，用于接受鋼包鋼水及向結(jié)晶器內(nèi)注入鋼水。其作用如下：（1）穩(wěn)定鋼流，減少鋼流對(duì)結(jié)晶器的沖擊和攪動(dòng)，穩(wěn)定澆鑄操作；（2)均勻鋼業(yè)溫度和成分；（3)使脫氧生成物和非金屬夾雜物分離上浮;(4)在多流連鑄機(jī)上起分配鋼液的作用;（5）在多爐連澆時(shí)，中間包能儲(chǔ)

51、存一定數(shù)量的鋼水，以保證在更換鋼包時(shí)不停澆，不斷流，仍能正常澆鑄。4。2.1中間包容量的確定:   G中 = 1。3Fvrtn=1.3×0.13×0。13×2。54×7.0×2×8=6。25t式中            F 鑄坯斷面及m2;V 拉坯速度m/min；r 鋼水比重7.0t/m3；t 更換鋼包時(shí)間0.52min；n 流數(shù)；由于近年來(lái)為了適應(yīng)中間包冶金的需要,中間包容量向大容量、深熔池方向發(fā)展，所以

52、本設(shè)計(jì)采用中間包容量為35t。4。2。2中間包的深度的確定根據(jù)中間包鋼水深度對(duì)夾渣影響來(lái)看,為了減少中間包內(nèi)鋼水渦流卷渣及使夾雜物充分上浮，采用加深中間包鋼水的措施，本設(shè)計(jì)采用深熔池、設(shè)擋渣墻,浸入水口密封氬密封澆注。4.2。3中間包形狀的確定1、中間包形狀中間包形狀根據(jù)鑄機(jī)流數(shù)和布置,形式多種多樣，有矩形、三角形、梯形等,考慮到中間包的吊掛、存放、清理、砌筑等方便,一般使用梯形中間包.所以本設(shè)計(jì)采用梯形中間包。2、中間包內(nèi)襯的確定對(duì)中間包內(nèi)襯的要求是具有耐鋼液侵蝕和機(jī)械沖刷的能力，目的是為了減少鋼坯中非金屬夾雜物。中間包內(nèi)襯包括:工作層、永久層和絕熱層。絕熱層用石棉板砌筑，厚度為10mm；永

53、久層用粘土磚砌筑，厚度為40mm；工作層用絕熱板砌筑，厚度為40mm。3、中間包罐蓋的確定中間包設(shè)有罐蓋一則是為了保溫，再則可以保護(hù)鋼包桶桶底不致過(guò)分受烤而變形。在罐蓋上開(kāi)有澆注口和塞棒孔。中間包上還設(shè)有溢流槽，當(dāng)鋼包桶注流失控時(shí),可使多余的鋼液流出，為促進(jìn)非金屬夾雜物上浮，在中間包內(nèi)砌有擋渣墻。4、中間包內(nèi)腔尺寸的確定中間包內(nèi)腔尺寸主要參數(shù)：高度、長(zhǎng)度、角度、密度,其結(jié)構(gòu)如圖4-3： 圖4-2 中間包內(nèi)腔1）中間包的高度的確定中間包內(nèi)為了保持夾雜物充分上浮，鋼液在中間包內(nèi)最佳停留時(shí)間約為810min.小方坯臨界液面一般為300mm，鋼液可澆液面h3>=200mm澆鋼終了深度為

54、h2=400mm則標(biāo)準(zhǔn)液面深為：Hp= h2 h3=450250=700 mm，在標(biāo)準(zhǔn)液面基礎(chǔ)上加上h4=100 mm，為最大液深液面，即：                   Hmax= Hph4=600100=100 mm所以：                

55、60;  H= h1Hmaxh5=900mm式中             h1 - 耐火材料的厚度，本設(shè)計(jì)為100 mm；                   h5 鋼液面距包口距離,一般h5=100 mm； 2）中間包的長(zhǎng)度的確定長(zhǎng)度方向尺寸確定的基準(zhǔn)是中間包水口位置

56、，當(dāng)水口距各個(gè)部分的尺寸的確定后，長(zhǎng)度即確定，見(jiàn)結(jié)構(gòu)示意圖43圖43間包內(nèi)型圖L2=（n1）l2（l1l4）×2  =（81)×1000(50010020)×2  =70001240  =8240mm由于小方坯連鑄機(jī)中間兩流流間距與兩邊的流間距不同這里取中間流間距為2000mm。所以L2=8240800=9040mm  式中             l1 水口距耐火端槍的距離,l1 =4

57、00600mm;                   l2 水口間的距離，即連鑄機(jī)流間距，mm；                   n - 流數(shù)；       

58、0;           l4 - 耐火材料層厚度，mm；   包口尺寸為：           L1= L22Htan3=90402×900×tan10°=9326mm式中 3 - 中間包端墻傾角，一般取3 9°12°3）角度的確定包口側(cè)壁傾斜度2一般在設(shè)計(jì)中2 =9°12°取2 =10°4)寬度

