畢業(yè)設(shè)計(論文)--板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器設(shè)計本科畢業(yè)設(shè)計論文 板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器設(shè)計 摘要連鑄機(jī)是現(xiàn)代冶煉生產(chǎn)過程中重要的生產(chǎn)設(shè)備連鑄生產(chǎn)線的引入能大大提高冶煉生產(chǎn)效率降低工人的勞動強(qiáng)度同時降低了本錢使冶煉生產(chǎn)跨進(jìn)了一個嶄新的時代結(jié)晶器在連鑄生產(chǎn)過程中起到了核心的不可替代的作用組合式結(jié)晶器是結(jié)晶器進(jìn)化過程中開展起來的一種在現(xiàn)代連鑄工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用在本說明書中本文重點討論了詳細(xì)介紹了的結(jié)構(gòu)以及工作原理進(jìn)行了

AbstractContinuouscastingmachineisanimportantproductionprocessofmodernsmeltingproductionequipmenttheintroductionofcontinuouscastingproductionlinecangreatlyincreasethesmeltingproductionefficiencyreducelaborintensitywhilereducingcostsandsmeltingstepintoaneweraMoldincontinuouscastingprocesshasplayedanirreplaceableroleinthecorecompositemoldisakindofmoldsdevelopedintheevolutionofcontinuouscastingwhichhasbeenwidelyusedInthismanualthemainstudyisthecompositionofthelinearmoldandtheworkingprincipleofererypartsIintroducedthenewtrendsanddevelopmentsofdemoldofcontinuouscastingathomeandabroadfindoutthedisadvantagesofmoderncontinuouscastinglineandsomewaytosolvethemThispaperdiscussesthewidthadjustinginstitutionandclampinginstitutionoflinermolddescribsthestructureandworkingprincipleofthelinearmoldwidthadjustinginstitutionDesignsthegeometrykandthemaincomponentsofthewatertankKeywordsContinuouscastingmachinemoldwidthmodulateddeviceswatertankcrystalfootroll目錄摘要 IAbstract II第1章緒論 111簡單了解連鑄機(jī) 112連鑄機(jī)的開展史 113連鑄機(jī)的開展趨勢 3com連鑄板坯熱裝熱送和直接軋制 3com凝固末端的輕壓下 3com人為鼓肚輕壓下技術(shù) 4com線快速調(diào)厚調(diào)寬的零號扇形段 414連鑄機(jī)新技術(shù) 5com薄板坯連鑄連軋技術(shù)的出現(xiàn) 5comCSP緊湊型帶鋼生產(chǎn)工藝 515連鑄機(jī)開展存在的主要問題 6com板坯外表質(zhì)量問題 6com板坯內(nèi)部質(zhì)量問題 6com漏鋼問題 616本章小結(jié) 7第2章結(jié)晶器簡介 821結(jié)晶器概述 822結(jié)晶器的開展趨勢 11com結(jié)晶器液壓震動裝置 11com結(jié)晶器在線調(diào)寬技術(shù) 11com結(jié)晶器銅板外表鍍層技術(shù) 12com結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù) 12com結(jié)晶器形狀的變化 1323結(jié)晶器存在的問題 1324結(jié)晶器使用前的平安檢查 1325本章小結(jié) 14第3章結(jié)晶器夾緊裝置的選擇計算 1531結(jié)晶器夾緊裝置簡介 1532結(jié)晶器夾緊受力分析及計算選擇 1633結(jié)晶器寬邊調(diào)整機(jī)構(gòu)的安裝 1834液壓缸生產(chǎn)廠強(qiáng)調(diào)的考前須知 1935本章小結(jié) 20第4章結(jié)晶器調(diào)寬裝置的選擇計算 2141調(diào)寬裝置簡介 2142調(diào)寬裝置確實定和根本參數(shù)的選擇 2243調(diào)寬裝置驅(qū)動選擇 2444窄邊調(diào)整機(jī)構(gòu)的安裝 2445本章小結(jié) 26第5章結(jié)晶器銅板及水箱的選擇計算 2751結(jié)晶器銅板的設(shè)計 27com結(jié)晶器長度的選擇 27com結(jié)晶器斷面尺寸和倒錐度 29com結(jié)晶器銅板材質(zhì)及外表鍍層的選擇 30com銅板厚度計算 31com小結(jié) 3252水箱設(shè)計 3253本章小結(jié) 33結(jié)論 34參考文獻(xiàn) 35致謝 37附錄1 38附錄2 49附錄3 57

第1章緒論11簡單了解連鑄機(jī)回憶鋼鐵開展百年歷史很長一段時期內(nèi)冶煉出來的鋼水都是通過模鑄法澆鑄成鋼錠再經(jīng)初軋機(jī)開坯軋機(jī)軋制成鋼坯然后經(jīng)過加熱通過成品軋機(jī)軋制成各種鋼材這種傳統(tǒng)的從鋼水到鋼坯生產(chǎn)方法叫做模鑄開坯法20世紀(jì)50年代鋼鐵工業(yè)出現(xiàn)了一種新的澆鑄方法這就是連鑄法相對模鑄開坯法連鑄技術(shù)的引入使冶煉生產(chǎn)的效率與鑄坯的質(zhì)量都大大提高連鑄過程中煉好的鋼水倒在中間包中可裝幾十噸鋼水液態(tài)的鋼水1500度左右通過中間包下的小孔垂直地流到不停振動的結(jié)晶器一般是圓弧形的1米多長中結(jié)晶器外用高壓水不停冷卻鋼水在結(jié)晶器中形成外部是固態(tài)內(nèi)部還是液態(tài)的形態(tài)結(jié)晶器外是一段弧形的冷卻輥道鋼坯經(jīng)冷卻后全部成固態(tài)800度左右隨后是拉坯矯直機(jī)將弧形的鋼坯矯直并提供牽引力將結(jié)晶器中的鋼坯持續(xù)的拉出來一般來說鋼坯出了矯直機(jī)后就會被剪斷或割斷冷卻后再送到軋鋼廠但也有連鑄連軋的就是矯直后的鋼坯不經(jīng)冷卻直接進(jìn)軋機(jī)出型材連續(xù)鑄造對工藝要求非常高對設(shè)備的要求也非常高12連鑄機(jī)的開展史1840年連鑄概念首先由塞勒斯賴尼等人提出1887年德國人最早提出類似于現(xiàn)在的連鑄技術(shù)20世紀(jì)30年代德國建立首臺立式連鑄設(shè)備20世紀(jì)50年代連續(xù)鑄鋼技術(shù)開始工業(yè)化20世紀(jì)70年代連鑄技術(shù)開始飛速開展自從連續(xù)澆注技術(shù)用于鋼鐵工業(yè)以來連鑄機(jī)的高度由高向低開展由立式到立彎式再到弧形近年來又出現(xiàn)了水平式連鑄機(jī)從連鑄機(jī)斷面看有方坯矩形坯板坯圓坯及各種異形坯20世紀(jì)50年代后期首先用于工業(yè)生產(chǎn)的是立式連鑄機(jī)這種連鑄機(jī)工藝條件優(yōu)越但是設(shè)備復(fù)雜高度大地坑深用于舊鋼廠改造困難較大此外鑄坯的運出也比擬困難因此除了特殊鋼材外一般不采用立式連鑄機(jī)20世紀(jì)60年代開發(fā)的立彎式連鑄機(jī)成為了立式連鑄機(jī)的替代品隨著連鑄技術(shù)的提高和鑄坯斷面尺寸的增大先后出現(xiàn)圓弧形和橢圓形連鑄機(jī)工業(yè)用弧形板坯連鑄機(jī)是德國率先投產(chǎn)的弧形連鑄機(jī)能起到立式和立彎式連鑄機(jī)的同樣的作用但是設(shè)備的高度大大降低20世紀(jì)60年代以后除了澆鑄特殊斷面和特殊鋼種的鑄坯之外弧形連鑄機(jī)已經(jīng)成為各種連鑄機(jī)中的主流特別是大型板坯連鑄機(jī)更是如此連續(xù)鑄鋼經(jīng)過20世紀(jì)70年代后期的大開展進(jìn)入20世紀(jì)80年代后其上升的勢頭并未衰減連鑄技術(shù)以成為高爐-氧氣轉(zhuǎn)爐-連鑄-軋制生產(chǎn)中重要的一環(huán)連鑄技術(shù)被采用的程度已經(jīng)成為衡量一個國家鋼鐵水平的重要標(biāo)志我國從1955年起開始從事連續(xù)鑄鋼技術(shù)實驗研究工作1957年12月上海鋼鐵研究所建立了我國第一臺連續(xù)鑄鋼裝置1958年冬在重慶第三鋼鐵廠建成了我國第一臺工業(yè)用連續(xù)鑄鋼機(jī)這是一臺立式雙流鑄鋼機(jī)鑄坯斷面尺寸為170250mm1964年6月我國第一臺大型工業(yè)試驗性板坯連鑄機(jī)R6-1700在重慶第三鋼鐵廠投產(chǎn)這是世界上第一臺大型弧形板坯連鑄機(jī)不僅可以澆鑄1801500mm的寬板坯而且可以同時澆鑄三流180250mm方坯可澆鑄3002100mm的板坯是當(dāng)時世界上最大的連鑄機(jī)之一我國的連續(xù)鑄鋼技術(shù)起步并不算晚而且初期開展較快與國外差距不大但是在此后十年文革期間速度減緩與主要產(chǎn)鋼國家差距逐漸增大20世紀(jì)80年代中后期隨著改革開放政策的推動我國連鑄技術(shù)迅速開展引進(jìn)了成套連鑄設(shè)備和技術(shù)為我過自主連鑄技術(shù)開發(fā)創(chuàng)了條件在消化吸收引進(jìn)技術(shù)的根底上我國研制的小方坯鑄機(jī)性能到達(dá)了國外同類產(chǎn)品的水平大型板坯鑄機(jī)取得了飛速的開展例如與日立造船合作設(shè)計的1900mm連鑄機(jī)舞陽1900mm連鑄機(jī)濟(jì)鋼1400mm連鑄機(jī)武鋼1900mm自行設(shè)計連鑄機(jī)目前國內(nèi)連鑄機(jī)的核心設(shè)備注入鋼包回轉(zhuǎn)臺中間罐車結(jié)晶器結(jié)晶器震動裝置支撐導(dǎo)向段扇形段等設(shè)計制造已經(jīng)到達(dá)國際先進(jìn)水平13連鑄機(jī)的開展趨勢com連鑄板坯熱裝熱送和直接軋制連鑄板坯的熱裝熱送和直接軋制技術(shù)在20世紀(jì)80年代就已引起人們的重視到了90年代在薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)中被廣泛采用并已取得了巨大成功為了縮短連鑄和軋鋼之間的生產(chǎn)工藝流程最大限度地降低能耗提搞鋼水收得率縮短從鋼水到成材的生產(chǎn)周期到達(dá)理想的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益這板坯熱裝熱送和直接軋制是實現(xiàn)這一目標(biāo)的個重要開展力向所謂熱裝熱送是指將連鑄出來的高溫鑄坯用保溫車運送到軋鋼廠裝人加熱爐或者通過專用輥道輸送別扎鋼長的加熱爐里而直接軋制那么是在連鑄饑后間增加均熱爐或局部加熱設(shè)施把鑄坯加熱到軋鋼機(jī)要求的軋制溫度直接在連鑄生產(chǎn)線上進(jìn)行軋制當(dāng)今世界上的常規(guī)板壞連鑄機(jī)已實現(xiàn)熱裝熱送直接軋制的連鑄工廠日本占有很大比例主要有住友金屬鹿島3號機(jī)新日鐵八幡廠室蘭廠界廠君津廠川崎制鐵千葉廠神戶制鋼加古廠等而在加拿大英國歐洲中國臺灣寶鋼等國家和地區(qū)也有許多這類工廠com凝固末端的輕壓下輕壓下技術(shù)起始于20世紀(jì)70年代末80年代初它是在收縮棍輥縫技術(shù)的機(jī)根底上開展而來的是近年來推廣較快的板坯連鑄機(jī)技術(shù)之一對常規(guī)板坯連鑄機(jī)來講是指凝固末端的輕壓下而對中厚板坯和薄板坯連鑄機(jī)來講有的幾乎是凝固過程中的的全程輕壓下90年代處的概念認(rèn)為常規(guī)板坯連鑄機(jī)輕壓下目的在于消除板坯中心疏松和偏折．