【正文】 直所允許的最大變形量，以免產(chǎn)生裂紋ε=（）式中 D——坯厚(mm)； R——弧形半徑； Ε——變形量。Q=n故 V=（1+1）/=。結(jié)晶器出口處坯殼厚度 δ：δ=k (mm) ()0?式中 ——鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)所經(jīng)歷的時(shí)間（min）0?若結(jié)晶器有效長度為 ，拉坯速度為 ν，則mL= /ν0?mL式中 ——結(jié)晶器有效長度， =（m）l 為結(jié)晶器長度。(見圖 31)(2)準(zhǔn)正弦曲線型。拉—?！?。由于結(jié)晶器保護(hù)渣潤滑不良,使坯殼粘結(jié)在結(jié)晶器銅壁而拉斷造成漏鋼。開澆后拉坯起步時(shí)由于引錠桿頭部密封不良所致。若拉坯速度為 v,則全部凝固所經(jīng)歷的時(shí)間 τe= /v,則冶金eL長度 為: eL =( ) (m) ()eLkH2v從上式很明顯可以看出,影響冶金長度的因素有:鑄坯厚度、拉坯速度和冷凝強(qiáng)度。冷卻系數(shù)可由以下兩種方法確定。在選擇鑄坯斷面形狀和尺寸時(shí)，還應(yīng)考慮與軋機(jī)能力的合理配合，可參照鑄坯斷面(mm )2方坯 扁坯軋鋼機(jī)9090～120120120120～150150140140～200200100150150180160280400／250 軋機(jī)500／350 軋機(jī) 650 軋機(jī)板坯 120600120～200700～1000200～2501200～15003002022100～1106001401100700，750 帶軋鋼機(jī) 2300 中板軋機(jī)1450，170 熱連軋機(jī) 4200 特厚板軋機(jī)700，1200 行星軋機(jī)連鑄機(jī)拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文21表 32 選用。這些參數(shù)是確定鑄即性能和規(guī)格的 基本要素，也是設(shè)備選型和設(shè)計(jì)的主要依據(jù)?；⌒芜B鑄機(jī)的特點(diǎn)是：鑄機(jī)的高度基本上等于圓弧半徑，鑄機(jī)高度低，僅為立式鑄機(jī)高度的三分之一；設(shè)備較輕，安裝和維護(hù)方便，基建投資低。高效連鑄機(jī)為了適應(yīng)高效連鑄的要求，具有如下結(jié)構(gòu)特征：(1)高效連鑄首先要有適合生產(chǎn)連鑄坯鋼種的最佳機(jī)型，即冶煉設(shè)備和鑄機(jī)的裝備水平要與實(shí)現(xiàn)高效連鑄的鋼種相匹配。3，弧型多點(diǎn)矯直板坯連鑄機(jī)為了進(jìn)一步提高拉速、增大澆注斷面，提高鑄機(jī)生產(chǎn)能力，必須增大鑄機(jī)長度，使未凝固的鑄坯延伸到水平段。（2）立彎式板坯連鑄機(jī)60 年代初出現(xiàn)了立彎式板坯連鑄機(jī)，這種連鑄機(jī)以結(jié)晶器開始凝固到完全凝固后進(jìn)入彎曲段，然后由水平方向出坯，鑄坯的運(yùn)動(dòng)軌跡成直彎形。軸承鋼、硬線鋼等高碳鋼種對(duì)中心偏析要求尤為嚴(yán)格。對(duì)設(shè)備的要求主要有：　 (1)保護(hù)澆鑄，防止鋼水與空氣接觸產(chǎn)生二次氧化及吸氮。連鑄機(jī)按機(jī)型可以分為立式連鑄機(jī)、立彎式連鑄機(jī)、弧形連鑄機(jī)、橢圓形(超低頭)連鑄機(jī)、水平連鑄機(jī)。這一些都超出了人們的預(yù)料。 我國鑄鋼技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用第一 我國與工業(yè)發(fā)達(dá)國家起步時(shí)間相差不大。為了得到質(zhì)量好的薄帶，要利用爐外精煉的鋼水。