【正文】 此套設(shè)計有全套CAD圖和卡片，有意者請聯(lián)系我索取522192623@第一章 緒 論 連鑄技術(shù)的簡介 連鑄設(shè)備在近些年有了長足的發(fā)展，依據(jù)連鑄機(jī)的發(fā)展和演變的不同，連鑄機(jī)可分為：立式、立彎式、弧形和水平式。依據(jù)一個機(jī)組（即共用一個盛鋼桶的幾臺連鑄機(jī)）所澆注坯流數(shù)的不同，連鑄機(jī)可分為：單流、雙流和多流連鑄機(jī)。工業(yè)中最多為8流。連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)所用的設(shè)備，實際上包括在連鑄作用線上的一整套機(jī)械設(shè)備。連鑄設(shè)備通?？煞譃橹黧w設(shè)備和輔助設(shè)備倆大部分。主體設(shè)備包括澆鑄設(shè)備—鋼包運(yùn)載設(shè)備，中間包及中間包小車或旋轉(zhuǎn)臺，結(jié)晶器及振動裝置，二次冷卻支撐導(dǎo)向裝置；拉坯矯直設(shè)備－拉坯機(jī)、矯直機(jī)、引錠機(jī)、脫錠與引錠存放裝置；切割設(shè)備—火焰切割機(jī)與機(jī)械剪切機(jī)（擺式剪切機(jī)、步進(jìn)式剪切機(jī)等）。輔助設(shè)備主要包括：出坯及精整設(shè)備—輥道、拉（推）鋼機(jī)、翻鋼機(jī)、火焰清理機(jī)等；工藝設(shè)備—中間包烘烤裝置、吹氖裝置、脫氣裝置、保護(hù)渣供給與結(jié)晶潤滑裝置等；自動控制與測量儀表—結(jié)晶器液面測量與顯示系統(tǒng)、過程控制計算機(jī)、測溫、測重、測長、測速、測壓等儀表系統(tǒng)。在連續(xù)鑄鋼的生產(chǎn)線上，出拉坯矯直機(jī)脫錠后的連鑄坯需按用戶或下部工序的要求，將鑄坯切成定尺或倍尺。因此在所有的連鑄設(shè)備中，切割設(shè)備是非常重要的一種設(shè)備。由于連鑄坯必須在連續(xù)的運(yùn)動過程中實現(xiàn)切割，因而連鑄工藝對切割設(shè)備提出了特殊的要求，既不管采用什么型式的切割設(shè)備都必須與連鑄坯實行嚴(yán)格的同步運(yùn)動。在連鑄機(jī)上采用的切割方法主要有火焰切割和機(jī)械切割兩類。采用火焰切割的優(yōu)點(diǎn)是：切割裝置重量輕，切割斷面比較整齊。機(jī)械剪切的優(yōu)點(diǎn)是：沒有金屬的燒損，可切成較短的定尺。一般，在板坯和大方坯連鑄機(jī)上，多采用火焰切割，在小方坯連鑄機(jī)上多采用機(jī)械剪切。連鑄設(shè)備的整個工藝流程如圖11所示：圖11連鑄設(shè)備工藝流程連鑄機(jī):連鑄機(jī)可以把鋼水直接連續(xù)地澆鑄成鋼坯，由煉鋼跨送來的盛滿鋼水的盛鋼桶裝在連鑄機(jī)的鋼包旋轉(zhuǎn)臺上，通過中間包小車，把鋼水注入結(jié)晶器，在那里凝結(jié)成具有一定厚度的坯殼，即由引錠桿牽引著拉出結(jié)晶器，進(jìn)入第一至第八段二次冷卻夾輥，引錠桿是由拉矯輥驅(qū)動的，鑄坯在二次冷卻區(qū)內(nèi)被霧化的冷卻水冷卻，繼續(xù)凝固。當(dāng)它通過最末一段二冷夾輥后，即被拉矯輥矯直，使之沿水平方向前進(jìn)。鋼包旋轉(zhuǎn)臺：鋼包旋轉(zhuǎn)臺有不同的運(yùn)動形式，不同的工作性能，因而有不同的結(jié)構(gòu)形式。最簡單的旋轉(zhuǎn)臺只用一個轉(zhuǎn)臂，就能做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。一般的旋轉(zhuǎn)臺除了作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動之外，還能使鋼包做升降運(yùn)動。多功能的旋轉(zhuǎn)臺還有鋼包傾倒裝置，鋼包蓋升降裝置和吹起裝置等。在鋼包旋轉(zhuǎn)臺上，一般都有連續(xù)側(cè)重裝置，大都是在承托鋼包的鞍座上設(shè)置測力傳感器來實現(xiàn)的。