而個厚板壞和薄板坯連鑄機(jī)輕壓下目的在于減薄板坯厚度從而提高連鑄機(jī)的工藝操作性并與后續(xù)軋機(jī)更好地匹配而取得最正確經(jīng)濟(jì)效益目前的觀點認(rèn)為中厚板坯和薄板坯的輕壓下不僅具有上述效果它也是減小中心疏松和偏析的手段之一輕壓廠技術(shù)20世紀(jì)90年代中期之前尚無靜態(tài)動態(tài)之分．到了90年代中后期才出現(xiàn)動動態(tài)輕壓下靜態(tài)輕壓下是在澆注前預(yù)先設(shè)定好輥縫然后按照設(shè)定的拉速和工藝條件進(jìn)行澆鑄的一種方法而動態(tài)輕壓下是在澆鑄過程當(dāng)中隨著凝固終點的位置變化調(diào)整輥縫及輥縫收縮程度的一種澆鑄方法動態(tài)輕壓下技術(shù)是近幾年開展最快的板壞連持機(jī)技術(shù)com肚輕壓下技術(shù)日本鋼管公司經(jīng)過多年的研究后將人為鼓肚輕壓下IBSR技術(shù)成功地應(yīng)用在該公司福山6號板坯連鑄機(jī)上連鑄機(jī)小輥徑密排分節(jié)輥可以改善輥子間的鼓肚而IBSR可以有效地改善鋼水的流動狀態(tài)促進(jìn)板坯凝固朝著有利于提高板坯質(zhì)量的方向開展從而克服了板坯的中心疏松和中心偏析一般的輕壓下能夠改善板坯中心線沿厚度方向的中心偏析．而IBSR除能夠到達(dá)同樣的目的外還能夠改善板坯寬度方向的中心偏析測試說明傳統(tǒng)的板坯凝固終端凝固局部沿板坯寬度方向呈W狀當(dāng)板坯厚度為300mm而未采用IBSR時其突出面至低谷的距離最大可達(dá)2m這種凝固狀態(tài)對鋼水的流動和板坯質(zhì)量是不利的也不利于凝固終端采用輕壓下人為鼓肚后凝固終端凝固局部變成了平直狀從而促進(jìn)了鋼水的流動．便于在該區(qū)域采用輕壓下使輕歷下的效果得以充分表達(dá)因此IBSR工藝無疑是輕壓下效果最理想的工藝它可以使一般的輕壓下效果更加顯著因為沿板坯寬度方向上的凝固終點是惟一的com調(diào)厚調(diào)寬的零號扇形段在常規(guī)斷面的板坯連鑄機(jī)中有很多連鑄機(jī)都是為厚板軋饑提供厚板鋼種的鑄坯厚板鋼種的澆鑄與熱軋帶鋼鋼種不同點之一就是前者批量較小后者批量大由于很多厚板鋼種都是高級鋼種成分差異大質(zhì)量要求高再加上批量較小所以各鋼種之間不能連澆連澆后的交接坯會變成廢坯常規(guī)板坯連鑄機(jī)澆鑄軋帶鋼鋼種時如果不改變厚度結(jié)晶器可以在熱狀態(tài)下進(jìn)行在線調(diào)寬假設(shè)要改變厚度那么須將結(jié)晶器和華零號扇形段更換富后才能開始澆鑄澆鑄厚板鋼種時假設(shè)板坯厚度較薄可停機(jī)在線調(diào)整結(jié)晶器的寬度當(dāng)板坯厚度較厚時如果零號扇形段需調(diào)寬或者板坯需要厚整厚度時均需要將結(jié)品器和軍號扇形段更換后才能夠重新澆鑄為了改變這種狀況日本住友重機(jī)公司開發(fā)廣在線快速調(diào)厚調(diào)寬的結(jié)晶器并已用在日本鋼管福山6號高速板坯連鑄機(jī)上同時又開發(fā)了在線液壓馬達(dá)驅(qū)動的快速調(diào)寬調(diào)厚的機(jī)械夾緊式零號扇形段這樣澆鑄不同厚度的板坯時．整個讓鑄饑的輥縫才能夠快速得到調(diào)整而不用整體更換任何設(shè)備從而減少了重新對弧的工序減少丁非作業(yè)時間提高了厚板連鑄機(jī)的作業(yè)率14連鑄機(jī)新技術(shù)com連鑄連軋技術(shù)的出現(xiàn)針對短流程小鋼廠開發(fā)的薄板坯連鑄連軋技術(shù)成功以來受到的不僅僅是關(guān)注而是青睞在冶金界產(chǎn)生了巨大反響短短幾年來興建了大批生產(chǎn)線西馬克公司的緊湊式熱帶生產(chǎn)技術(shù)1989年在美國建立第一條生產(chǎn)線之后又相繼建成了黑克曼希爾沙第那米克斯等鋼廠中國也相繼引進(jìn)該技術(shù)建立了珠鋼邯鋼包鋼馬鋼漣鋼等生產(chǎn)線薄板坯連鑄經(jīng)歷第一代技術(shù)現(xiàn)在第二代技術(shù)已經(jīng)趨于成熟首先液壓芯下壓技術(shù)的出現(xiàn)可有效的在二冷區(qū)對鑄鋼進(jìn)行輕壓下其次二代技術(shù)實現(xiàn)了鐵素體軋制和半無頭軋制并且最終產(chǎn)品厚度可到達(dá)超薄帶尺寸小于08mmcomCSP緊湊型帶鋼生產(chǎn)工藝1989年7月第一臺由德國SMS提供的CSP投產(chǎn)從而開辟了一個生產(chǎn)寬帶產(chǎn)品的新時代從結(jié)晶器內(nèi)鋼水高卷曲成熱帶前后不超過三十分鐘是無數(shù)參觀者驚愕不已該廠9個月后盈虧平衡以后長期穩(wěn)定從而向世界說明這一技術(shù)是成產(chǎn)熱寬帶最經(jīng)濟(jì)的手段CSP工藝的設(shè)計思想貫徹了連續(xù)生產(chǎn)的三大原那么以最少的工序到達(dá)經(jīng)濟(jì)上的高效益從鋼水到帶卷僅用5個不可缺少的工序用CSP澆鑄鑄坯在輥底式均熱爐中是鑄坯加熱到軋制溫度用六機(jī)架四輥連軋機(jī)軋制成品厚度在輸出輥道上根據(jù)材料性能進(jìn)行冷卻最后用卷曲機(jī)卷取最少的能源消耗鑄坯在均熱爐中不需要重新加熱使薄板坯維持絕對的恒定溫度經(jīng)均熱后板坯溫度均勻以后的軋制和冷卻工藝可以恒速進(jìn)行最終產(chǎn)品顯微組織和尺寸精度容易到達(dá)理想狀態(tài)15連鑄機(jī)開展存在的主要問題com面質(zhì)量問題在連鑄過程中由于鋼水不純潔二次氧化夾雜上浮不充分由于鑄坯本身的凝固特性由于高溫鑄坯要經(jīng)過冷卻彎曲拉矯等方面的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力是鑄坯外表存在一些缺陷如夾雜縮孔偏析和裂紋對于重要用途鋼如機(jī)器橋梁造船用鋼要求良好的抗拉強(qiáng)度韌性和焊接性能因此板坯必須偏析最小內(nèi)部致密度高不變形夾雜含量低板坯的外表缺陷主要包括板坯外表縱裂紋板坯外表橫裂紋其他外表裂紋皮下氣孔和外表夾渣外表凹陷com板坯內(nèi)部質(zhì)量問題板坯的內(nèi)部缺陷主要包括板坯的內(nèi)部縱列紋內(nèi)部橫裂紋中心疏松和中心偏析這些缺陷是在板坯的鼓肚帶液芯彎曲和矯直板坯外表溫度上升出現(xiàn)熱應(yīng)力不同程度的過剩富裕溶質(zhì)充填支晶的間隙等因素的影響下形成的這些缺陷對軋材的質(zhì)量影響較大但在后部工序的加工中有不可能消除因此為了提高板坯的質(zhì)量我們在減少板坯內(nèi)部質(zhì)量問題上還有很多工作要做com題漏鋼事故在水平連鑄機(jī)生產(chǎn)中是不可防止的它的發(fā)生將使鋼水包中的鋼水無法繼續(xù)拉坯降低鋼水收得率和拉成率以至造成全爐終費甚至由于處理漏鋼事故停止生產(chǎn)漏鋼事故的原因有以下幾種結(jié)晶器質(zhì)量的影響鋼水質(zhì)量的影響二次冷卻水的影響16本章小結(jié)通過這一章的工作了解了連鑄生產(chǎn)線的組成和工作流程掌握了連鑄生產(chǎn)行業(yè)及其相關(guān)行業(yè)的知識如軋鋼行業(yè)汽車行業(yè)機(jī)械制造行業(yè)等掌握了連鑄機(jī)目前在國內(nèi)國外的開展趨勢和行業(yè)動向知道了現(xiàn)階段連鑄生產(chǎn)所使用的主要技術(shù)和其中的缺乏同時掌握了搜集信息和查閱資料的的的技能為今后的工作做好了準(zhǔn)備為畢業(yè)設(shè)計的順利完成奠定了根底

第2章21結(jié)晶器概述結(jié)晶器是連鑄設(shè)備中的鑄坯成型設(shè)備人們稱它是連鑄機(jī)的心臟它的功能是將連續(xù)不斷地注入其腔內(nèi)的高溫鋼液通過冷卻壁強(qiáng)制冷卻到出其熱量使鋼液在結(jié)晶器內(nèi)逐漸凝固成所需的斷面形狀和一定厚度的坯殼并是這種芯部仍為液態(tài)的鑄坯不斷的從結(jié)晶器的下口被拉出進(jìn)入二次冷卻區(qū)為保證坯殼不被拉漏以及不產(chǎn)生變形和裂紋等缺陷結(jié)晶器的性能對連鑄機(jī)的性能對連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力和鑄坯的質(zhì)量都起到非常重要的作用結(jié)晶器是非常重要的設(shè)備結(jié)晶器為坯殼形成的最初階段提供了冷卻幾何形狀和空間連續(xù)的鋼水通過結(jié)晶器內(nèi)部的銅板強(qiáng)制冷卻逐步成型這個過程是鋼水坯殼與結(jié)晶器之間連續(xù)相對運動下進(jìn)行的因此結(jié)晶器一直承受著鋼水靜壓力坯殼和銅板間摩擦力鋼水熱量的傳導(dǎo)等因素的影響使結(jié)晶器始終處在機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力綜合作用下工作條件極為復(fù)雜結(jié)晶器在生產(chǎn)過程中是否能夠保證均勻強(qiáng)化的冷卻以及在機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力的作用下不致產(chǎn)生變形保證豬皮質(zhì)量降低溢漏率提高結(jié)晶器使用壽命因此一個良好的結(jié)晶器設(shè)計應(yīng)該滿足以下要求1要有良好的均勻的導(dǎo)熱性能2結(jié)構(gòu)合理并具有足夠的剛性能夠在承受劇烈的溫度變化時變形小銅板內(nèi)壁要有良好的耐磨性能3保證結(jié)晶器剛性的前提下盡量減輕結(jié)晶器的重量以便減小震動時結(jié)晶器的慣性力4結(jié)晶器結(jié)構(gòu)盡量簡單可接近性好便于制造安裝和調(diào)整5冷卻水路能自行離合 