橫向裂紋的形成主要是沿帶寬方向的傳熱不均勻引起冷卻速率不一致，裂紋區(qū)域的冷卻速率要比無缺陷區(qū)域小，冷卻不均勻產(chǎn)生不均勻收縮應(yīng)變，局部的拉伸應(yīng)變的積聚導(dǎo)致了裂紋的產(chǎn)生。水冷輥的銅質(zhì)輥套在國內(nèi)要馬上解決輥面鍍 Ni 的問題有困難，靠薄帶連鑄課題組去研究這個(gè)問題是得不償失的，而國外成熟的薄帶連鑄銅質(zhì)輥套已經(jīng)商品化。任何一項(xiàng)高收益的投資都是有風(fēng)險(xiǎn)的，為了我國二十一世紀(jì)鋼鐵工業(yè)的振興，我們目前投資于薄帶連鑄是明智的選擇，我們應(yīng)該果斷地投資。由國家計(jì)委、冶金部下達(dá)的“雙輥薄帶連鑄產(chǎn)業(yè)化” “九五”國家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目也正在展開工作。自動(dòng)檢測和控制系統(tǒng)又有新的提高。 經(jīng)過在該機(jī)組上幾十爐次的試驗(yàn)，基本上掌握了以 188 不銹鋼為主的部分鋼種的開澆溫度、布流方式、水口形狀、連鑄速度、液位高度、側(cè)封技術(shù)、軋制力、鑄帶厚度、輥面涂層、二次冷卻方式等參數(shù)和技術(shù)關(guān)鍵，連鑄出的帶坯表面光潔，經(jīng)酸洗、拋光、冷軋、熱處理等工序成品達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)水平，部分產(chǎn)品已提供給用戶使用。至今，上海鋼鐵所研究中心的薄帶連鑄研究室完成了國家下達(dá)的薄帶連鑄“七五” 、 “八五”重大科技攻關(guān)任務(wù)，經(jīng)冶金部、國家計(jì)委組織專家鑒定，取得了重大科研成果，業(yè)已先后建成三套內(nèi)水冷同徑雙輥薄帶連鑄機(jī)組，并已成功地澆鑄出 24mm 厚，250600mm 寬薄帶坯數(shù)十噸，部分帶坯經(jīng)冷軋后的帶鋼其性能達(dá)到了相當(dāng)于傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)帶坯的國家標(biāo)準(zhǔn)，并已將部分鑄帶供用戶使用，近年來，上海鋼鐵研究所的雙輥薄帶連鑄技術(shù)得到國內(nèi)許多鋼鐵企業(yè)的重視和歡迎，目前該項(xiàng)技術(shù)一邊在向產(chǎn)業(yè)化方向邁進(jìn)，一邊正在向某些鋼鐵企業(yè)進(jìn)行技術(shù)轉(zhuǎn)讓。主體設(shè)備主要包括：(1)澆鑄設(shè)備一鋼包運(yùn)輸設(shè)備、中間包及中間包小車或旋轉(zhuǎn)臺(tái)；(2)結(jié)晶器及其振動(dòng)裝置；(3)二次冷卻裝置(小方坯連鑄機(jī)、大方坯連鑄機(jī)和板坯連鑄機(jī)有很大差別)；(4)拉坯矯直機(jī)設(shè)備一拉坯機(jī)、矯直機(jī)、引錠鏈、脫錠與引錠子鏈存放裝置；(5)切割設(shè)備一火焰切割機(jī)與機(jī)械剪切機(jī)等。 (3)國外高效連鑄技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展。 (3)降低了生產(chǎn)過程能耗，采用連鑄工藝，可省去鋼錠開坯均熱爐的燃動(dòng)力消耗。近終形連鑄的巨大節(jié)能、高效、低投資優(yōu)勢將推動(dòng)其進(jìn)一步發(fā)展，在 21 世紀(jì)初期薄板坯連鑄技術(shù)可望逐步完善，并取代大部分傳統(tǒng)連鑄熱軋、冷軋工藝。90 年代中后期，中國高效連鑄技術(shù)在方坯連鑄領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，廣州鋼鐵公司 150mm150mm3 流鑄機(jī)拉速達(dá) 3．