中間包小車：中間包是鋼包與結(jié)晶器之間的中間容器。用鋼包運(yùn)來的鋼水先注入中間包，然后再經(jīng)過中間包注入結(jié)晶器中，使用中間包的作用是減少鋼水的靜壓力，是鋼流平穩(wěn)，以減小鋼流對結(jié)晶器內(nèi)鋼水的沖擊和攪動。鋼水在中間包內(nèi)停留的時間，是非金屬夾雜物有時間上浮。在多流連鑄機(jī)上，是通過中間包將鋼水分配到每個結(jié)晶器。進(jìn)行多爐連澆時，可以在中間包內(nèi)存放一定數(shù)量的鋼水，以保證在更換鋼包時能夠繼續(xù)澆鑄。輥底式均熱爐：設(shè)在鑄機(jī)和軋機(jī)之間的輥底式均熱爐，是連接鑄機(jī)和軋機(jī)的唯一工藝設(shè)備，其作用是連續(xù)不斷的接收鑄機(jī)產(chǎn)生的高溫板坯，經(jīng)過加熱和均熱后及時供給軋機(jī)合乎加熱質(zhì)量要求的薄板坯。當(dāng)軋機(jī)正常生產(chǎn)換工作輥，或者下游設(shè)備臨時出現(xiàn)故障時其調(diào)節(jié)和緩沖作用，也即在CSP的“剛性”機(jī)組之間增加了爐子的“柔性”環(huán)節(jié)，使CSP線的連鑄連軋工藝能順利進(jìn)行。當(dāng)兩機(jī)兩流工藝時，連接段的爐子還起到連續(xù)不斷轉(zhuǎn)運(yùn)遠(yuǎn)離軋線鑄機(jī)的連鑄熱坯任務(wù)，為擺動的轉(zhuǎn)運(yùn)方式。目前，CSP生產(chǎn)線的連接段多采用直通輥底式爐型，爐型結(jié)構(gòu)簡單，并方便在線自動控制的要求。因它僅需通過對每個爐輥速度變化的控制，就可完成與前面鑄機(jī)和后面軋機(jī)對鑄坯速度的同步要求，以及在爐內(nèi)快速運(yùn)坯拉開前后鑄坯間的間隙，使?fàn)t子具有緩沖與協(xié)調(diào)的能力。板坯還可根據(jù)軋線的工藝要求在爐內(nèi)正向運(yùn)送和反向運(yùn)送，或待軋時，鑄坯在爐內(nèi)出料端進(jìn)行前后擺動等待。兩機(jī)兩流工藝間距25米時采用兩座雙線輥底式均熱爐生產(chǎn)線并具有擺動功能。爐子均為四段爐型（加熱爐段、運(yùn)輸爐段、擺動爐段、存儲爐段），26個溫度控制區(qū)進(jìn)行側(cè)部上、下供熱。產(chǎn)生的煙氣，由爐子頂部三個排煙口分別進(jìn)入水平煙道，經(jīng)滲冷稀釋、助燃空氣換熱器，爐膛壓力電動調(diào)節(jié)煙閘，最后通過三座自立式鋼煙囪自然排出，并完成爐膛壓力三段（加熱與運(yùn)輸爐段、擺動爐段、存儲爐段）自動控制。全爐共有161個水冷式爐輥，每個爐輥的速度均可通過變頻器（一個爐輥一個）。~65m/min,并可正向或者反向轉(zhuǎn)動。板坯加熱溫度通常為1100℃，溫差177。10℃。為此加熱爐段的爐溫為1200℃，其他爐段的爐溫為1130℃用于均熱和保溫。不同的鑄速下板坯入爐溫度、爐溫與加熱制度、各爐段的控制區(qū)數(shù)量、燒嘴數(shù)量及供熱能力是不同的。擺動爐段的的爐體鋼結(jié)構(gòu)系安放在下面框架式的擺動車上，并通過擺動車的支撐、定心、擺動、對中定位、密封五個主要的環(huán)節(jié)完成板坯在高溫下的轉(zhuǎn)運(yùn)工作。 剪切機(jī)的類型、特點(diǎn)及選型用于對軋件進(jìn)行切頭，切尾或剪切成規(guī)定尺寸（定尺）的機(jī)械稱為剪切機(jī)。根據(jù)剪切機(jī)刀片形狀，配置以及剪切方式等特點(diǎn)，剪切機(jī)可分為平行刀片剪切機(jī)，斜刀片剪切機(jī)，圓盤式剪切機(jī)和飛剪機(jī)。按驅(qū)動力來分，可分為電動和液壓兩類剪切機(jī)。平行刀片剪切機(jī)：兩個刀片彼此平行。用于橫向熱剪初軋坯（方坯，板坯）和其它方形和矩形斷面的鋼坯，故又稱為鋼坯剪切機(jī)。有時，也用兩個成型刀片來冷軋管坯及小型圓鋼等。斜刀片剪切機(jī)：兩個刀片中有一個刀片相對于另一刀片是成某一角度傾斜布置的，一般是上刀片傾斜，其傾斜角為1176?！?176。它用來橫向冷剪或熱剪鋼板，帶鋼，薄板坯，故又稱為鋼板剪切機(jī)。