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煉鐵學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文(已修改)

2024-12-19 17:39 本頁面
 

【正文】 唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院(成)畢業(yè)設(shè)計(論文) 第 1 頁 共 30 頁 摘 要 本設(shè)計論述了方坯連鑄在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢。設(shè)計中詳細地計算和選擇了連鑄機的工藝設(shè)備參數(shù)、生產(chǎn)工藝流程以及車間工藝布置。為提高連鑄機生產(chǎn)率和提高產(chǎn)品質(zhì)量,在設(shè)計中采用了一些新技術(shù)、新工藝和先進的設(shè)備。設(shè)計中選用弧形結(jié)晶器弧形連鑄機、鋼包回轉(zhuǎn)臺、大容量和深 熔池的中間包,以及結(jié)晶器四連桿式振動、水噴嘴冷卻、五輥拉矯裝置 等先進技術(shù)。本次設(shè)計題目為年產(chǎn) 300 萬噸鋼方連鑄 車間的 設(shè)計,為更好地實現(xiàn)熱送熱裝工藝,更有利于高溫鑄坯的快速輸送和提高生產(chǎn)率,設(shè)計的兩臺八機八流的現(xiàn)代化方坯連鑄機在車間內(nèi)為橫向布置, 連鑄機長度為 ,端面尺寸為 165165mm,定尺長度為 1200mm。所鑄的鋼種包括普碳鋼、優(yōu)碳鋼、低合金鋼、硅鋼等 關(guān)鍵詞: 方坯連鑄機、熱裝熱送、工藝參數(shù)、橫向布置、高效連鑄 唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院(成)畢業(yè)設(shè)計(論文) 第 2 頁 共 29 頁 1 概述 早在十九世紀中期 ( )就提出連續(xù)澆注液態(tài)金屬的設(shè)想。隨后還有其他人對此項技術(shù)進行過研究。但由于當(dāng)時科學(xué)水平的限制,并未能用于工業(yè)生產(chǎn)。直到 1933年,現(xiàn)代連鑄的奠基人 —— 漢斯( )提出并發(fā)展了結(jié)晶器振動裝置之后,才奠定了連鑄在工業(yè)上應(yīng)用的 基礎(chǔ)。 1950 年容漢斯和曼內(nèi)斯曼( Mannesmann)公式合作,建成世界上第一臺能澆注 5t鋼水的連鑄機。 60年代后,連鑄進入穩(wěn)步發(fā)展時期。機型方面, 70 年代以來,連鑄生產(chǎn)技術(shù)圍繞提高連鑄生產(chǎn)率,改善鑄坯質(zhì)量,降低連鑄坯能耗這幾個中心課題,已經(jīng)有了長足的發(fā)展。 80 年代連鑄技術(shù)的進步,主要表現(xiàn)在對鑄坯質(zhì)量設(shè)計和質(zhì)量控制方面 到一個新 的 水平。已逐步實現(xiàn)連鑄坯熱送和直接軋制 , 由于這一新工藝能夠大幅度地降低能耗,縮短生產(chǎn)周期,因而已成為目前連鑄發(fā)展的主要方向。 中國是世界上開發(fā)和應(yīng)用連鑄技術(shù)較早的國家之一。上世紀 50年代就進行過連續(xù)鑄鋼方面的試驗研究。 進入 20 世紀 80 年代末和 90 年代以來,寶山鋼鐵公司和鞍鋼鋼鐵公司分別在 1989 年和 1990 年投產(chǎn)了從日本引進的大型雙流板坯連鑄機。改革開放以來,國家對發(fā)展連鑄技術(shù)一直予以高度重視,大力發(fā)展連鑄生產(chǎn)和建設(shè)成為我國鋼鐵技術(shù)發(fā)展中的重要政策。 唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院(成)畢業(yè)設(shè)計(論文) 第 3 頁 共 29 頁 2 主要設(shè)計原則和規(guī)劃 連鑄機型的選擇和特點 連鑄機設(shè)計原則 ( 1)充分利用新廠房的總體設(shè)計選擇連鑄機機型。 ( 2)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。 ( 3) 連鑄機裝備水平按先進、實用、可靠、經(jīng)濟的 原則考慮。 ( 4)連鑄機主要設(shè)備要能整體更換,離線檢修。 ( 5) 采用的工藝 、 技術(shù)、設(shè)備做到投產(chǎn)后的一定時間內(nèi),工藝流程、裝備水平和主要技術(shù)經(jīng)濟指標保持同類機組的先進水平。 連鑄機機型的選擇原則 ( 1)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 連鑄機機型的確定 本設(shè)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 165mm 165mm 方坯。 連鑄車間生產(chǎn)規(guī)模 鋼水供應(yīng)條件 轉(zhuǎn)爐:( 1)氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐 2 座 ( 2)平均出鋼量 130 噸 ( 3)最大出鋼量 140 噸 ( 4)平均冶煉周期 35分鐘 LF 精煉爐 2 座 生產(chǎn)規(guī)模 兩 臺八機八流方坯連鑄機生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)合格連鑄坯 300 萬噸。 唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院(成)畢業(yè)設(shè)計(論文) 第 4 頁 共 29 頁 3 連鑄車間的平面布置 主要工藝參數(shù)的確定 拉速的確定 連鑄機的拉速 的確定 主要取決于以下幾個原則: ① 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。 ② 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(shè)備的生產(chǎn)周期匹配。 ③ 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。 理論拉速:理論上所能達到的最大拉速。 按照結(jié)晶器出口處鑄坯最小坯殼厚度計算,根據(jù)本設(shè)計的鋼種 鑄坯斷面尺寸最小坯殼厚度選取為 10mm。 結(jié)晶器出口處最小坯殼厚度: 式中: Km結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固系數(shù) mm/min1/2。取 20; Lm結(jié)晶器有效長度 m,。 計算得出: Vmax= m/ min 工作拉速根據(jù)經(jīng)驗為理論拉速的 85%,確定工作拉速為 / min 冶金長度的計算: 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。 m in 1 0m a xLmKm m mV? ?? 唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院(成)畢業(yè)設(shè)計(論文) 第 5 頁 共 29 頁 式中 L-鑄機的冶金長度, m maxD -最大的設(shè)計鑄坯厚度, mm maxV -最大的設(shè)計拉坯速度, m/ min K-綜合凝固系數(shù), / minmm 取 30 計算出冶金長度 L= 作業(yè)率的確定 (1) 日歷時間: 365(d)x24=8760h (2) 鑄機計劃年檢時間: 一年 1 次,共 10d(240h) (3) 鑄機計劃定期檢修時間: 每周 1 次,共 8h,全年 400h 年計劃工作時間: 8760240400=8120h (4) 非計劃檢修時間: 連鑄機: 90h (5) 工序干擾停工時間: 轉(zhuǎn)爐及前工序: 150h 連鑄機: 120h 加熱爐: 80h 連軋機: 80h 小計: 430h (6) 鑄機有效作業(yè)時間: 812090430=7600h (7) 鑄機有效作業(yè)率: 7600/( 24x365) x100%=% 收得率的確定 收得率 =澆注收得率 (%)精整收得率 (%) 2max max K? m 唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院(成)畢業(yè)設(shè)計(論文) 第 6 頁 共 29 頁 =合格板坯量 /鋼水量 100% = 100% =% 式中:鋼水量為鋼包內(nèi)的鋼水量。 鋼包允許的最大澆注時間 m a x l o g 0 . 2 7 0 . 2 m in0 . 3Gtf??? 式中: maxt 鋼包最大允許澆注時間, min G鋼包的容量, 130t f質(zhì)量系數(shù),取 11 連鑄機流數(shù)的確定 連鑄機流數(shù)計算公式: 式中 G鋼包容量, t,130t。 t鋼包澆注時間 min,一般 t≤ maxt , t 取 32min。 F鑄坯斷面面積 2m , 2m 。 V此斷面下的工作拉 速, m/min,。 ? 鑄坯密度, 本設(shè)計中 N 取 8,車間共兩臺八機八流的方坯連鑄機。 連鑄機生產(chǎn)能力的計算 連鑄機與轉(zhuǎn)爐的匹配計算 本次設(shè)計要求合格鑄坯為 300 萬噸。則所需鋼水量: 12GN tFv??? 唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院(成)畢業(yè)設(shè)計(論文) 第 7 頁 共 29 頁 3000000 30518810 .9 8 3Qt?? 式中 : A鋼水收得率, 根據(jù)轉(zhuǎn)爐車間的生產(chǎn)能力:設(shè)轉(zhuǎn)爐座數(shù)為 n,轉(zhuǎn)爐的公稱容量為 q: 3 6 5 1 4 4 0nq QT ?? ? ? ? ? 3 6 5 1 4 4 0 0 .8 3 6 305188136nq? ? ? ? ? 可得: nq=250t , 可取 n為 2, q為 125t。其中 T為轉(zhuǎn)爐的冶煉周期, 36min。所以本次設(shè)計與 120噸的轉(zhuǎn)爐相匹配。 連鑄機生產(chǎn)能力計算 1) 連鑄機作業(yè)率 ? :根據(jù)前面計算,連鑄機作業(yè)率 ? 為 %。 2) 每爐鋼水量 G:本設(shè)計與公稱容量為 120t的轉(zhuǎn)爐相匹配,連鑄用鋼水量平均按每爐 130t計算。 3) 鑄坯收得率 A:據(jù)連
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