59、的確定當(dāng)高度、長(zhǎng)度和角度確定后,寬度尺寸基本上是根據(jù)存放鋼水量的多少來(lái)確定.G中/r=1/3×0。9×(b1×L2(b1×L2×B1×L1）1/2B1×L1）= 35/7。0                     (B1b1)÷2÷H=tan10°    &

60、#160;             得 b1=450mm; B1=800mm式中          G中 中間包容量r 鋼水密度,t/m35）水口與塞棒的的設(shè)計(jì)水口直徑應(yīng)滿足是連鑄機(jī)的最大拉速時(shí)所需的鋼水量是；單位長(zhǎng)度鋼坯重為；0。12×0。12×7.6=0.11t/mGmax=3.2×100×0。11=35.2t/h則：d =375×（

61、 Gmax/h1/2）1/2=375×（35.2/7001/2)1/2=21。5mm                              取水口直徑為21mm定徑水口控制本設(shè)計(jì)為小方坯連鑄機(jī),由于鑄坯斷面較小,中間包采用定徑水口控制流量，要求水口孔經(jīng)在整個(gè)澆注過(guò)程中，基本保持不變,以保證穩(wěn)定的

62、拉速.采用定徑水口控制流量，操作簡(jiǎn)單,耐火材料消耗少，并適應(yīng)于較小斷面。4。3中間包車(chē)中間包小車(chē)是用來(lái)支撐、運(yùn)輸、更換中間包的設(shè)備。小車(chē)的結(jié)構(gòu)要利于澆注、撈渣和水口燒氧等操作,同時(shí)還應(yīng)該具備橫移和升降調(diào)節(jié)裝置。生產(chǎn)工藝對(duì)中間包小車(chē)的主要要求是：運(yùn)行迅速、停位準(zhǔn)確、易于調(diào)整水口與結(jié)晶器的相對(duì)位置，通常每臺(tái)連鑄機(jī)配備兩臺(tái)中間包小車(chē),交替使用。本設(shè)計(jì)采用門(mén)型中間包車(chē)2臺(tái)承重120噸，升降距離為400mm，還采用新技術(shù)電子秤量系統(tǒng)、保護(hù)渣自動(dòng)下料裝置，同時(shí)中間包小車(chē)上安裝擺動(dòng)溜槽。4。4結(jié)晶器的設(shè)計(jì)結(jié)晶器是連鑄機(jī)非常重要的部件，是一個(gè)強(qiáng)制水冷的無(wú)底鋼錠模。稱(chēng)之為連鑄設(shè)備的”心臟”。鋼液在結(jié)晶器內(nèi)冷卻、

63、初步凝固成形，且形成一定的坯殼厚度.這一過(guò)程是在坯殼與結(jié)晶器連續(xù)、相對(duì)運(yùn)動(dòng)下進(jìn)行的。為此，結(jié)晶器具有良好的導(dǎo)熱性、剛性和耐腐蝕性；不易變形，重量小，以減小時(shí)慣性力；內(nèi)表面耐磨性好,以提高使用壽命；結(jié)晶器結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單,方便維修.由于小方坯多采用管式結(jié)晶器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于制造與維護(hù),銅管壽命長(zhǎng)，成本低.所以本設(shè)計(jì)采用管式結(jié)晶器。管式結(jié)晶器由弧形銅管、鋼質(zhì)外套、足輥等幾部分組成。4.4.1結(jié)晶器的尺寸參數(shù)結(jié)晶器的斷面尺寸及長(zhǎng)度：結(jié)晶器的斷面尺寸:結(jié)晶器的斷面尺寸應(yīng)根據(jù)冷連鑄坯的公稱(chēng)斷面尺寸確定。但由于連鑄坯再冷卻凝固過(guò)程中逐漸收縮以及矯直時(shí)都將引起半成品鑄坯的變形，為此,要求結(jié)晶器的斷面尺寸應(yīng)當(dāng)比連鑄坯

64、斷面的公稱(chēng)尺寸大一些；通常大約23%左右（厚度方向取3%,寬度方向取2%）。方坯結(jié)晶器內(nèi)腔尺寸厚度與寬度尺寸相同可用如下經(jīng)驗(yàn)公式確定:D上=D下=（1+2。5)D0B上=B下=（1+2.5）B0對(duì)于澆注斷面尺寸為140×140mm時(shí)，內(nèi)腔尺寸為：D上=D下=（1+2。5%）D0=（1+2。5%）×130=162.5mmB上=B下=（1+2.5%）B0=（1+2.5%)×130=162。5mm4。4.2銅管的壁厚的確定在保證強(qiáng)度的前提下，為了加速傳熱并提高拉速，結(jié)晶器壁越薄越好。本設(shè)計(jì)130×130mm的斷面的銅管的厚度為10mm.4.4。3結(jié)晶器銅管的內(nèi)