結(jié)晶器是連續(xù)鑄鋼中的鑄坯成型設(shè)備也是連鑄機(jī)心臟設(shè)備之一它的功能是將連續(xù)不斷地注入其內(nèi)腔的高溫鋼水通過水冷銅壁強(qiáng)制冷卻導(dǎo)出共熱星使之逐漸凝固成為具有所要求的斷面形狀和坯殼厚度的鑄坯并使這種芯部仍為液態(tài)的鑄坯連續(xù)不斷地從結(jié)晶器下口拉出為其在以后的二次冷卻區(qū)域內(nèi)完全凝固創(chuàng)造條件一個組合式結(jié)晶器可以繞鑄一流鑄坯也可以通過捅裝件澆鑄多流鑄坯板坯連鑄機(jī)早期的結(jié)晶器是一個固定的模子即一個結(jié)晶器對應(yīng)個板坯斷面20世紀(jì)70年代四壁組合式結(jié)晶器出現(xiàn)后在個結(jié)品器上澆鑄的扳坯寬度可以任意改變而厚度可有級變化在澆鑄過程中可改變板坯寬度是8u年代的事情到80年代不停機(jī)在線調(diào)厚已經(jīng)在日本鋼管公司福山6號機(jī)上實現(xiàn)因此組合式結(jié)晶器在連鑄機(jī)開展史上具有重要意義組合式結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)又可分為帶支撐框架和不帶支撐框架兩大類后者由于結(jié)構(gòu)緊湊重量輕也有的廠家稱為緊湊式結(jié)品器近年來應(yīng)用逐漸增多結(jié)晶器主要由內(nèi)外弧冷卻水箱與銅板的裝配件內(nèi)外弧足輥左右窄面水箱與銅板裝配件窄面足輥調(diào)寬裝置支撐框架緊裝置設(shè)備冷卻水二冷噴水及于油潤滑配管等主要部件組成帶支撐框架的結(jié)晶器典型的是德國西馬克公司生產(chǎn)的結(jié)晶器在澆鑄過程當(dāng)中的調(diào)寬采用伺服電機(jī)奧鋼聯(lián)工程技術(shù)公司液壓缸伺服調(diào)寬結(jié)晶器其最大特點也是沒有支撐框架但調(diào)寬的驅(qū)功力為液壓缸除此之外還有幾個特點即結(jié)晶器窄面有4對足輥結(jié)晶器帶有支腳存放時不用專門的存放臺架另外奧鋼聯(lián)工程技術(shù)公司為了節(jié)約昂貴的鋼板把傳統(tǒng)板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器銅板反面20一26mm深的水槽變?yōu)闇\而寬的水槽并移至支撐銅板的鋼結(jié)構(gòu)背板上使結(jié)晶器傳熱冷卻更加均勻且銅板厚度出45mm減薄到27mm從而降低了材料本錢這種結(jié)構(gòu)又需要在銅板后焊接幾百個鋼螺母以固定銅板這樣在定程度上又增加了加工本錢結(jié)晶器主要參數(shù)言結(jié)晶器長度調(diào)寬速度結(jié)晶器水量和水流速銅板厚度等常規(guī)板坯連鑄機(jī)因拉速低于薄板坯和中厚板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器長度均指冷卻銅板長度一般為700950mm大局部為900mm而薄板坯和中厚飯坯連鑄機(jī)的結(jié)晶器長度在900一1200mm之間澆鑄過程中每側(cè)的調(diào)寬速度一般為020mm／min每側(cè)最高達(dá)100mm／min這是新日鐵鋼廠在80年代中期創(chuàng)造的冷狀態(tài)每側(cè)調(diào)寬速度達(dá)200mm／min結(jié)晶器水量為板坯斷面周長2．0一30L／min·mm大多數(shù)方坯連鑄機(jī)的結(jié)晶器水量為板坯斷面周長2．0一30L／min·mm大多數(shù)板坯連鑄帆的結(jié)晶器為20L／min·mm而福山6號饑寬面銅板為2．41L／min·mm300mm厚度的窄面銅板為2．88L／min·mm板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器的水流速度為710m／min10m／5min的水流速度是2001年才出現(xiàn)的新結(jié)晶器的銅板厚度在2760mm之間而多數(shù)在3950mm之間27mm的銅板厚度是奧鋼聯(lián)創(chuàng)造的銅板和鋼螺母焊接式結(jié)構(gòu)中采用的結(jié)晶器關(guān)鍵技術(shù)是1結(jié)晶器倒錐度2在線熱狀態(tài)調(diào)寬調(diào)錐度系統(tǒng)3結(jié)晶器在線停機(jī)調(diào)厚4高速澆鑄時銅板冷卻水高流速均勻傳熱冷卻結(jié)構(gòu)5渦流式電磁式同位素式浮子式激光式超聲波式等各種6漏鋼頂報及熱成僚系統(tǒng)7結(jié)晶器銅板熱面溫度控制系統(tǒng)及最低進(jìn)水溫度控制8結(jié)晶器電磁攪拌和電磁制動9一個結(jié)晶器燒多流鑄坯的插裝式結(jié)構(gòu)圖2-1組合式結(jié)晶器俯視圖圖2-2組合式結(jié)晶器左視圖22結(jié)晶器的開展趨勢com液壓震動裝置結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)是結(jié)晶器液壓震動領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)結(jié)晶器震動經(jīng)過凸輪機(jī)械震動到今天十分先進(jìn)的液壓震動經(jīng)歷了很長一段時間結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)較以往的震動方式具有很多先進(jìn)的特點包括頻率可調(diào)振幅可調(diào)震動曲線可調(diào)及高振頻低振幅的特點這些特點足夠充分滿足整個連鑄工藝對包括鋼坯振痕在內(nèi)的外表質(zhì)量及局部內(nèi)部質(zhì)量的要求結(jié)晶器振動控制器可以接受來自連鑄機(jī)二級計算機(jī)系統(tǒng)的模型設(shè)定數(shù)據(jù)連鑄機(jī)一級控制系統(tǒng)操作員設(shè)定數(shù)據(jù)及來自控制器本身自帶的控制面板的人工設(shè)定接收數(shù)據(jù)時先檢查權(quán)限和有效性然受下載到控制器實現(xiàn)震動控制com在線調(diào)寬技術(shù)結(jié)晶器是板坯連鑄機(jī)的關(guān)鍵部件位于中間罐下方的支撐導(dǎo)向段上方為滿足不同寬度板坯的需要需要對接驚奇進(jìn)行調(diào)寬現(xiàn)在結(jié)晶器普遍采用在線調(diào)寬結(jié)晶器調(diào)寬裝置可以在線調(diào)寬和調(diào)錐度主要通過調(diào)節(jié)結(jié)晶器窄面銅板來實現(xiàn)結(jié)晶器在線調(diào)寬能夠連續(xù)澆鑄出不同寬度的板坯是產(chǎn)量增加假設(shè)采用停機(jī)調(diào)寬沒調(diào)一次寬度需要一小時采用在線條款可減少局部頭尾鑄坯損耗提高連鑄收得率鑄坯尺寸自由增加還可連續(xù)澆鑄相似鋼水不停機(jī)結(jié)晶器條款技術(shù)已向告訴開展日本開發(fā)的告訴調(diào)寬系統(tǒng)在結(jié)晶器兩窄邊上下各有兩臺步進(jìn)油缸單獨驅(qū)動窄邊的寬度錐度和速度分別有兩臺微機(jī)單獨驅(qū)動該系統(tǒng)完全實現(xiàn)了高速自動調(diào)寬為提高鑄坯成品率作出巨大奉獻(xiàn)com銅板外表鍍層技術(shù)結(jié)晶器銅板是否具有高導(dǎo)熱性和高抗變形能力高強(qiáng)度高外表精度高硬度高耐磨性高抗腐蝕性以及足夠常的工作壽命成為衡量結(jié)晶器質(zhì)量的重要指標(biāo)銅板是剛睡凝固期間熱交換的重要部件銅板鍍層技術(shù)的優(yōu)劣是決定征臺階驚奇使用壽命的重要因素之一連鑄技術(shù)誕生以來銅板從裸用開展為鍍鉻鎳鉻合金直至最新一代的鎳鋅合金鍍層更適合高效連鑄機(jī)為保證連鑄技術(shù)的開展提供了結(jié)晶器長壽的技術(shù)保證com電磁攪拌技術(shù)MEMS于2002年6月在長特兩劉特鋼連鑄機(jī)上投入使用從樣坯取樣分析看取得了良好的冶金效果鑄坯外表和皮下質(zhì)量大幅度提高經(jīng)酸水處理后鑄坯外表的氣孔夾渣凹坑根本消除鑄坯根本上不需要精整外表質(zhì)量明顯提高一次性不合格率又13降至1消除了鑄坯內(nèi)部的白亮帶提高了鑄坯內(nèi)部質(zhì)量等軸晶旅明顯擴(kuò)大結(jié)晶器內(nèi)鋼水溫度趨于均勻芯部溫度降低凝固前沿溫度提高溫度梯度增大有利于向外傳熱從而有利于降低溫度柱狀晶梢被折斷成結(jié)晶雨com形狀的變化結(jié)晶器是連鑄機(jī)的心臟其設(shè)計結(jié)構(gòu)決定了拉坯速度和生產(chǎn)率假設(shè)提高拉速增大產(chǎn)率那么需要結(jié)晶器有適宜的幾何形狀來改善傳熱效果降低摩擦力大板坯連鑄機(jī)的直結(jié)晶器使用直結(jié)晶器比傳統(tǒng)弧形結(jié)晶器更能讓鑄坯與結(jié)晶器間均勻接觸使坯殼均勻快速地生長降低了漏鋼的風(fēng)險而且非金屬夾雜物能上升到鋼液面使得板坯具有優(yōu)秀的內(nèi)部質(zhì)量小方坯連鑄機(jī)的多級結(jié)晶器現(xiàn)已證實多級結(jié)晶器能有效降低高速小方坯連鑄機(jī)的漏鋼率其結(jié)結(jié)構(gòu)組成為一個初級管式結(jié)晶器和一個采用剛性連接的長320mm的第2段錐形結(jié)晶器錐形結(jié)晶器可用于大方坯小方坯和大板坯連鑄機(jī)大方坯和小方坯連鑄機(jī)拋物面結(jié)晶器的引入是連鑄開展史的轉(zhuǎn)折點結(jié)晶器錐度與鋼種和拉坯速度有關(guān)鑄坯在高速連鑄機(jī)結(jié)晶器內(nèi)的停留時間非常短坯殼必須有足夠的厚度和強(qiáng)度來承受鋼水靜壓力因此考慮到鑄坯收縮要使鑄坯和結(jié)晶器保持良好接觸結(jié)晶器管的各段要設(shè)計多個錐度小方坯連鑄機(jī)結(jié)晶器長度高速小方坯連鑄機(jī)的結(jié)晶器總長比普通結(jié)晶器延長了900mm因此增加了鋼水在結(jié)晶器內(nèi)的停留時間提高了坯殼強(qiáng)度23結(jié)晶器存在的問題1研發(fā)能力較低對關(guān)鍵技術(shù)掌握較差進(jìn)口依賴程度較大關(guān)鍵部件如銅板鍍層和精確調(diào)寬調(diào)后機(jī)構(gòu)仍依賴于進(jìn)口大多數(shù)企業(yè)以生產(chǎn)為主對于新技術(shù)的研究處于之后狀態(tài)2