【正文】 把以上數(shù)據(jù)代入公式（ ）得： 2111 6 8 1 5 0 .0 2 4 1 32 4 1 .7 5P ?? ? ? ? ? ? 由于摩擦損耗為 5% 則 0 . 0 5 1 . 0 5 1 . 0 5 3 4 . 2 8 3 6k WWP P P P? ? ? ? ? ? 所以結(jié)晶器整體所需功率為 36kW 。 板坯連鑄結(jié)晶器拉坯速度的確定 拉坯速度是連鑄生產(chǎn)操作中的重要控制參數(shù)，拉速是保證順利澆注，充分發(fā)揮連鑄機能力，改善鑄坯質(zhì)量的關鍵因素之一。但單錐度銅管也存在著一些不足。拉速小時 ，錐度要大。在連鑄機的澆注過程中，鋼水在結(jié)晶器中由于接觸水冷銅板，將熱量傳出，形成初生坯殼，但由于冷卻收縮的作用，坯殼會離開銅板形成空隙，這樣就會增加傳熱阻力，影響鑄坯的冷卻效果。 結(jié)晶器窄邊 D上 = 0D (1+％ )+2 （ ） D下 = 0D (1+％－ K ％ )+2 （ ） 式中， D上 一結(jié)晶器上口厚度（ mm）； D下 一結(jié)晶器下口厚度（ mm） K 一結(jié)晶器窄面錐度（ mm）。一般結(jié)晶器的長度為 500～1200mm。但結(jié)晶器加長，會增加拉坯阻力加劇銅板磨損，鋼液的靜壓力也隨之增加。 （ 3）裝拆和調(diào)整方便，為了能快速改變鑄坯尺寸或快速修理結(jié)晶器，以提高連鑄機的生產(chǎn)能力，現(xiàn)代結(jié)晶器都采用了整體吊裝或在線 調(diào)寬技術。 從連鑄結(jié)晶器振動方式的 研究進展可以看出，采用非正弦振動是目前結(jié)晶器振動的最佳方式。但實現(xiàn)運動規(guī)律的凸輪加工制造比較麻煩，同時為了實現(xiàn)嚴格的同步運動，結(jié)晶器振動機構和拉坯機構之間要進行嚴格的電氣聯(lián)鎖；此外在向下與向上振動的轉(zhuǎn)折處速度變化很快，理論上的加速度等于無窮大，因而在機構中會產(chǎn)生很大的沖擊力，進而影響結(jié)晶器振動的平穩(wěn)性，對于鑄坯質(zhì)量和設備的正常運轉(zhuǎn)都很不利。應用這種新型結(jié)晶器，能提高拉速 50%～ 100%，達到 4～ 5m/min。 在國外，奧鋼聯(lián)、達涅利 CONCAST 均發(fā)明了新型的高速連鑄結(jié)晶器。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制冷卻， 導出其熱量，使之逐漸凝固成為具有所有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。在現(xiàn)有連鑄機的基礎上，開發(fā)連鑄新技術，對現(xiàn)有主機進行改造，可大幅度提高現(xiàn)有主機的生產(chǎn)能力，并適應整個煉 鋼車間生產(chǎn)率提高的需要。從 20 世紀 50 年代起，就開始了連鑄技術的研究 ， 60 年代初，進入到連鑄技術工業(yè)應用階段。流程基建投資可節(jié)省 40%，占地面積可減少 30%，操作費用可節(jié)省 40% ， 第 3 頁 耐火材料的消耗可減少 15% 。改善鑄坯質(zhì)量的努力取得了重要的突破性的發(fā)展，創(chuàng)造物缺陷鑄坯的生產(chǎn)技術和生產(chǎn)體制日趨成熟，并已在工業(yè)生產(chǎn)中確定和普及，成為擴大品種、提高質(zhì)量的堅實基礎。 1968 年美國鋼廠的弧形結(jié)晶器板坯連鑄機投產(chǎn)，用于生產(chǎn)鍍錫板。 直到五十年代中期，連續(xù)鑄鋼技術的可能性和優(yōu)越性終于得到了肯定，并在工業(yè)生產(chǎn)中使用，連續(xù)鑄鋼進入了工業(yè)試驗階段。 it can make a further improvement of the production efficiency of continuous casting, as well as the surficial quality of the slab, This assignment is to install an ellipse speedchange gear to the original drive system so as to zchieve the nonsinusoidal oscillation of the continuous casting mould. Furthermore, it seeks to use examples to illustrate that nonsinusoidal oscillation can get a proper