有時，也用于剪切成束的小型鋼材。圓盤式剪切機(jī)：兩個刀片均成圓盤狀。用來縱向剪切運(yùn)動中的鋼板（帶鋼）的邊，或?qū)摪澹◣т摚┘舫烧瓧l。一般均布置在連續(xù)式鋼板軋機(jī)的縱切機(jī)組的作業(yè)線上。飛剪機(jī)；剪切機(jī)刀片在剪切軋件時跟隨軋件一起運(yùn)動。用來橫向剪切運(yùn)動中的軋件（鋼坯，鋼板，帶鋼和小型型材，線材等），一般安裝在連續(xù)式軋機(jī)的軋制線上或橫切機(jī)組作業(yè)線上。平行刀片剪切機(jī)根據(jù)剪切軋件時刀片的運(yùn)動特點(diǎn)，平行刀片剪切機(jī)可分為上切式和下切式兩大類。1．上切式平行刀片剪切機(jī)這種剪切機(jī)的特點(diǎn)實際下刀固定不動，上刀則是上下運(yùn)動的。剪切軋件的動作由上刀來完成，其剪切機(jī)構(gòu)由最簡單的曲柄連桿機(jī)構(gòu)組成。除了剪切機(jī)本體之外，一般還配有定尺機(jī)構(gòu)，切頭收集與輸送裝置等。由于下刀固定不動，為使剪切工作順利進(jìn)行，剪切的軋件厚度大于30～60mm時，需在剪切機(jī)后裝設(shè)擺動臺或擺動輥道，其本身無驅(qū)動裝置。剪切時，上刀壓著軋件下降，迫使擺動臺也下降。當(dāng)剪切完畢，上刀上升時，擺動臺在其平衡裝置作用下也回升至原始位置。此類剪切機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單，廣泛用于剪切中小型鋼坯。此外，隨著快速換刀的生產(chǎn)需要，也出現(xiàn)了能快速換刀的上切式平行刀片剪切機(jī)，用來剪切初軋鋼坯和軋板。當(dāng)然，其設(shè)備重量會有較大的增加，結(jié)構(gòu)也稍復(fù)雜些。2. 下切式平行刀片剪切機(jī)這種剪切機(jī)的特點(diǎn)是：上下刀都運(yùn)動，但剪切軋件的動作由下刀來完成，剪切時上刀不運(yùn)動。由于剪切時下刀臺將軋件抬離輥道，故在剪切機(jī)后不設(shè)擺動臺，而且這種剪切機(jī)的機(jī)架不承受剪切力。由于上述兩個特點(diǎn)，下切式平行刀片剪切機(jī)普遍用來剪切中型和大型鋼坯和板坯，以減輕整個剪切機(jī)組的設(shè)備重量。本次設(shè)計所剪的鋼坯為連鑄小方坯□160160㎜和□180225㎜，因此選用平行刀片下切式剪切機(jī)。剪切機(jī)按照驅(qū)動力來劃分，可分為電動和液壓兩類。電機(jī)驅(qū)動又有直流電動機(jī)和交流電動機(jī)兩種。大中型剪切機(jī)多采用直流電動機(jī)驅(qū)動，并以啟動工作制進(jìn)行剪切。在大型剪切機(jī)上，除了采用電動機(jī)驅(qū)動外，還可以采用液壓驅(qū)動。采用液壓驅(qū)動比電動機(jī)驅(qū)動有許多優(yōu)點(diǎn)：在同等的體積下，液壓裝置能比電氣裝置產(chǎn)生出更大的動力；同樣在同等的功率下，液壓裝置的體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。1)液壓裝置工作比較平穩(wěn)，便于實現(xiàn)頻繁及平穩(wěn)的換向；2)液壓裝置能在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速,還可以在運(yùn)行過程中進(jìn)行調(diào)速；3)與電氣或壓縮空氣配合后液壓驅(qū)動易于實現(xiàn)自動化；4)液壓裝置易于實現(xiàn)過載保護(hù)，液壓缸和液壓馬達(dá)都能長期在失速狀態(tài)下工作而不會發(fā)熱，這時電氣驅(qū)動裝置和機(jī)械傳動裝置無法辦到的。此外，液壓元件能自行潤滑，使用壽命較長；5)液壓元件易于實現(xiàn)通用化和自動化；6)用液壓驅(qū)動來實現(xiàn)直線運(yùn)動遠(yuǎn)比機(jī)械傳動簡單。綜上所述，雖然電動剪切機(jī)在操作和維護(hù)方面簡單，但與液壓剪切機(jī)相比，它的體積和重量大；而液壓剪切機(jī)卻不同，目前液壓技術(shù)已成熟，使操作和維護(hù)已不成問題，故本設(shè)計選用液壓剪切機(jī)。