連鑄生產(chǎn)過程中鋼坯極易出現(xiàn)拉漏的情況生產(chǎn)平安性較差工人的工作環(huán)境較差平安性較低24結(jié)晶器使用前的平安檢查結(jié)晶器安裝上線前在維護(hù)區(qū)應(yīng)檢查結(jié)晶器的裝配對中運行泄露情況正確的安裝和二次冷卻噴嘴的噴霧情況在結(jié)晶器到達(dá)操作區(qū)前檢查和結(jié)果都應(yīng)被記錄下來還應(yīng)該完場下面的檢查和操作1檢查銅板外表的磨損損傷和平整2檢查窄面和寬面間的縫隙3檢查窄面錐度的調(diào)節(jié)和結(jié)晶器的的寬度4在窄面和寬面間檢查結(jié)晶器的邊緣縫隙并使用硅橡膠正確密封5檢查結(jié)晶器的水密封性能6檢查結(jié)晶器蓋是否在結(jié)晶器的正確位置7在調(diào)節(jié)后檢查夾緊裝置的功能和夾緊結(jié)晶器8檢查結(jié)晶器液面?zhèn)鞲衅鞯奈恢貌⑿ｒ灋閭鞲衅靼惭b保護(hù)蓋和接通冷卻水9通過調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的手動方式來檢查寬度調(diào)節(jié)裝置的運轉(zhuǎn)10檢查供給管線氣體液體是否正確連接包括密封性檢查11檢查結(jié)晶器蓋的正確位置變形和耐火材料內(nèi)襯的損壞12檢查供水軟管機(jī)檢查噴嘴位置和噴霧形式13檢查結(jié)晶器足輥和側(cè)面鑄坯導(dǎo)向輥固定的緊密配合14檢查結(jié)晶器足輥和側(cè)面鑄坯導(dǎo)向輥的旋轉(zhuǎn)15檢查結(jié)晶器與振動裝置接觸面的正確位置以及是否損壞16檢查結(jié)晶器固定螺栓可能的損傷在結(jié)晶器更換后還要在結(jié)晶器上完成以下的檢查和操作1檢查結(jié)晶器足輥到銅板下部邊緣是否道道設(shè)計值視覺檢查用一個直尺定位在寬面2通過過渡直尺來檢查結(jié)晶器足輥到彎曲段第一個輥的對中3檢查第一個窄面足輥到銅板下部邊緣的對中4用結(jié)晶器錐度測量儀檢查寬面錐度的對稱性25本章小結(jié)通過第二章的學(xué)習(xí)我進(jìn)一步加深了對連鑄機(jī)以及結(jié)晶器的了解了解了結(jié)晶器的開展趨勢和目前應(yīng)用在國內(nèi)外主流結(jié)晶器上的技術(shù)對結(jié)晶器的設(shè)計工作做好了鋪墊為下一章的順利進(jìn)行做好了準(zhǔn)備工作

第3章31結(jié)晶器夾緊裝置簡介現(xiàn)代的板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器都采用寬面壓窄面的結(jié)構(gòu)所以寬面板調(diào)整裝置不能采用固定的支撐防止因為窄邊面板在澆鑄過程中會受熱膨脹款面板對債面板即要有一定的事呀防止接縫處漏鋼又要允許膨脹原來使用的結(jié)晶器寬面調(diào)整裝置時純粹的電動機(jī)械調(diào)整裝置這種裝置調(diào)整的精度較差采用齒輪箱變速傳動壽命較短后來隨著液壓技術(shù)的不斷成熟第二代結(jié)晶器跨面調(diào)整裝置采用的是螺桿加蝶形彈簧加液壓缸的形式這種調(diào)整裝置較第一種有了質(zhì)的飛躍液壓裝置的引入大大提高了調(diào)整精度但是蝶形彈簧在高溫的工作條件下很容易到達(dá)疲勞極限因此這只能夠?qū)捗嬲{(diào)整裝置出現(xiàn)了自身無法突破的瓶頸現(xiàn)如今第三代寬邊調(diào)整裝置已經(jīng)投入使用如以下圖3-1所示現(xiàn)在主要使用的是純粹的液壓調(diào)整裝置這種裝置的引入大大提高了寬邊調(diào)整的精度調(diào)整裝置的使用壽命大大延長同時這種裝置免去了機(jī)械調(diào)整和螺桿蝶形彈簧調(diào)整時所需要的潤滑管路大大精簡了結(jié)晶器的設(shè)計同時提高了工作人員的平安性使結(jié)晶器的可接近性大大提高圖3-1加緊裝置圖3-2結(jié)晶器夾緊裝置32結(jié)晶器夾緊受力分析及計算選擇結(jié)晶器在連鑄生產(chǎn)過程中受的力非常復(fù)雜因為結(jié)晶器的寬邊鋼板是弧線的因此受力是變化的在結(jié)晶器的設(shè)計過程中工廠設(shè)計時遍采用的是計算機(jī)模擬結(jié)晶器內(nèi)部受力情況因此我在本次畢業(yè)設(shè)計過程中只能通過簡單的力學(xué)計算來得到結(jié)晶器寬邊調(diào)整液壓缸的受力情況圖3-3結(jié)晶器夾緊裝置受力示意圖鋼水靜壓力計算3-1式中最大鋼水靜壓力結(jié)晶器壓面到足輥中心線的距離鋼水密度3-2式中受壓面積結(jié)晶器壓面到足輥中心線的距離板坯寬度3-33-4鋼水靜壓力結(jié)晶器壓面到足輥中心線的距離板坯寬度鋼水密度設(shè)定作用力作用在距底面最大壓力足輥處13高度上上下部液壓缸受力及窄面板壓緊力計算對上部液壓缸作用點取0那么3-53-6上下各設(shè)置兩個液壓缸故每個液壓缸受力12與12實際上由于考慮到一定的平安系數(shù)那么上下部液壓缸受力為3-7式中上下部每股液壓缸的實際受力上下部每個液壓缸的計算受力平安系數(shù)取1753-8式中上下部每股液壓缸的實際受力上下部每個液壓缸的計算受力平安系數(shù)取175經(jīng)過計算上下兩組液壓缸的受力應(yīng)該是291353經(jīng)上述計算查機(jī)械手冊連鑄機(jī)使用的液壓缸是專用的液壓缸手冊上沒有記錄故上網(wǎng)聯(lián)系一液壓缸生產(chǎn)廠進(jìn)行生產(chǎn)撫順天寶重工液壓制造該公司長期生產(chǎn)重型機(jī)械液壓設(shè)備有著豐厚的生產(chǎn)經(jīng)驗?zāi)軌蜃龀鰸M足我本次設(shè)計的液壓夾緊缸配合液壓鎖緊回路能夠完成寬邊的調(diào)整和夾緊動作但是連鑄機(jī)結(jié)晶器在連鑄生產(chǎn)過程中是不斷振動的因此液壓缸的受力還受到振動的影響這就需要反響系統(tǒng)利用微處理計算機(jī)進(jìn)行調(diào)整這在我本次設(shè)計的工作要求之外33結(jié)晶器寬邊調(diào)整機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)晶器寬邊調(diào)整機(jī)構(gòu)采用的是液壓缸調(diào)整和夾緊在安裝過程中因為結(jié)晶器的水箱和銅板以及窄邊調(diào)整機(jī)構(gòu)等一系列組件都是通過銅板水箱兩側(cè)的螺栓和液壓缸直接懸吊起來的一次寬邊調(diào)整裝置在安裝時就不能和普通的液壓缸一樣采用尾部耳環(huán)連接為了保證結(jié)晶器的強(qiáng)度保證在連鑄生產(chǎn)過程中隨著結(jié)晶器的不斷振動寬邊調(diào)整裝置不會錯位依然能夠順利正常的工作這次結(jié)晶器寬邊調(diào)整液壓缸的安裝比擬特殊首先在結(jié)晶器的框架上在預(yù)先計算好的中心線上打出和液壓缸同等直徑的通孔然后將液壓缸穿過通孔通過尾部法蘭用螺栓將液壓缸固定在結(jié)晶器框架上這樣安裝即保證了結(jié)晶器在連鑄生產(chǎn)過程中不會發(fā)生軸向躥動也不會發(fā)生徑向振動這樣的安裝方式大大提高了結(jié)晶器寬邊調(diào)整的精度同時這樣的安裝方式便于微計算機(jī)反響調(diào)整裝置的測量又再一步提高了結(jié)晶器寬邊調(diào)整和夾緊裝置的穩(wěn)定性和精度34液壓缸生產(chǎn)廠強(qiáng)調(diào)的考前須知1液壓缸使用工作油的粘度為29～74mm2S推薦使用ISOVG46抗磨液壓油工作油溫在－20℃＋80℃范圍內(nèi)在環(huán)境溫度和使用溫度較低時可選擇粘度較低的油液如有特殊要求需特別注明液壓缸要求系統(tǒng)過濾精度不低于80μm要求要嚴(yán)格控制油液污染保持油液的清潔定期檢查油液的性能并進(jìn)行必要的精細(xì)過濾和更換新的工作油液3安裝時要保證活塞桿頂端連接頭的方向應(yīng)與缸頭耳環(huán)或中間鉸軸的方向一致并保證整個活塞桿在進(jìn)退過程中的直線度防止出現(xiàn)剛性干擾現(xiàn)象造成不必要的損壞4當(dāng)液壓缸安裝上主機(jī)后在運轉(zhuǎn)試驗中應(yīng)先檢查油口配管局部和導(dǎo)向套處有無漏油并應(yīng)對耳環(huán)和中間鉸軸軸承部位加油5液壓缸假設(shè)發(fā)生漏油等故障要拆卸時應(yīng)用液壓力使活塞的位置移動到缸筒的任何一個末端位置拆卸中應(yīng)盡量防止不適宜的敲打以及突然的掉落6在拆卸之前應(yīng)松開溢流閥使液壓回路的壓力降低為零然后切斷電源使液壓裝置停止運轉(zhuǎn)松開油口配管后應(yīng)用油塞塞住油口7液壓缸不能作為電極接地使用以免電擊傷活塞桿8常見故障及排除方法可參照以下方法維修外部漏油活塞桿碰傷或拉傷缸筒內(nèi)外表拉傷用極細(xì)的砂紙或油石修磨仍然漏油可采用金工技術(shù)修復(fù)修復(fù)后如新品使用性能防塵圈擠出或反唇拆開檢查重新更換活塞和活塞桿上的密封件磨損或損傷更換密封件液壓缸安裝定心不良使活塞桿伸出困難拆下來檢查安裝位置是否符合要求活塞桿爬行和蠕動液壓缸內(nèi)進(jìn)入空氣或油內(nèi)有汽泡松開接頭將空氣排出液壓缸的安裝位置偏移在安裝時檢查與主機(jī)運行方向平行活塞桿全長或局部彎曲活塞桿全長校正不直度小于等于千分之三或更換活塞桿缸內(nèi)銹蝕或拉傷采用金工技術(shù)修復(fù)到達(dá)使用要求35本章小結(jié)通過對本章的工作完成了了寬邊調(diào)整的夾緊裝置這一重要局部對結(jié)晶器的整體結(jié)構(gòu)有了更深層次的認(rèn)識本章工作還進(jìn)行了液壓缸的選擇選擇了液壓缸的的型號對液壓缸的行程運動速度工作原理等方面也有了了解掌握了液壓缸的分類安裝方式和實際工作的考前須知