operation in slab 第 III 頁 continuous casting, and is worth further popularizing. This paper gives a designation of ellipse gear, and also makes a brief introduction to its manufacturing approach and its application . Meanwhile, this paper introduces the choosing method of the continuous casting mould electric machine and speeddecelerate machine, and checks the worm intensity of the gear and worm speeddecelerate machine, at the same time, it also gives a general survey of the development of continuous casting. Key words: mould。 第 I 頁 寬 1400厚 220連鑄機結(jié)晶器振動裝置設計 摘要 本文重點介紹了板坯連鑄結(jié)晶的振動方式以及對原有的振動裝置的改進，通過在鞍鋼集團的畢業(yè)實習和詳細的分析計算，對結(jié)晶器的振動裝置進行了設計，在結(jié)晶器的振動方式中，正弦振動以其自身的特點成為現(xiàn)代工業(yè)化板坯連鑄結(jié)晶器的主要振動方式，得到了快速的發(fā)展。 sinusoidal oscillation。 1951 年 鋼鐵年會上報道了鋼的連續(xù) 澆鑄，期間，先后有多臺連鑄機相繼建成，其中有代表性的鋼廠有： 1951 年蘇聯(lián)紅十月冶金廠建成了第一臺不銹鋼板坯連鑄機，鑄坯的斷面為 180 800mm，產(chǎn)量為 萬噸 /年。同年，在加拿大剛廠投產(chǎn)一臺工字梁連鑄機。連鑄工業(yè)化的經(jīng)濟效益十分顯著，成為改革和振興鋼鐵鋼鐵工業(yè)的重要技術指標。 （ 2） 提高了金屬收得率，集中表現(xiàn)在兩方面一是大幅度減少了鋼坯的切頭切尾損失；二是可生產(chǎn)出的 鑄坯最接近最終產(chǎn)品形狀，省去了模鑄工藝的加熱開坯工序，減少金屬損失。但是，從 60 年代末到 70年代末，連鑄技術幾乎停滯不前。由于高效連鑄技術適合于現(xiàn)有主機的改造，具有投資省、見效快、降低成本等優(yōu)點，因而在國內(nèi)外得到了普遍的重視和發(fā)展。結(jié)晶器的振動相當于一種脫模的作用，其目的是防止鑄坯粘結(jié)發(fā)生拉裂或漏鋼，同時結(jié)晶器作上下振動時，能周期性地改變鋼液面和結(jié)晶器壁的相對位置，有利于改善結(jié)晶器內(nèi)壁表面的潤滑狀況，減小粘結(jié)阻力和摩擦阻力，還可改善鑄坯的表面質(zhì)量。奧鋼聯(lián)開發(fā)的 DLAMOLD 型結(jié)晶器，它上半部分采用獨特的拋物線錐度，而下部分銅管四周邊角 第 5 頁 被挖去一塊，以減少摩擦，這種設計，既減少了拉坯阻力，還有利于形成更加均勻一致的坯殼。 隨著全連鑄生產(chǎn)廠的增加 , 以及連鑄技術的發(fā)展 , 高速連鑄技術已成為傳統(tǒng)連鑄的發(fā)展方向。 （ 2） 負滑脫振動（梯形波振動） 在該振動曲線中（如圖 中曲線 2 所示）， 第 6 頁 結(jié)晶器在向下運動的過程中有一段時間 其速度稍大于拉坯速度，即所定義的“負滑動”運動，從而使鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)下降過程承受一定的壓力，有利于使拉裂坯殼更有效地愈合，同時也有利于脫模；在結(jié)晶器下降和上升的轉(zhuǎn)折點處，速度的變化較同步式有所緩和，使運動的平穩(wěn)性有所提高。本文由橢圓齒輪變速器來實現(xiàn)非正弦振動，通過對板坯連鑄結(jié)晶器的傳動裝置的改進，使板坯連鑄結(jié)晶器采用合適的非正弦振動方式，可增大板坯連鑄結(jié)晶器的負滑動率，從而減少連鑄板坯表面的振痕深度，減少坯殼與板坯結(jié)晶器壁面間的摩擦力，明顯提高鑄坯的表面質(zhì)量和實現(xiàn)高速連鑄。 （ 4）工作壽命長，結(jié)晶器在高溫狀況下伴隨有鑄坯和結(jié)晶器內(nèi)壁之間的滑動摩擦，因此結(jié)晶器內(nèi)壁的材質(zhì)應有良好的耐磨性和較高的再結(jié)晶溫度。 設計時結(jié)晶器長度可按以下公式進行初取，在凝固計算時進行精確的理論計算，保證鑄坯出結(jié)晶器下口時的最小坯殼厚度。