0m／min；首都鋼鐵公司120mm120mm8 流鑄機(jī)工作拉速為 3．0～3．5m／min；濟(jì)南鋼鐵公司120mm120mm4 流鑄機(jī)工作拉速為 3．8～4．2m／mim，單流年產(chǎn)量達(dá) 15 萬 t。連鑄機(jī)臺(tái)數(shù)、連鑄坯產(chǎn)量、連鑄比逐年上升(見圖 5)，連鑄機(jī)機(jī)型齊全，布局和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)日趨合理。1958 年底，一臺(tái)由北京鋼鐵學(xué)院徐寶升教授主持設(shè)計(jì)的生產(chǎn)性立式連鑄機(jī)在重慶第三煉鋼廠投產(chǎn)。各國廣泛采用厚度為150～250mm 的連鑄坯生產(chǎn)板材，但對(duì)市場需求量大的板帶(中板、薄板)產(chǎn)品，仍存在加工量較大、能量消耗較高、生產(chǎn)周期較長、成本較高的問題，也即對(duì)連鑄坯的厚度仍有進(jìn)一步減薄的需要。前蘇聯(lián)是研究連鑄較早的國家之一，60 年代其連鑄技術(shù)還處于世界領(lǐng)先地位，但它的煉鋼設(shè)備以平爐為主，不適應(yīng)連鑄生產(chǎn)的特點(diǎn)，其連鑄機(jī)又多為立式，生產(chǎn)能力較低，影響了連鑄的發(fā)展，因此 1985 年以前連鑄一直停滯不前，連鑄比在 10％左右，1997 年屬于前蘇聯(lián)的一些國家的連鑄比也只有 33．9％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于世界平均水平。80年代連鑄進(jìn)入完全成熟的全盛時(shí)期，在世界范圍內(nèi)連鑄比以每年 4％的速度增長，1998 年全世界連鑄比達(dá) 83．3％，連鑄已取代模鑄成為占統(tǒng)治地位的澆鑄工藝。60 年代連鑄技術(shù)進(jìn)入工業(yè)性推廣階段，1963～1964 年曼內(nèi)斯曼公司相繼建成了方坯和板坯弧形連鑄機(jī)，這種機(jī)型較之立式連鑄機(jī)高度低、操作方便，并能為工業(yè)上急需的熱軋、冷軋帶鋼和厚板生產(chǎn)提供鋼坯，很快就成為發(fā)展連鑄的主要機(jī)型，對(duì)連鑄的推廣應(yīng)用起了很大的作用。但工業(yè)規(guī)模上實(shí)現(xiàn)鋼的連鑄要比有色金屬困難得多，其主要原因是：鋼的熔點(diǎn)比鋁、連鑄機(jī)拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文2銅高得多；鋼的比熱容較大，而導(dǎo)熱系數(shù)較小，凝固速度較慢，不利于連鑄；鋼的生產(chǎn)規(guī)模也要大得多。從統(tǒng)計(jì)數(shù)字可以看出中國的連鑄技術(shù)在近 10 年內(nèi)得到了迅速發(fā)展。從而提高連鑄機(jī)設(shè)備的堅(jiān)固性、可靠性和自動(dòng)化水平，達(dá)到長時(shí)間的無故障在線作業(yè)，提高連鑄機(jī)作業(yè)率水平。本設(shè)計(jì)主要是從提高連鑄機(jī)拉速和提高連鑄機(jī)作業(yè)率兩方面著手。2022 年中國連鑄比發(fā)展到 86％，估計(jì)世界連鑄比為 87％左右。這樣，從 30 年代開始，連鑄工藝便進(jìn)入有色金屬的工業(yè)化階段。但此期間出現(xiàn)了一些專門從事連鑄技術(shù)開發(fā)的集團(tuán)，對(duì)后來連鑄技術(shù)的發(fā)展和推廣應(yīng)用起了很大的作用。此外，轉(zhuǎn)爐復(fù)吹技術(shù)、超高功率電弧爐和各種爐外精煉技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，以及鋼鐵工業(yè)朝著大型化、高速化、連續(xù)化方向發(fā)展，都為連鑄的發(fā)展創(chuàng)造了條件。