第4章41調(diào)寬裝置簡介對于板坯連鑄機(jī)來說結(jié)晶器的寬度根據(jù)所要澆鑄的板坯的斷面不同時可以進(jìn)行調(diào)節(jié)的起調(diào)寬方法有在線停機(jī)調(diào)寬和澆鑄中調(diào)寬兩種過去多采用前者但隨著連鑄技術(shù)的進(jìn)步尤其是對于80年代開展起來的熱傳送熱裝機(jī)連鑄-直接軋制工藝更需要應(yīng)用澆筑過程中的調(diào)寬技術(shù)而條調(diào)寬技術(shù)關(guān)鍵中的關(guān)鍵中的關(guān)鍵就是結(jié)晶器窄邊調(diào)整機(jī)構(gòu)結(jié)晶器窄邊調(diào)整機(jī)構(gòu)從連鑄生產(chǎn)線誕生以來就一直是結(jié)晶器不可或缺的一局部從最開始的手動機(jī)械調(diào)寬到后來的電動機(jī)械調(diào)寬到現(xiàn)在的液壓調(diào)寬經(jīng)過一系列的變化窄邊條款機(jī)構(gòu)精度越來越高性能越來越穩(wěn)定越來越適應(yīng)快速連鑄生產(chǎn)的要求圖4-1調(diào)寬裝置圖4-2結(jié)晶器調(diào)寬裝置42調(diào)寬裝置確實定和根本參數(shù)的選擇結(jié)晶器在澆鑄生產(chǎn)過程中的調(diào)寬方法有兩種第一種是T型變化第二種是Y型變化T型變化時早期結(jié)晶器的變化方式因為我本次設(shè)計采用的新型的液壓調(diào)寬裝置所以我選用的的是較為先進(jìn)的Y型變化其變化的示意圖如以下圖所示變錐度寬度變大錐度設(shè)定a寬度縮小錐度設(shè)定b圖4-3結(jié)晶器窄邊調(diào)整過程示意圖a寬度變大b寬度變小板坯調(diào)寬時的有關(guān)錐度設(shè)定和調(diào)寬速度選擇是由制造工藝確定的以下是控制調(diào)寬過程的數(shù)學(xué)公式4-1式中窄面頂部和底部的調(diào)整速度差加速度結(jié)晶器高度拉速根據(jù)經(jīng)驗調(diào)寬速度一般為寬度變大時每側(cè)0-10mmmin寬度變小時每側(cè)0-20mmmin我在本次設(shè)計中借鑒寶鋼連鑄機(jī)工藝要求選擇錐度位3～16mm澆鑄時調(diào)寬速度調(diào)寬用2～10mmmin調(diào)窄用2～20mmmin43調(diào)寬裝置驅(qū)動選擇在澆鑄中調(diào)寬時機(jī)構(gòu)處于帶熱負(fù)荷狀態(tài)下運轉(zhuǎn)為了保證正常澆鑄窄邊必須與初期凝固的坯殼保持良好的接觸面窄邊的倒錐度必須適當(dāng)因此寬度調(diào)節(jié)的速度是在低速下進(jìn)行的而且移動速度要穩(wěn)定調(diào)寬素的機(jī)錐度的調(diào)節(jié)量必須與所澆鑄的鋼種澆鑄速度等參數(shù)相對應(yīng)且寬度錐度的變化時相互配合的可見調(diào)寬裝置的驅(qū)動要求比擬特殊西歐那個上所屬調(diào)寬裝置的驅(qū)動要滿足以下要求1調(diào)速范圍寬2調(diào)速精度高3力矩穩(wěn)定性好4適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境過去一般采用的的機(jī)械驅(qū)動這種驅(qū)動方式剛度剛性很好但是因為絲桿的螺母之間總是存在間隙所以停止精度就比不上液壓調(diào)寬的方式由于調(diào)寬裝置的設(shè)置環(huán)境和相當(dāng)惡劣的工作條件在電動調(diào)寬方式中直流電子調(diào)速系統(tǒng)更不能滿足要求就是一半的交流電機(jī)驅(qū)動也不能滿足工作要求寶鋼采用的交流鼠籠型異步電動機(jī)加上帶矢量控制的交流變頻調(diào)速系統(tǒng)它的性能無論是動態(tài)還是靜態(tài)都是非常優(yōu)秀的尤其是輸出恒轉(zhuǎn)矩性能良好但是這套性能工作原理復(fù)雜設(shè)備本錢高昂所以我在本次畢業(yè)設(shè)計中并沒有采用如此先進(jìn)的驅(qū)動方式而是采用的根本的液壓調(diào)整方式只要滿足我設(shè)計所需要的工作精度就可以了本次設(shè)計通過查找相關(guān)的資料我采用的是日本新日界廠的系統(tǒng)下面是這套系統(tǒng)的工作原理圖條款是單邊的移動速度可達(dá)100mmmin告訴調(diào)寬技術(shù)將更利于連鑄直接軋制的鑄坯尺寸配合以及提高鑄坯的成品率44窄邊調(diào)整機(jī)構(gòu)的安裝結(jié)晶器窄邊調(diào)整機(jī)構(gòu)是固定在結(jié)晶器框架上的因為窄邊調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)整范圍比擬大我本次設(shè)計的調(diào)整范圍是960mm至1600mm所以如果兩邊采用單桿液壓缸進(jìn)行調(diào)整的過程中在惡劣的工作環(huán)境和不斷的震動過程中液壓缸的活塞桿可能發(fā)生撓度變形這樣很大程度上影響了結(jié)晶器的精度甚至導(dǎo)致窄邊卡死進(jìn)而導(dǎo)致結(jié)晶器不能正常工作所以在這次設(shè)計中我采用了四個步進(jìn)液壓缸一邊一對分別固定在結(jié)晶器的窄邊銅板上這樣就在很大程度上解決了活塞桿撓度變形的問題但是很可能在不正常的工作條件下活塞桿依然會發(fā)生變形在寶鋼的結(jié)晶器窄邊機(jī)構(gòu)中已經(jīng)出現(xiàn)了導(dǎo)向缸即分別在每兩邊的一對液壓缸中間加上一組導(dǎo)向缸這樣就完美的解決了活塞桿變形的問題其機(jī)構(gòu)如以下圖所示圖4-4寶鋼的結(jié)晶器窄邊調(diào)整機(jī)構(gòu)帶導(dǎo)向缸在安裝時不能僅僅把窄邊調(diào)整系統(tǒng)通過法蘭固定在結(jié)晶器框架上考慮到肋板的強(qiáng)度不夠在結(jié)晶器框架上加上兩個縱向的三角形肋板這樣從理論上經(jīng)過論證完全能夠承受住窄邊調(diào)整機(jī)構(gòu)在工作時所需要的軸向力我的設(shè)計如以下圖所示將窄邊調(diào)整機(jī)構(gòu)用螺栓固定在加強(qiáng)之后的肋板上這樣不僅有更好的強(qiáng)度而且更加便于安裝更加便于窄邊調(diào)整機(jī)構(gòu)的拆卸和維修圖4-5有加強(qiáng)肋板的結(jié)晶器框架45本章小結(jié)通過本章的工作了解并進(jìn)一步熟悉了結(jié)晶器的另一重要組成局部調(diào)寬裝置即窄邊調(diào)整裝置理解了該機(jī)構(gòu)的機(jī)械構(gòu)造和工作原理同時指出了該局部的缺乏之處并提出了自己的合理化建議和嘗試改進(jìn)本章同上一張有共同之處也進(jìn)行了液壓缸的選擇進(jìn)行了相關(guān)的計算分析對該機(jī)構(gòu)個別局部進(jìn)行了改進(jìn)將原來的機(jī)械結(jié)構(gòu)替換為液壓機(jī)構(gòu)節(jié)省了空間方便操作提高了工作效率同時也節(jié)省了本錢便于自動控制

第5章51結(jié)晶器銅板的設(shè)計com長度的選擇連鑄機(jī)結(jié)晶器的長度是決定連鑄機(jī)工作的可靠性和鑄壞質(zhì)量的最重要的參數(shù)之一結(jié)晶器越長在其出口處的鑄坯的凝固殼就越厚越鞏固但拉坯力和拉應(yīng)力也同時增大對于各種尺寸規(guī)格的鑄坯都存在一個在鑄坯凝固殼中應(yīng)力最小的合理的結(jié)晶器長度此長度可以取近似方坯斷面的鑄坯為例進(jìn)行計算在計算時采用如下假設(shè)條件1鑄坯整個周邊的結(jié)晶均勻2當(dāng)量應(yīng)力根據(jù)強(qiáng)度的動力學(xué)理論進(jìn)行計算在結(jié)晶器出口處具有足夠強(qiáng)度的鑄坯凝固殼的厚度可按式式計算5-1式中凝固系數(shù)金屬在結(jié)晶器中存在的時間結(jié)晶器有效區(qū)段長度澆鑄速度與液態(tài)金屬結(jié)晶的同時凝固殼便產(chǎn)生相變收縮鋼水靜壓力把凝固殼壓向而其收縮又阻止其向壁靠近得出一個結(jié)論即在中存在假設(shè)干區(qū)段直接接觸間接脈動接觸區(qū)和在鑄坯和器壁之間有一定間隙的區(qū)段可結(jié)晶器與鑄壞之的摩擦是發(fā)生在有效區(qū)段全5-2式中摩擦系數(shù)鋼水比重鑄坯斷面周長這時由拉坯力產(chǎn)生的拉應(yīng)力5-3由鋼水靜壓力產(chǎn)生的拉應(yīng)力由下式算出-5-4根據(jù)強(qiáng)度動力學(xué)理論當(dāng)量應(yīng)力可有下式確定5-5把有34公式得到的代入得到5-6根據(jù)實驗數(shù)據(jù)鑄坯表溫度按波狀曲線變化5-7鑄坯凝固殼的平均溫度是25055-8式中鋼水溫度大約1500℃5-9把8的溫度規(guī)律率考慮在內(nèi)1271-5-10理想的是盡量增大F值假設(shè)代入數(shù)值k3厘米時F1271--117××5-11對于可根據(jù)結(jié)晶器長度由于曲線與橫坐標(biāo)軸橡膠而受限制在曲線上能夠辦證最大平安系數(shù)的最大值通過微分法不難算出相當(dāng)于這個最大值的結(jié)晶器長度經(jīng)過計算結(jié)晶器的長度應(yīng)該是600mm到1200mm結(jié)晶器的長度計算結(jié)晶器的有效長度mm結(jié)晶器出口的坯殼厚度mm鋼液凝固系數(shù)mm拉坯機(jī)拉坯速度mm5-12取mm20mm20mm最終計算得到結(jié)晶器的長度1000mmcom斷面尺寸和倒錐度結(jié)晶器下口寬度冷板坯寬度×10135-135-14T是結(jié)晶器的錐度按經(jīng)驗取1得1637mm810mm結(jié)晶器上口寬度162082×8101637mm5-15圖5-1結(jié)晶器窄邊銅板示意圖com銅板材質(zhì)及外表鍍層的選擇com1銅板材質(zhì)銅板是鋼水凝固期間進(jìn)行熱交換并使之成形的關(guān)鍵件銅板的材質(zhì)需滿足相應(yīng)的要求根據(jù)澆鑄時的工藝要求銅板與鋼液面接觸的最高溫度不得超過400℃寬邊銅板與短邊銅板因其使用部位不同所選用的材質(zhì)也不同連鑄機(jī)最初采用紫銅板紫銅板雖然導(dǎo)熱性好但強(qiáng)度和硬度很低耐磨性差高溫下強(qiáng)度更低為了提高結(jié)晶器的使用壽命現(xiàn)在普遍采用銅合金板制作結(jié)晶器如銅銀合金銅-鉻-鋯-砷合金銅-鎂-鋯合金銅-鉻-鋯-鎂合金等奧鋼聯(lián)西馬克結(jié)晶器銅板的材質(zhì)均采用銅銀合金真空冶煉冷加工成型前者在銅銀合金內(nèi)外表進(jìn)行了鍍鉻銅銀合金成分為99．5007～0．1有的到達(dá)0．130．006左右采用銅銀合金的目的主要是提高銅板再結(jié)晶溫度當(dāng)含銀量為008～01時再結(jié)晶溫度為318℃～326℃比普通冷軋銅板的再結(jié)晶溫度約高出50一般與鋼水液面接觸的銅板外表溫度在正常冷卻條件下為250℃～320℃舞鋼板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器用銅銀合金制作化學(xué)成分為99．90．07～0．12導(dǎo)電率≥98I．A．C．