因此，本次設(shè)計的最終選型為平行刀片下切式液壓剪切機(jī)。第二章 液壓剪切機(jī)的設(shè)計計算設(shè)計參數(shù)剪切機(jī)型式： 油壓小車移動式被剪鋼坯斷面尺寸： □180180 mmmm □165225 mmmm代表鋼種： Q235A 27SiMn剪切溫度： ≥750℃拉坯速度： 2m/min剪切小車及橫移輥道重量： 鋼坯定尺長度： 刀片計算公式 H=h+f+q1+q2+s （21）式中：H—刀片行程（指刀片的最大行程）；h—被切鋼坯的斷面高度，這里取h=180mm；f—是為了保證鋼坯有一些翹頭時，仍能通過剪切機(jī)的必要儲備，通常50～75，這里取 60； q1— 為了避免上刀片受鋼坯沖撞，而使壓板低于上刀的距離，q1=5～50mm, 取q1=20mm。 s— 上下刀片的重疊量，取 s=5～20mm,這里取s=10；　　　q2—下刀低于輥道表面的距離，q2=5～20 mm,這里取q2=20； 故有： H=180+60+20+20+20=300mm刀片行程關(guān)系如圖 21 所示圖21 平行刀片剪切機(jī)刀片行程1上刀；2下刀；3軋件；4壓板 刀片尺寸的確定 刀刃長度 因為所設(shè)計的方坯剪切機(jī)，且屬于中型剪切機(jī)（P=～），所以剪刃長度按如下公式計算： L=（2～）bmax　　　　　　　　　　　　　　　 （22）式中： L—刀刃長度，mm。 bmax—被切鋼坯橫斷面的最大寬度，mm；取bmax=225mm。則： L=（2～）bmax =（2～）225=450～ mm，取L=500 mm 刀片斷面高度及寬度 h′=(～)h (23) b′=h′/(～3) (24)式中：h′—刀片斷面高度，mm。 h —被切鋼坯斷面高度，mm。 b′—刀片斷面高度，mm。由鋼坯斷面尺寸： □180180 mmmm □165225 mmmm則：h′=(～)h =(～) 180=117～270mm,取h′=210mmb′= h′/(～3)=70～84mm。取b′=70mm最后根據(jù)表82（《軋鋼機(jī)械》（第三版）P259）　　　　　剪切刀片的尺寸最后確定為　　b′h′Ｌ=70210800 由（表82）確定的熱鋼坯剪切機(jī)基本參數(shù)。如下表:表21熱軋剪切機(jī)基本參數(shù)最大剪切力MN刀片行程mm刀刃長度㎜刀片斷面尺寸㎜理論空行程次數(shù)次/min3003007021012～16 剪切機(jī)的每分鐘理論空行程次數(shù)代表了剪切機(jī)的生產(chǎn)率。理論空行程次數(shù)的提高受到電動機(jī)功率和剪切機(jī)結(jié)構(gòu)形式的限制。理論剪切次數(shù)是指每分鐘內(nèi)剪刃能夠不間斷的上下運(yùn)動的周期次數(shù)。因此，實際剪切次數(shù)小于理論空行程次數(shù)。依據(jù)設(shè)計要求和《軋鋼機(jī)械》（第三版）P259 表82，選擇理論空行程次數(shù)為：12～16次/min。 剪切機(jī)能力參數(shù)計算 剪切過程分析軋件的整個剪切過程可氛圍兩個階段，即刀片壓入金屬與金屬滑移。壓入階段作用在軋件的力，如圖22所示。圖22 軋件的剪切過程當(dāng)?shù)镀瑝喝虢饘贂r，上下刀片對軋件的作用力P組成力矩Pa，此力矩是軋件沿圖方向轉(zhuǎn)動，而上下刀片側(cè)面對軋件的作用力T組成的力矩Tc 將力圖阻止軋件的轉(zhuǎn)動，隨著刀片的逐漸壓入，軋件轉(zhuǎn)動角度不斷增大，當(dāng)轉(zhuǎn)過一個角度γ后便停止轉(zhuǎn)動，此時力矩平衡，即Pa=Tc。軋件停止轉(zhuǎn)動后，刀片壓入達(dá)到一定深度時，為克服了剪切面上金屬的剪切阻力，此時，剪切過程由壓入階段過渡到滑移階段，金屬沿剪切面開始滑移，直到剪斷為止。 剪切公稱能力的確定剪切機(jī)的力能參數(shù)包括剪切力和電機(jī)功率。剪切力是剪切機(jī)的主要參數(shù)，驅(qū)動剪切機(jī)的電機(jī)功率及剪