美國因擁有較大的初軋開坯能力，在 70 年代建設(shè)連鑄機(jī)較少，發(fā)展較慢，自 80 年代以后加速了連鑄的發(fā)展，到 1990 年連鑄比已達(dá) 67．1％，1997 年達(dá) 94．7％。經(jīng)過近 30 年的努力，連續(xù)鑄鋼已取代鋼錠模鑄。1956 年重工業(yè)部的鋼鐵研究所曾在一臺(tái)簡單的半連續(xù)鑄機(jī)上澆鑄 φ80mm 圓坯，1957 年當(dāng)時(shí)的上海鋼鐵公司中心實(shí)驗(yàn)室吳大柯主持設(shè)計(jì)并建成了一臺(tái)立式連鑄機(jī)，澆鑄斷面尺寸為75mm180mm 的小矩形坯，這是中國第一臺(tái)工業(yè)性試驗(yàn)連鑄機(jī)。在此基礎(chǔ)上，發(fā)展了一批具有現(xiàn)代化水平的方坯和板坯連鑄機(jī)，使中國的連鑄在 80 年代得到了很大的發(fā)展。馬鞍山鋼鐵公司也由康卡斯特公司引進(jìn)一臺(tái)近終形 H 型異型坯弧形連鑄機(jī)，澆鑄 525mm300mm120mm 和 750mm456mm120mm 兩種異型坯。這些技術(shù)基本上都是源于傳統(tǒng)連鑄技術(shù)，從整個(gè)近終形連鑄技術(shù)來說它們只是在當(dāng)前技術(shù)基礎(chǔ)上的中間過渡技術(shù)?？傮w講，連鑄造工藝相對(duì)模鑄工藝可提高金屬收得率約 9％。而中國還處于起步階段。 連鑄生產(chǎn)所用設(shè)備通?？煞譃橹黧w設(shè)備和輔助設(shè)備兩大部分。上海鋼鐵研究所從 1984 年開始研制第一臺(tái)雙輥薄帶連鑄機(jī)。圖 4（略）為控制系統(tǒng)的工作流程框圖。鋼包溫降問題、側(cè)封板和水口及中間包在線加熱問題得到解決，液壓側(cè)封頂緊與移動(dòng)裝置能將鋼水嚴(yán)密封住，鑄帶邊緣光滑，鑄帶邊部質(zhì)量有明顯提高，側(cè)封的使用壽命也成倍延長。至今，上海鋼研所研究中心薄帶連鑄研究室一方面在為產(chǎn)業(yè)化繼續(xù)攻關(guān)，另一方面，正在把這項(xiàng)技術(shù)推廣給具有遠(yuǎn)見并具備一定條件的企業(yè)，其中硅鋼薄帶連鑄和不銹鋼薄帶連鑄的技術(shù)轉(zhuǎn)讓工作分別進(jìn)行到了設(shè)備設(shè)計(jì)和熱調(diào)試的階段。我國作為鋼鐵生產(chǎn)和消費(fèi)大國，薄帶連鑄這個(gè)世界公認(rèn)的冶金前沿技術(shù)的開發(fā)成功，對(duì)于提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，增強(qiáng)企業(yè)的競爭實(shí)業(yè)，對(duì)于確立我國在該領(lǐng)域的地位具有廣泛的社會(huì)效益和巨大的經(jīng)濟(jì)效益。這類技術(shù)包括上述的鋼水純凈度，不必重點(diǎn)設(shè)專題研究，爐外精煉技術(shù)日趨成熟和多樣化，國內(nèi)完全有能力提供比較純凈的鋼水。碴點(diǎn)的產(chǎn)生是純凈不夠的鋼水以及在澆鑄過程中鋼水產(chǎn)生二次氧化。 由上面分析可見，在薄帶連鑄過程中，某些單項(xiàng)技術(shù)是有其相對(duì)獨(dú)立性的，但在影響連鑄坯質(zhì)量，一次澆鑄鋼水量的因素中，許多問題間是有聯(lián)系的，我們既要看到矛盾的特殊性，又要看到矛盾的普遍性，抓住主要矛盾。只有解決了硬件問題，再配上好的軟件，薄帶連鑄的產(chǎn)業(yè)化才會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。薄板坯連鑄連軋技術(shù)的應(yīng)用，加快了各省重點(diǎn)鋼鐵企業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的步伐。