S20℃機(jī)械性能為≥200MPa≥40MPa≥45為了更有效地提高銅板的使用壽命在設(shè)計和制造中采用了在銅板外表鍍層的方法結(jié)晶器的窄邊銅板不僅在液面附近有熱裂和剝離現(xiàn)象而且由于熱膨脹受寬邊夾緊力的制約使窄邊銅板受壓應(yīng)力的影響而出現(xiàn)蠕動變形在其下部由于調(diào)錐度磨損更嚴(yán)重因此一般窄邊銅板壽命比寬邊短據(jù)國外資料報道采用含銀的脫氧銅板平均使用壽命為2000爐結(jié)晶器的銅板要求有極好的熱傳導(dǎo)性在室溫和高溫下能保持相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度早期的連鑄機(jī)使用純銅作為銅板材質(zhì)經(jīng)常發(fā)生變形隨著材料科學(xué)的開展我有了更好的選擇這就是國外新近開發(fā)的材料以滿足我設(shè)計惡劣的熱負(fù)荷條件com2銅板鍍層為了提高耐磨性和耐腐蝕性常用電鍍和熱噴涂方法我這次設(shè)計依然采用熱鍍層和熱噴涂的方法在寬邊銅板上鍍窄邊銅板上噴涂這種技術(shù)已經(jīng)能夠非常成熟的運用使銅板修復(fù)一次平均過鋼時間提高到20萬t以上上部要求導(dǎo)熱性鍍層02-05下部要求耐磨性鍍層12-15com度計算圖5-2結(jié)晶器銅板示意圖5-16式中銅板水槽深度取10mm銅板有效厚度取10mm銅板加工余量取15mmcom結(jié)晶器的使用壽命主要是銅板的使用壽命其主要指標(biāo)為銅板的耐磨性耐磨性增加使用壽命隨之增加因此尋找適宜的材質(zhì)及鍍層成為延長結(jié)晶器壽命的關(guān)鍵技術(shù)根據(jù)不同的鑄機(jī)不同的澆鑄速度使用不同材質(zhì)及鍍層可大大提高結(jié)晶器的使用壽命降低維修費用提高生產(chǎn)率52水箱設(shè)計結(jié)晶器是整條連鑄機(jī)的心臟設(shè)備其主要作用是將鋼水形成最初結(jié)晶以形成坯殼由于該設(shè)備在高溫區(qū)使用鋼水接觸到水會產(chǎn)生爆炸等事故因此對結(jié)晶器的密封性控制相當(dāng)嚴(yán)格結(jié)晶器水箱是該設(shè)備的關(guān)鍵零件在本次設(shè)計中我參考了寶鋼結(jié)晶器水箱的設(shè)計思路1水道的內(nèi)套選用導(dǎo)熱性較好的材料內(nèi)外套所使的材料都需要有足夠的抗壓能力及工藝性裝配好的結(jié)晶器需要進(jìn)行水壓測試確認(rèn)密封無滲漏水道暢通2利用流體力學(xué)及傳熱學(xué)知識以計算機(jī)為輔助工具對不同結(jié)構(gòu)的冷卻水道的流場進(jìn)行計算掌握冷卻水在各種冷卻水道中的流動規(guī)律3以冷卻強(qiáng)度我最大目標(biāo)在這次設(shè)計中我的結(jié)晶器水箱是用鋼板焊接的結(jié)構(gòu)如以下圖所示因為不能像工廠一樣進(jìn)行模擬所以我盡量讓結(jié)晶器水箱中間的水流量很大這樣就根本能完成水箱的冷卻任務(wù)如以下圖所示圖5-3結(jié)晶器水箱示意圖53本章小結(jié)通過本章的任務(wù)我真正認(rèn)識到了結(jié)晶器最關(guān)鍵部位設(shè)計的難度銅板的設(shè)計及冷卻水箱的設(shè)計這些簡單外形的部件著實讓人費盡了心思銅板材質(zhì)的選擇和外表鍍層技術(shù)是經(jīng)歷一一代又一代的開展才到達(dá)了今天的水平而水箱內(nèi)部流場的模擬已經(jīng)不僅僅是冶煉軋鋼專業(yè)的問題了已經(jīng)涉及到更多更廣的領(lǐng)域所以我真正認(rèn)識到了做一項設(shè)計的不易

結(jié)論為期四個月的畢業(yè)設(shè)計最終結(jié)束了在這漫長的四個月中我們收獲很多學(xué)到了很多在老師的指導(dǎo)下同學(xué)們的幫助下一個板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器的雛形誕生了盡管這個過程很漫長但是我們從來沒有覺得無聊過整個過程充滿著快樂在這大學(xué)最后四個月的學(xué)習(xí)生活中我們幾乎用上了我們在大學(xué)學(xué)到的所有知識同時在設(shè)計的過程中又學(xué)到了很多新的東西就拿這次板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器這個課題來說從鋼板材料的選擇液壓缸的選擇到受力分析到各種復(fù)雜的計算整個過程設(shè)計理論力學(xué)材料力學(xué)高等數(shù)學(xué)立體空間幾何CADCAXASOLDWORKS等軟件的使用液壓與氣壓傳動機(jī)電一體化等各個學(xué)科的知識通過這次畢業(yè)設(shè)計我學(xué)到了以下知識能夠熟練使用CADCAXA等繪圖軟件熟練掌握了機(jī)械設(shè)計手冊的使用方法學(xué)會了團(tuán)隊合作掌握了更多的關(guān)于冶煉軋鋼行業(yè)的知識掌握了液壓系統(tǒng)的工作原理掌握了連鑄機(jī)的工作原理并了解了各種先進(jìn)的技術(shù)總之這次設(shè)計對我的學(xué)習(xí)和工作影響很大將來不管我是去單位工作還是繼續(xù)上學(xué)這次設(shè)計都給我提供了珍貴的經(jīng)驗大學(xué)四年的時光隨著畢業(yè)設(shè)計的結(jié)束也接近尾聲了這次設(shè)計為我的大學(xué)生活畫了一個完美的句號

參考文獻(xiàn)1高德成寶鋼1450毫米板com22-282文石斧我國連鑄大開展面臨的形式和假設(shè)干問題連鑄技術(shù)研討會論文北京19911113-93com冶金出版社20074com冶金出版社19915com冶金出版社19916com冶金出版社20217?連續(xù)鑄鋼原理?翻譯組連續(xù)鑄鋼原理蘇上海人民出版社19778曹廣疇現(xiàn)代板坯連鑄M北京冶金出版社19949黃志堅姚良挺板坯連鑄機(jī)液壓震動技術(shù)原com10方克明張宏杰陳增琪連鑄機(jī)結(jié)晶器銅板材質(zhì)極其鍍層的優(yōu)化與應(yīng)J鑄造設(shè)備研究2004428-40余勇陳棟梁楊文凱結(jié)晶器非正弦震動理論的研究IronAndStell1999張炯明張立王立峰板坯連鑄結(jié)晶器傳熱系數(shù)金屬報200312No12陳志凌com418-2214王保安馬竹梧連續(xù)鑄鋼結(jié)晶器鋼水液位自動控com415張帆板坯三角區(qū)裂紋的產(chǎn)生及控制北京連鑄1999225-2816張宏杰連鑄機(jī)結(jié)晶器銅板用Ni-co合金鍍層的探討北京2002435-3817com科學(xué)出版社199023-2718羅永生小方坯連鑄機(jī)高效技術(shù)改造北京連鑄2000455-519馬驍楊勇生等．高效自動化碼頭低架橋結(jié)構(gòu)垂直撓度分析[J]．計算機(jī)輔助工程2021412-3320潘鐘林譯．歐洲起重機(jī)械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)[s]．上海振華港口機(jī)械公司譯叢1998334-6521鄭蘇唐世營．自動化集裝箱碼頭低架橋系統(tǒng)模梁振動與小車行走速度的關(guān)系．2002498-10422王呼佳陳洪軍等．ANSYS工程分析進(jìn)階實例[M]．北京機(jī)械工業(yè)出版社20061199-11323徐曉嚴(yán)波趙勛亞陳將．鋼水回轉(zhuǎn)臺整體有限元分析．重型機(jī)械2021149-5224徐曉嚴(yán)波陳將趙勛亞．鋼水回轉(zhuǎn)臺受包沖擊系數(shù)研究．重型機(jī)械2021328-3125TovonenLPesonenLSTELLTIME[J]1987336026comSHeatTransferThroughTheInfiltratedSlagLayerPTDConferenceProceedingd1319954543-4728WalterMIronandStellEngineerApril199123147-18929MYaoIronmakingSteelmaking19967719-2330HNakatoSOmaiyaYHabuTEmiKHamagamiandKoshikawaJMet19849944-4932MSuzukiHMizukamiTKitagawaKKawakamiSUchidaandYKomatsuISIJInt199156254-26133TArakiandMIkkdaCanMetallQ1999295100-30034PValentinCBruchandACHornSteelRes200475666–67135JLBrendzyIABakshiIVSamarasekeraandJKSteelTechnol20063745–51

致謝本次設(shè)計是在的指導(dǎo)下完成的要鄭重向老師道謝嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度精湛的學(xué)術(shù)造詣使我裨益終生在跟老師學(xué)習(xí)的過程中得到了老師幫助和教誨設(shè)計過程中導(dǎo)師給予了我極大的幫助指導(dǎo)一絲不茍有問必答對問題的講解深入透徹我的每一點都與的悉心指導(dǎo)密不可分我還要對所有老師以及在設(shè)計過程中曾給予幫助的所有老師同學(xué)表示衷心的感謝另外我還要感謝機(jī)械館機(jī)房的免費開放并感謝機(jī)房老師的熱心幫助此刻完成最后的辯論工作我將辭別大學(xué)生涯回想起來在我平凡的四年大學(xué)生活中各專業(yè)老師無論在思想還是物質(zhì)方面都給了我很大的理解和幫助我無與為報我將謹(jǐn)記老師教誨在新的工作崗位上在新的人生征程上腳踏實地努力工作為自己為父母為老師為母校燕山大學(xué)爭光