65、角半徑的確定結(jié)晶器內(nèi)角處的鋼液溫度比鑄坯中心的要低一些，但坯殼離開(kāi)角部后，氣隙加大，傳熱減少,凝固變慢,因此結(jié)晶器必須有合適的內(nèi)角半徑。本設(shè)計(jì)的結(jié)晶器的內(nèi)角半徑為12mm。4.4.4結(jié)晶器長(zhǎng)度的確定結(jié)晶器長(zhǎng)度的確定，應(yīng)保證鑄坯在出結(jié)晶器下口時(shí)，具備一定的厚度的坯殼，防止拉裂拉漏。結(jié)晶器的長(zhǎng)度的計(jì)算如下：設(shè)連鑄機(jī)的拉坯速度為v，鋼水在結(jié)晶器內(nèi)停留的時(shí)間為t，則結(jié)晶器的有效長(zhǎng)度L有效為：L有效= v×t根據(jù)凝固定律，鋼水在結(jié)晶器中的停留時(shí)間與鑄坯結(jié)晶器的坯殼厚度有關(guān)：=k×t1/2  即t=(/k)2L有效=V（/K）2 式中  

66、0;          L有效 結(jié)晶器的有效長(zhǎng)度，mm;    V 拉坯速度,m/min； 鑄坯出結(jié)晶器下口時(shí)坯殼的厚度，mm;一般為1025mm；         K - 凝固系數(shù),m/min1/2;方坯取0。030。033；考慮到生產(chǎn)中鋼液面距結(jié)晶器上口約有80120mm的距離，所以結(jié)晶器的長(zhǎng)度為：L=L有效+（80120）=0.735m4。4。6足輥?zhàn)爿伆惭b在框架上，足輥框架和外水套下部用法

67、蘭連接，并隨結(jié)晶器一起震動(dòng),本設(shè)計(jì)的小方坯連鑄機(jī),為了保證鑄坯有規(guī)整的外形尺寸,對(duì)足輥的弧精度要求較高。本設(shè)計(jì)在連鑄機(jī)上安裝二組足輥。足輥的直徑為2400mm，足輥的長(zhǎng)度為240mm.4.5二冷區(qū)的設(shè)計(jì)二次冷卻裝置在結(jié)晶器之后，其使鑄坯更快凝固和順利拉坯.其作用：（1）加速凝固（2)對(duì)鑄坯、引錠桿起支撐和導(dǎo)向作用（3）直弧形連鑄機(jī)，對(duì)鑄坯頂彎4。5。1二冷區(qū)的比水量的確定比水量（l/kg）:每單位質(zhì)量的鑄坯所消耗的二次冷卻水量。鑄坯在凝固時(shí)，由于熱應(yīng)力產(chǎn)生的內(nèi)部裂紋，隨著比水量減少和噴水區(qū)的延長(zhǎng)而減少，即在二冷區(qū)采用弱冷卻強(qiáng)度冷卻鑄坯,使鑄坯在二冷區(qū)保持高溫運(yùn)行，減少對(duì)中，高碳鋼和合金鋼的內(nèi)部

68、裂紋是至關(guān)重要的。不同鋼種的比水量不同。對(duì)于普碳鋼、低合金鋼冷卻強(qiáng)度為1。01。2l/kg鋼。4。5.2二冷區(qū)水量即各段水量分配的確定1、二冷區(qū)水量的確定連鑄機(jī)的理論小時(shí)產(chǎn)量:G=60×B×D×V××N=60×0.12×0。12×2。8×7.6×8=147.09t/h連鑄機(jī)的理論小時(shí)產(chǎn)量為已知，可算出二冷區(qū)總耗水量。Qt/h=W×G=1×166.2m3/h式中          

69、0;  Q 二冷區(qū)總耗水量，m3/h；                            W 二冷區(qū)比水量,l/kg；                 &#

70、160;          G 連鑄機(jī)的理論小時(shí)產(chǎn)量，t/h；2、二冷區(qū)各段水量分配的確定從結(jié)晶器出來(lái)的鑄坯坯殼厚度在二冷區(qū)是逐漸增加的.在直接噴水冷卻的條件下，鑄坯表面的熱傳遞歲鑄坯坯殼厚度增加而降低，因此，二冷區(qū)的噴水量應(yīng)有所區(qū)別。剛離開(kāi)結(jié)晶器坯殼厚度較薄，噴水量比其他區(qū)域要大，坯殼厚度迅速增厚.隨著鑄坯在二冷區(qū)的移動(dòng)，坯殼厚度逐漸增加，噴水量應(yīng)逐漸降低。本設(shè)計(jì)二冷區(qū)分兩段供水。段位于足輥段區(qū)，噴水量占總水量的40，采用扁噴嘴.段采用圓錐形噴嘴,噴水量占總水量的60%.3、二冷裝置的結(jié)構(gòu)形式的確定二冷裝置的主要結(jié)構(gòu)形式分箱式及房式兩大類(lèi).本設(shè)計(jì)選房式結(jié)構(gòu),因它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，觀察設(shè)備和鑄坯方便等優(yōu)點(diǎn)。4、二冷卻噴水冷卻系統(tǒng)1)噴嘴類(lèi)型的確定噴嘴主要有兩種類(lèi)型：壓力噴嘴和氣水霧化噴嘴，本設(shè)計(jì)采用