連鑄機(jī)按外形分可分為立式、立彎式、弧形、橢圓形(超低頭)、水平、輪式連鑄機(jī)等。表 6—1　 鋼廠的連鑄機(jī)機(jī)型生產(chǎn)鋼種 連鑄機(jī)機(jī)型 鋼廠軸承鋼 立式、大斷面 日本山陽特殊鋼軸承鋼 立彎式、大方坯 日本神戶制鋼合金結(jié)構(gòu)鋼 弧形板坯 美國阿姆科合金結(jié)構(gòu) 弧形小方 美國北極星連鑄機(jī)拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文15鋼 坯模具鋼 弧形大方坯 日本大同模具鋼 立式 德國蒂森高速鋼 垂直式 奧地利的勃來登弗勒德鋼連鑄生產(chǎn)過程中，必須采取必要措施以保證產(chǎn)品的質(zhì)量，主要是防止鋼液被二次污染，進(jìn)步鋼的潔凈度，進(jìn)步連鑄坯的均勻性，減少連鑄坯的表面及內(nèi)部缺陷，減少凝固過程中產(chǎn)生的成分和組織的偏析等。 (5)凝固末端輕壓下，控制中心偏析、縮孔。設(shè)備呈直線形布置，高度大，相應(yīng)廠房高度要求很大，投資大，已經(jīng)淘汰。由于這種機(jī)型的設(shè)備高度不超出其圓弧半徑，因此極大地降低了連鑄機(jī)的設(shè)備總高度，這種機(jī)型的優(yōu)點(diǎn)是高度降低，缺點(diǎn)是內(nèi)弧側(cè)的坯殼影響夾雜物的上浮，在距鑄坯表面1/4 處出現(xiàn)夾雜富集帶，影響鑄坯質(zhì)量。就直弧型和全弧型板坯連鑄機(jī)相比較而言，全弧型板坯連鑄機(jī)對(duì)供應(yīng)鋼水的純凈度要求較為嚴(yán)格，直弧型板坯連鑄機(jī)使鑄坯質(zhì)量有很大的提高 連鑄機(jī)的結(jié)構(gòu)特征高效連鑄同傳統(tǒng)連鑄相比，其特點(diǎn)是高拉速、高質(zhì)量、高效率、高作業(yè)率、高溫鑄坯。缺點(diǎn)是因鑄坯要經(jīng)過一次彎曲一次矯直，容易產(chǎn)生內(nèi)部裂紋；基建費(fèi)用仍然較高。 弧形連鑄機(jī)總體設(shè)計(jì)計(jì)算與確定弧形連鑄機(jī)總體參數(shù)包括：鑄坯斷面尺寸、冶金長度、拉坯速度、鑄機(jī)半徑以及連鑄機(jī)的流數(shù)。表 32 鑄坯斷面與軋機(jī)配合鑄坯斷面越大，對(duì)加雜物上浮越有利，同時(shí)鑄機(jī)生產(chǎn)能力越大，但鑄坯斷面尺寸超過最大壓縮比的要求時(shí)，就會(huì)相對(duì)得多消耗能量。冷凝系數(shù) K 的確定：在連鑄機(jī)中各段冷卻強(qiáng)度不同，因此各段的 K 值也不同，一般分為兩段，即結(jié)晶器和二冷段，為簡化計(jì)算也可以用一個(gè)綜合系數(shù) K 適用與連鑄機(jī)各段中。冶金長度：當(dāng) δ=H/2 時(shí),鑄坯全部凝固(H 為鑄坯厚度),此時(shí)之長度用 Le 表示,稱冶金長度或液心長度。造成漏鋼的原因是極其復(fù)雜的,但大致可有以下 6 種情況:(1)開澆漏鋼。(5)粘結(jié)漏鋼。拉—推。這類曲線,由不同斜率的直線段拼接而成。 圖 31 線性函數(shù)拉坯曲線連鑄機(jī)拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文25圖 32 準(zhǔn)正弦拉坯曲線拉坯曲線是水平連鑄工藝特殊性所要求的,執(zhí)行正確的拉坯曲線可使鑄坯順利拉出,并可避免鑄坯缺陷和漏鋼。B （）式中 B——寬厚比，B=1；D——坯厚，D=。①澆鑄能力（Q）所謂連鑄機(jī)的澆鑄能力是指每分鐘注入結(jié)晶器內(nèi)的鋼水重量。確定弧形半徑應(yīng)考慮以下四點(diǎn)：（1）邊面允許的變形量；（2）二次冷卻區(qū)應(yīng)有一定的長度；（3）矯直前鑄坯表面溫度；（4）鋼水的