附錄1燕山大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計論文開題報告 課題名稱板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器設(shè)計 學(xué)院系里仁學(xué)院機(jī)械電子工程 年級專業(yè)06級機(jī)電2 學(xué)生姓名李小博 指導(dǎo)教師牟德君 完成日期202103 一綜述本課題國內(nèi)外研究動態(tài)說明選題的依據(jù)和意義11連鑄設(shè)備開展的國內(nèi)外現(xiàn)狀回憶鋼鐵開展百年歷史很長一段時期內(nèi)冶煉出來的鋼水都是通過模鑄法澆鑄成鋼錠通過成品軋機(jī)軋制成各種鋼材這種傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法叫做模鑄開坯法20世紀(jì)50年代鋼鐵工業(yè)出現(xiàn)了一種新的澆鑄方法這就是連鑄法其工作原理如以下圖所示1887年德國人最早提出類似于現(xiàn)在的連鑄技術(shù)20世紀(jì)30年代德國建立首臺立式連鑄設(shè)備20世紀(jì)50年代連續(xù)鑄鋼技術(shù)開始工業(yè)化20世紀(jì)70年代連鑄技術(shù)開始飛速開展自從連續(xù)澆注技術(shù)用于鋼鐵工業(yè)以來連鑄機(jī)的高度由高向低開展由立式到立彎式再到弧形近年來又出現(xiàn)了水平式連鑄機(jī)從連鑄機(jī)斷面看有方坯矩形坯板坯圓坯及各種異形坯20世紀(jì)50年代后期首先用于工業(yè)生產(chǎn)的是立式連鑄機(jī)這種連鑄機(jī)工藝條件優(yōu)越但是設(shè)備復(fù)雜高度大地坑深用于舊鋼廠改造困難較大此外鑄坯的運出也比擬困難因此除了特殊鋼材外一般不采用立式連鑄機(jī)20世紀(jì)60年代開發(fā)的立彎式連鑄機(jī)成為了立式連鑄機(jī)的替代品隨著連鑄技術(shù)的提高和鑄坯斷面尺寸的增大先后出現(xiàn)圓弧形和橢圓形連鑄機(jī)工業(yè)用弧形板坯連鑄機(jī)是德國率先投產(chǎn)的弧形連鑄機(jī)能起到立式和立彎式連鑄機(jī)的同樣的作用但是設(shè)備的高度大大降低20世紀(jì)60年代以后除了教主特殊斷面和特殊鋼種的鑄坯之外弧形連鑄機(jī)已經(jīng)成為各種連鑄機(jī)中的主流她別是大型板坯連鑄機(jī)更是如此連續(xù)鑄鋼經(jīng)過20世紀(jì)70年代后期的大開展進(jìn)入20世紀(jì)80年代后其上升的勢頭并未衰減連鑄技術(shù)以成為高爐-氧氣轉(zhuǎn)爐-連鑄-軋制生產(chǎn)中重要的一環(huán)連鑄技術(shù)被采用的程度已經(jīng)成為衡量一個國家鋼鐵水平的重要標(biāo)志我國從1955年起開始從事連續(xù)鑄鋼技術(shù)實驗研究工作1957年12月上海鋼鐵研究所建立了我國第一臺連續(xù)鑄鋼裝置1958年冬在重慶第三鋼鐵廠建成了我國第一臺工業(yè)用連續(xù)鑄鋼機(jī)這是一臺立式雙流鑄鋼機(jī)鑄坯斷面尺寸為170250mm1964年6月我國第一臺大型工業(yè)試驗性板坯連鑄機(jī)R6-1700在重慶第三鋼鐵廠投產(chǎn)這是世界上第一臺大型弧形板坯連鑄機(jī)不僅可以澆鑄1801500mm的寬板坯而且可以同時澆鑄三流180250mm方坯可澆鑄3002100mm的板坯是當(dāng)時世界上最大的連鑄機(jī)之一我國的連續(xù)鑄鋼技術(shù)起步并不算晚而且初期開展較快與國外差距不大但是在此后十年文革期間速度減緩與主要產(chǎn)鋼國家差距逐漸增大20世紀(jì)80年代中后期隨著改革開放政策的推動我國連鑄技術(shù)迅速開展引進(jìn)了成套連鑄設(shè)備和技術(shù)為我過自主連鑄技術(shù)開發(fā)創(chuàng)了條件在消化吸收引進(jìn)技術(shù)的根底上我國研制的小方坯鑄機(jī)性能到達(dá)了國外同類產(chǎn)品的水平大型板坯鑄機(jī)取得了飛速的開展例如與日立造船合作設(shè)計的1900mm連鑄機(jī)舞陽1900mm連鑄機(jī)濟(jì)鋼1400mm連鑄機(jī)武鋼1900mm自行設(shè)計連鑄機(jī)目前國內(nèi)連鑄機(jī)的核心設(shè)備注入鋼包回轉(zhuǎn)臺中間罐車結(jié)晶器結(jié)晶器震動裝置支撐導(dǎo)向段扇形段等設(shè)計制造已經(jīng)到達(dá)國際先進(jìn)水平連鑄機(jī)的總體趨勢由立式向立彎式直弧式全弧式開展1連鑄機(jī)的分類按機(jī)型分按機(jī)型連鑄機(jī)可分為立式連鑄機(jī)立彎式連鑄機(jī)直線性連鑄機(jī)全弧形連鑄機(jī)多半徑橢圓型連鑄機(jī)水平連鑄機(jī)輪帶式連鑄機(jī)履帶式連鑄機(jī)等按鑄坯彎曲矯直方式分單點矯直連鑄機(jī)多點彎矯連鑄機(jī)連鑄彎矯連鑄機(jī)漸進(jìn)矯直連鑄機(jī)等按臺機(jī)流分連鑄機(jī)共用Z個鋼包澆注成為Z臺連鑄機(jī)按連鑄機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)量X成為Z臺X機(jī)連鑄機(jī)X機(jī)驅(qū)動方式澆鑄Y流鑄坯稱為X機(jī)Y流連鑄機(jī)因此連鑄機(jī)往往被稱為Z臺X機(jī)Y流連鑄機(jī)按功能分一臺連鑄機(jī)既能澆鑄板坯又能澆鑄方坯或者同時能澆鑄板坯和方坯時稱為板方坯兼容連鑄機(jī)按斷面尺寸按斷面尺寸分為板坯連鑄機(jī)帶坯連鑄機(jī)小方坯連鑄機(jī)大方坯連鑄機(jī)圓坯連鑄機(jī)異型斷面連鑄機(jī)連鑄機(jī)結(jié)晶器的開展概況結(jié)晶器的概述結(jié)晶器是連鑄設(shè)備中的鑄坯成型設(shè)備人們稱它是連鑄機(jī)的心臟它的功能是將連續(xù)不斷地注入其腔內(nèi)的高溫鋼液通過冷卻壁強(qiáng)制冷卻到出其熱量使鋼液在結(jié)晶器內(nèi)逐漸凝固成所需的斷面形狀和一定厚度的坯殼并是這種芯部仍為液態(tài)的鑄坯不斷的從結(jié)晶器的下口被拉出進(jìn)入二次冷卻區(qū)為保證坯殼不被拉漏以及不產(chǎn)生變形和裂紋等缺陷結(jié)晶器的性能對連鑄機(jī)的性能對連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力和鑄坯的質(zhì)量都起到非常重要的作用結(jié)晶器的工作條件結(jié)晶器是非常重要的設(shè)備結(jié)晶器為坯殼形成的最初階段提供了冷卻幾何形狀和空間連續(xù)的鋼水通過結(jié)晶器內(nèi)部的銅板強(qiáng)制冷卻逐步成型這個過程是鋼水坯殼與結(jié)晶器之間連續(xù)相對運動下進(jìn)行的因此結(jié)晶器一直承受著鋼水靜壓力坯殼和銅板間摩擦力鋼水熱量的傳導(dǎo)等因素的影響使結(jié)晶器始終處在機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力綜合作用下工作條件極為復(fù)雜良好結(jié)晶器的設(shè)計要求結(jié)晶器在生產(chǎn)過程中是否能夠保證均勻強(qiáng)化的冷卻以及在機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力的作用下不致產(chǎn)生變形保證豬皮質(zhì)量降低溢漏率提高使用壽命因此一個良好的結(jié)晶器設(shè)計應(yīng)該滿足以下要求要有良好的均勻的導(dǎo)熱性能結(jié)構(gòu)合理并具有足夠的剛性能夠在承受劇烈的溫度變化時變形小銅板內(nèi)壁要有良好的耐磨性能保證結(jié)晶器剛性的前提下盡量減輕結(jié)晶器的重量以便減小震動時結(jié)晶器的慣性力結(jié)晶器結(jié)構(gòu)盡量簡單可接近性好便于制造安裝和調(diào)整冷卻水路能自行離合連鑄機(jī)研究的主要成果薄板坯連鑄連軋技術(shù)的出現(xiàn)結(jié)晶器液壓震動裝置連鑄機(jī)結(jié)晶器液面自動控制裝置結(jié)晶器在線不停機(jī)調(diào)寬技術(shù)結(jié)晶器銅板外表鍍層技術(shù)CSP緊湊型帶鋼生產(chǎn)工藝結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)MEMS12選題的依據(jù)及意義com統(tǒng)模鑄開坯法連鑄機(jī)在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面占有很大優(yōu)勢提高了鋼水的收得率鋼水收得率一般為96至99與傳統(tǒng)生產(chǎn)方法相比生產(chǎn)鎮(zhèn)靜鋼時鋼水收的率提高15生產(chǎn)半鎮(zhèn)靜鋼沸騰鋼時可提高7至10經(jīng)濟(jì)效果十清楚顯節(jié)省能源連鑄法由于省去了均熱開坯工序大大節(jié)省能源如果進(jìn)一步采用連鑄坯熱裝工藝HCR還可以節(jié)約更多能源節(jié)省投資據(jù)日本統(tǒng)計在投資方面連鑄比模鑄開坯節(jié)約設(shè)備費70減小占地面積50節(jié)省運費40提高了鋼坯和鋼材的質(zhì)量在連鑄過程中由于鋼水凝固是的冷卻條件較好因為可以得到偏析較密結(jié)晶連鑄坯的機(jī)械性能比模鑄開坯要好降低了生產(chǎn)本錢改善勞動條件連鑄法實現(xiàn)了澆鑄操作機(jī)械化大大改善了勞動條件節(jié)省了耐火材料與模鑄開坯法相比降低生產(chǎn)本錢10至12正是因為連鑄技術(shù)占有的優(yōu)勢日趨明顯因此連鑄比正逐年增加但是連鑄機(jī)還是有自己本身存在的暫時不能解決的問題com產(chǎn)存在的主要問題板坯的外表質(zhì)量問題在連鑄過程中由于鋼水不純潔二次氧化夾雜上浮不充分由于鑄坯本身的凝固特性由于高溫鑄坯要經(jīng)過冷卻彎曲拉矯等方面的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力鑄坯外表存在一些缺陷如夾雜縮孔偏析和裂紋對于重要用途鋼如機(jī)器橋梁造船用鋼要求良好的抗拉強(qiáng)度韌性和焊接性能因此板坯必須偏析最小內(nèi)部致密度高不變形夾雜含量低板坯的外表缺陷主要包括板坯外表縱裂紋板坯外表橫裂紋其他外表裂紋皮下氣孔和外表夾渣外表凹陷板坯的內(nèi)部質(zhì)量問題板坯的內(nèi)部缺陷主要包括板坯的內(nèi)部縱列紋內(nèi)部橫裂紋中心疏松和中心偏析這些缺陷是在板坯的鼓肚帶液芯彎曲和矯直板坯外表溫度上升出現(xiàn)熱應(yīng)力不同程度的過剩富裕溶質(zhì)充填支晶的間隙等因素的影響下形成的這些缺陷對軋材的質(zhì)量影響較大但在后部工序的加工中不可能消除因此為了提高板坯的質(zhì)量我們在減少板坯內(nèi)部質(zhì)量問題上還有很多工作要做漏鋼問題漏鋼事故在水平連鑄機(jī)生產(chǎn)中是不可防止的它的發(fā)生將使鋼水包中的鋼水無法繼續(xù)拉坯降低鋼水收得率和拉成率以至造成全爐終費甚至由于處理漏鋼事故停止生產(chǎn)漏鋼事故的原因有以下幾種結(jié)晶器質(zhì)量的影響鋼水質(zhì)量的影響二次冷卻水的影響結(jié)晶器形式的選擇結(jié)晶器結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)晶器設(shè)計參數(shù)的計算三研究的步驟方法和措施31結(jié)晶器形式的選擇綜合考慮各種形式的結(jié)晶器的優(yōu)缺點選擇適宜的結(jié)晶器形式現(xiàn)在大多數(shù)板坯連鑄機(jī)選擇組合式結(jié)晶器按連鑄機(jī)機(jī)型分有直結(jié)晶器和組合式結(jié)晶器直結(jié)晶器有以下優(yōu)點在適當(dāng)椎度的前提下鑄坯與銅板之間不易產(chǎn)生氣隙在結(jié)晶器全場上接觸均勻坯殼形成迅速且均勻可最大程度防止漏鋼直結(jié)晶器接下來的直線段可使鑄坯液相中的非金屬夾雜物上浮到彎月面減少了鑄坯內(nèi)側(cè)非金屬夾雜的可能直結(jié)晶器銅板便于維修調(diào)整對中及檢查也便于磨損銅板的再加工32結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)設(shè)計支撐輥架插入件寬邊插入件窄邊張開夾緊裝置調(diào)寬裝置足輥結(jié)晶器蓋33結(jié)晶器的設(shè)計參數(shù)結(jié)晶器的長度結(jié)晶器斷面尺寸和倒錐度銅板的才是和鍍層銅板的厚度水槽分布調(diào)寬力的計算單邊調(diào)寬行程計的工作進(jìn)度和安排收集資料確定合理的設(shè)計方案撰寫開題報告和文獻(xiàn)綜述1-4周板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器及附屬裝置參數(shù)計算翻譯外文文獻(xiàn)5-8周總體設(shè)計調(diào)整校核繪制三維或者二維圖紙繪制裝配圖和零件圖9-11周檢查錯誤撰寫畢業(yè)論文13-16周整理論文準(zhǔn)備辯論17周主要參考文獻(xiàn)高德成寶鋼1450毫米板com1990422-28[2]文石斧我國連鑄大開展面臨的形式和假設(shè)干問題連鑄技術(shù)研討會論文北京19911113-93]com冶金出版社20074]com冶金出版社19915]com冶金出版社19916]com冶金出版社20217]?