康卡斯特設計的結(jié)晶器長度為 300～ 700mm，我國使用的結(jié)晶器長度為 600～800mm，蘇聯(lián)一般采用的結(jié)晶器長度為 1200～ 1500mm，總的趨勢是使用短結(jié)晶器。 結(jié)晶器窄邊厚度尺寸，對于弧形或直弧形連機來說，由于拉坯和矯直的作用，鑄坯 第 11 頁 的厚度會相應減少，所以在設計時應在上式基礎上考慮加上厚度減薄量 2 mm。因此，為了改善鑄坯的冷卻效果，避免氣隙的形成，必須將結(jié)晶器銅板孔型設計成倒錐形。根據(jù)實踐，對于700mm長的板坯結(jié)晶器，實際使用中獲得滿意結(jié)果的數(shù)值如下：通常拉速大于 m/min 第 12 頁 時，錐度值取 ％～ ％。錐度過小，起不到減少氣隙、改善傳熱的作用；錐度過大，則易引起拉坯顫動，增加銅管下口的磨損。提高拉速提高連鑄機的生產(chǎn)率，增加連鑄坯的產(chǎn)量，因此提拉速是連鑄發(fā)展的趨勢，但拉速的提高受鋼水凝速度的限制。 板坯連鑄結(jié)晶器電機型號的確定 電動機的選擇主要是容量的選擇，如果容量選小了，一方面不能充分發(fā) 揮機械設備 第 14 頁 的能力，使生產(chǎn)效率降低，另一方面電動機長時間在過載情況下運行，會過早損壞，同時還可能出現(xiàn)啟動困難、經(jīng)不起沖擊負載等。 （ 2）、求輸入軸上的轉(zhuǎn)矩 33 4 1 .49 5 5 0 1 0 9 5 5 0 1 0 2 6 7 1 4 2 N m m1480PT n? ? ? ? ? ? ? （ 3）、求齒輪上的作用力 圓周力：12 2 267142 N80t TF d ?? ? ? 軸向力： 1222 2 2 2 6 7 1 4 2 1 4 0 .9 1 2 0 2 1 .3 9 N1 0 5 6a T TiF d m z ?? ? ? ? ?? ? ? ?? 徑向力： ta n 1 2 0 2 1 . 3 9 ta n 2 0 4 3 7 5 . 4 3 NraFF ?? ? ? ? ? 圖 軸的計算簡圖 第 17 頁 第 18 頁 圖 軸的載荷分析圖 （ 4）、計算軸的支承反力 水平面上的支反力：如圖 中（ b）所示： 0DM?? ? ?11 8 0 . 5 1 8 0 . 5 1 8 0 . 5 0t N HFF? ? ? ? ? 1 1 8 0 .5 1 8 0 .5 6 6 7 8 .5 53 3 3 9 .2 7 5 N1 8 0 .5 1 8 0 .5 1 8 0 .5 1 8 0 .5tNH FF ? ?? ? ??? 0yF?? 12 0NH NH tF F F? ? ? 21 6 6 7 8 . 5 5 3 3 3 9 . 2 7 5 3 3 3 9 . 2 7 5 NN H t N HF F F? ? ? ? ? 垂直面上的支反力：如圖 中（ c）所示： 0DM ?? ? ?1 11 8 0 .5 1 8 0 .5 1 8 0 .5 02a r NVdF F F? ? ? ? ? ? ? 11 801 8 0 . 5 1 2 0 2 1 . 3 9 1 8 0 . 5 4 3 7 5 . 4 322 3 5 1 9 . 7 2 5 N1 8 0 . 5 1 8 0 . 5 1 8 0 . 5 1 8 0 . 5arNV dFFF ? ? ? ? ? ?? ? ??? 0yF?? 12 0NV NV rF F F? ? ? 21 6 6 7 8 . 5 5 3 5 1 9 . 7 2 5 3 1 5 8 . 8 2 5 NN V t N VF F F? ? ? ? ? （ 5）畫彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖，計算彎矩圖 水平面彎矩圖見圖 （ b） 11 8 0 . 5 1 8 0 . 5 3 3 3 9 . 2 7 5 6 0 2 7 3 9 . 1 3 8 N m mH N HMF? ? ? ? ? ? 垂直面彎矩圖見圖 （ c） 111 8 0 . 5 1 8 0 . 5 3 5 1 9 . 7 2 5 6 3 5 3 1 0 . 3 6 3 N m mV N VMF? ? ? ? ? ? 221 8 0 . 5 1 8 0 . 5 3 1 5 8 . 8 2 5 5 7 0 1 6 7 . 9 1 3 N m mV N VMF? ? ? ? ? ? 第 19 頁 合成彎矩圖見圖 （ d） ? ? ? ?222211 6 0 2 7 3 9 . 1 3 8 6 3 5 3 1 0 . 3 6 3 8 7 5 7 3 6 . 1 0 5 N m mHVM M M? ? ? ? ? ? ? ?