連續(xù)鑄鋼原理?翻譯組連續(xù)鑄鋼原理蘇上海人民出版社19778]曹廣疇現(xiàn)代板坯連鑄M北京冶金出版社19949]黃志堅姚良挺板坯連鑄機(jī)液壓震動技術(shù)原com10]方克明張宏杰陳增琪連鑄機(jī)結(jié)晶器銅板材質(zhì)極其鍍層的優(yōu)化與應(yīng)用J鑄造設(shè)備研究2004428-4011]TovonenLPesonenLSTELLTIME[J]1987260[12]comSHeatTransferThroughTheInfiltratedSlagLayerPTDConferenceProceedingd13199543-47[13]WalterMIronandStellEngineerApril1991147-189[14]余勇陳棟梁楊文凱結(jié)晶器非正弦震動理論的研究IronAndStell199915]張炯明張立王立峰板坯連鑄結(jié)晶器com12No1216]陳志凌com418-2217]王保安馬竹梧連續(xù)鑄鋼結(jié)晶器鋼水液位自動控com418]張帆板坯三角區(qū)裂紋的產(chǎn)生及控制北京連鑄1999225-2819]張宏杰連鑄機(jī)結(jié)晶器銅板用Ni-co合金鍍層的探討北京連鑄2002435-38

附錄2燕山大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計論文文獻(xiàn)綜述 課題名稱板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器設(shè)計 學(xué)院系里仁學(xué)院機(jī)械電子工程 年級專業(yè)06級機(jī)電2班 學(xué)生姓名李小博 指導(dǎo)教師牟德君 完成日期202103 一板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器設(shè)計的國內(nèi)外現(xiàn)狀連續(xù)澆鑄液體金屬的概念在一百多年前就已經(jīng)提出由于當(dāng)時技術(shù)條件的限制當(dāng)時提出的設(shè)想只能應(yīng)用于一些低熔點的有色金屬如鉛的澆鑄最早類似于現(xiàn)代連鑄技術(shù)的建議是德國人于1887年提出的在他們的設(shè)備中已經(jīng)包括有水冷的上下口敞開的結(jié)晶器二次冷卻段引錠桿夾輥和鑄坯切割裝置等50年代連續(xù)鑄鋼技術(shù)才開始工業(yè)化從此連鑄技術(shù)迅速開展隨著70年代國際能源危機(jī)的出現(xiàn)和連鑄技術(shù)本身的優(yōu)勢促進(jìn)了連鑄技術(shù)的大開展無論是連鑄理論還是在鑄坯產(chǎn)量和連鑄比連鑄坯產(chǎn)量粗鋼產(chǎn)量方面都取得了很大的開展在工業(yè)上實現(xiàn)連續(xù)鑄鋼存在的困難較多主要是以下幾點與鋁銅極其合金等低熔點的有色金屬相比鋼的導(dǎo)熱系數(shù)小鋼水的熱含量大鋼的凝固速度比擬慢不利于連鑄鋼的熔點較高于銅鋁等有色金屬相比鋼的生產(chǎn)量要大得多在現(xiàn)代化的工業(yè)國家里鋼鐵工業(yè)是工業(yè)能源最大的消費者消耗水平約10能源給用已超過其他費用因此千方百計的降低能源消耗已經(jīng)成為鋼鐵工業(yè)生存的關(guān)鍵連續(xù)鑄鋼與常規(guī)的鑄錠方法相比其經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)不容置疑從而在各國的鋼鐵生產(chǎn)中連鑄比不斷增加連鑄坯的產(chǎn)量和連鑄機(jī)的數(shù)量不斷增加我國的連鑄開發(fā)較早1958年第一臺立式連鑄機(jī)就在重鋼三廠建成投產(chǎn)1964年又在重鋼三廠建設(shè)了弧形板坯連鑄機(jī)以后有陸續(xù)在天津武漢上海北京等地建設(shè)了一批連鑄機(jī)從80年代開始我國連鑄進(jìn)入了一個新的階段陸續(xù)從國外引進(jìn)了各種類型的連鑄機(jī)在引進(jìn)的同時消化移植國外技術(shù)連鑄技術(shù)飛速開展二結(jié)晶器簡介結(jié)晶器在板坯連鑄機(jī)中是一個非常重要的設(shè)備結(jié)晶器為坯殼形成的最初階段提供了冷卻幾何形狀和空間連續(xù)注入的鋼水通過形成結(jié)晶器內(nèi)腔的水冷銅板強(qiáng)制冷卻逐步凝固成型成為具有一定厚度坯殼的鑄坯并被連續(xù)不斷的從結(jié)晶器下口拉出這個過程是鋼水坯殼與結(jié)晶器之間具有連續(xù)的相對運動下進(jìn)行的體內(nèi)此結(jié)晶器一直承受著鋼水靜壓力坯殼與銅板間的摩擦力加上鋼水熱量傳輸?shù)纫蛩氐挠绊懯菇Y(jié)晶器始終處在機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力綜合作用下工作條件極為復(fù)雜這就對結(jié)晶器的設(shè)計提出了很高的要求結(jié)晶器在生產(chǎn)過程中是否能夠保證均勻強(qiáng)化的冷卻以及在機(jī)械盈利和熱應(yīng)力作用下不致產(chǎn)生變形施暴政鑄坯質(zhì)量降低溢漏率提高皆驚起使用壽命的根底因此一個設(shè)計良好的敬請其應(yīng)該滿足以下要求有良好和均勻的導(dǎo)熱性結(jié)構(gòu)合理并有足夠的剛性能夠在承受劇烈溫度變化時變形小銅板內(nèi)壁要有良好的耐磨性能在保證結(jié)晶器剛性的前提下盡量減輕結(jié)晶器的重量以便減小震動時的慣性力使結(jié)晶器運動平穩(wěn)可靠結(jié)構(gòu)盡量簡單可接近好便于制造安裝和調(diào)整三板坯連鑄研究的主要成果隨著科技的不斷進(jìn)步與開展現(xiàn)在國內(nèi)外連鑄技術(shù)有了飛躍性的提高連鑄機(jī)的工作方式和設(shè)備零部件都進(jìn)行了大幅度的改進(jìn)解決了以前很長時間未能解決的瓶頸問題在一些早期工業(yè)相對落后的地區(qū)新興的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)多數(shù)引進(jìn)了連鑄連軋生產(chǎn)設(shè)備產(chǎn)量大大提高同時節(jié)約了大量的人力物力財力以下是近幾年國內(nèi)外研究的主要成果31薄板坯連鑄連軋技術(shù)的出現(xiàn)針對短流程小鋼廠開發(fā)的薄板坯連鑄連軋技術(shù)成功以來受到的不僅僅是關(guān)注而是青睞在冶金界產(chǎn)生了巨大反響短短幾年來興建了大批生產(chǎn)線西馬克公司的緊湊式熱帶生產(chǎn)技術(shù)1989年在美國建立第一條生產(chǎn)線之后又相繼建成了黑克曼希爾沙第那米克斯等鋼廠中國也相繼引進(jìn)該技術(shù)建立了珠鋼邯鋼包鋼馬鋼漣鋼等生產(chǎn)線薄板坯連鑄經(jīng)歷第一代技術(shù)現(xiàn)在第二代技術(shù)已經(jīng)趨于成熟首先液壓芯下壓技術(shù)的出現(xiàn)可有效的在二冷區(qū)對鑄鋼進(jìn)行輕壓下其次二代技術(shù)實現(xiàn)了鐵素體軋制和半無頭軋制并且最終產(chǎn)品厚度可到達(dá)超薄帶尺寸小于08mm32結(jié)晶器液壓震動裝置結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)是結(jié)晶器液壓震動領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)結(jié)晶器震動經(jīng)過凸輪機(jī)械震動到今天十分先進(jìn)的液壓震動經(jīng)歷了很長一段時間結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)較以往的震動方式具有很多先進(jìn)的特點包括頻率可調(diào)振幅可調(diào)震動曲線可調(diào)及高振頻低振幅的特點這些特點足夠充分滿足整個連鑄工藝對包括鋼坯振痕在內(nèi)的外表質(zhì)量及局部內(nèi)部質(zhì)量的要求結(jié)晶器振動控制器可以接受來自連鑄機(jī)二級計算機(jī)系統(tǒng)的模型設(shè)定數(shù)據(jù)連鑄機(jī)一級控制系統(tǒng)操作員設(shè)定數(shù)據(jù)及來自控制器本身自帶的控制面板的人工設(shè)定接收數(shù)據(jù)時先檢查權(quán)限和有效性然受下載到控制器實現(xiàn)震動控制33連鑄機(jī)結(jié)晶器液面控制裝置在多粉塵高溫等惡劣條件下結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)的出現(xiàn)能夠保證結(jié)晶器液位穩(wěn)定對提高鑄坯質(zhì)量改善工藝條件起到了重要作用其主要的特點是減少夾渣夾雜改善結(jié)晶器潤滑提供穩(wěn)定的鋼水凝固條件改善鑄坯質(zhì)量減少漏鋼率減少鋼水溢流危險提高連鑄機(jī)作業(yè)率結(jié)晶器液位檢測的形式有多種多樣按照其檢測原理可以分為放射性同位素法渦流法浮子法放射性同位素法安裝在結(jié)晶器內(nèi)部檢測精度較高但可能造成職業(yè)傷害因此現(xiàn)在除了圓房坯連鑄機(jī)使用一般受到限制渦流檢測頁面裝置是將監(jiān)測系統(tǒng)放在結(jié)晶器液面的上方使用維護(hù)比擬方便可進(jìn)行3mm內(nèi)的波動檢測但該系統(tǒng)經(jīng)常搬動容易損壞現(xiàn)在大多數(shù)板坯連鑄機(jī)中結(jié)晶器周圍正在向無人操作開展連鑄機(jī)大多采用埋入式結(jié)晶器其中以VUHZ系統(tǒng)被廣泛使用保持結(jié)晶器液位穩(wěn)定的方式大概有三種一種是以控制中間包塞棒