【正文】 ................ 28 ..................................... 28 ............................................................................. 29 ............................................................................. 30 ......................................................................... 33 ............................................................................................. 34 橢圓齒輪的加工制造 .................................................................................... 38 橢圓齒輪的傳動(dòng)特性及應(yīng)用 ........................................................................ 39 4. 板坯連鑄結(jié)晶器的材料與工作條件 .................................................................. 42 板坯連鑄結(jié)晶器的傳熱及冷卻系統(tǒng) ....................................................................... 42 ................................................................................. 42 板坯連鑄結(jié)晶器的冷卻系統(tǒng) ........................................................................ 44 .................................................................................... 45 板坯連鑄結(jié)晶器材料的選取及原因 ............................................................ 45 ..................................................................... 47 ................................................................................ 47 ............................................................................................ 49 5 板坯連鑄結(jié)晶器的在線調(diào)寬技術(shù) ........................................................................ 51 ............................................................................ 51 板坯連鑄結(jié)晶器寬面調(diào)節(jié)裝置的作用及結(jié)構(gòu)形式 ............................................... 51 板坯連鑄結(jié)晶器寬面調(diào)節(jié)裝置的作用 ........................................................ 51 第 V 頁(yè) 板坯連鑄結(jié)晶器寬面調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)形式 ................................................ 51 6. 連續(xù)鑄鋼的能源消耗與環(huán)保簡(jiǎn)析 ............................................................................. 54 結(jié)論 ..................................................................................................................................... 55 致謝 ..................................................................................................................................... 56 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................... 56 第 1 頁(yè) 1．緒論 連續(xù)鑄鋼的發(fā)展概況 連續(xù)鑄鋼是把液態(tài)鋼用連鑄機(jī)澆注、冷凝、切割而直接得到鑄坯的工藝。隨著連鑄技術(shù)的發(fā)展，與正弦振動(dòng)相對(duì)應(yīng)的非正弦振動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)逐漸體現(xiàn)出來(lái)，它進(jìn)一步提高連鑄的生產(chǎn)效率和鑄坯的表面質(zhì)量。同時(shí)也介紹了連鑄結(jié)晶器電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)的選取，并校核了蝸輪 蝸桿減速機(jī)的蝸桿的強(qiáng)度，對(duì)連鑄的發(fā)展概況等問(wèn)題也做了簡(jiǎn)要介紹。 連續(xù)澆鑄液體金屬的最初概念是在十九世紀(jì)中葉提出的，由于技術(shù)條件的限制，Sellers（ 1840） 、 Laing（ 1843）和 Henrry Pessemer 提出的設(shè)想只能用于澆鑄低熔點(diǎn)的有色金屬，而德國(guó)人 1897 年提出了與近代連鑄機(jī)相似的第一臺(tái)連鑄設(shè) 備的基本設(shè)計(jì)，但直到 20 世紀(jì)三十年代連續(xù)澆鑄才首先在有色金屬工業(yè)中得到實(shí)現(xiàn)， 1933年，連鑄的先驅(qū)者德國(guó)人容漢斯建設(shè)了第一臺(tái) 1700 噸 /月立式帶振動(dòng)結(jié)晶器的連鑄機(jī)，首先澆注銅鋁合金獲得成功，使有色金屬連鑄應(yīng)用于生產(chǎn)。 六十年代，連續(xù)鑄鋼進(jìn)入了工業(yè)應(yīng)用階段，為了降低設(shè)備費(fèi)用和出坯合理化，研制了在鑄坯凝固后進(jìn)行彎曲矯直的立彎式連鑄機(jī)，但是這種形式的連鑄機(jī)作為大規(guī)模生產(chǎn)使用時(shí)，有增大鋼液靜壓力，使鑄坯生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題和增大設(shè)備費(fèi)用的缺點(diǎn)，為此發(fā)展了能彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)的弧形連鑄機(jī)，并成為六十年代后半期的主要機(jī)型， 1961 年第一臺(tái)立彎式板坯連鑄機(jī)在聯(lián)邦德國(guó)建成，鑄坯斷面為 200 1520mm,1963 年第一臺(tái)弧形結(jié)晶器小 第 2 頁(yè) 方坯連鑄機(jī)在瑞士建成投產(chǎn)， 1964 年第一個(gè)全連鑄鋼廠在英國(guó)謝爾頓廠投產(chǎn)，該廠有 4臺(tái)連鑄機(jī)共 11 流，生產(chǎn)低碳鋼和第合金鋼 ，鑄坯斷面為 140 140～ 432 632mm。 自 80 年代初 ~90 年代初，連續(xù)鑄鋼技術(shù)經(jīng)歷了其工業(yè)化的全盛時(shí)期，其特點(diǎn)是： 世界連鑄比迅速增長(zhǎng)。基于這些基本差別，使得連鑄和模鑄在許多方面都形成了鮮明的對(duì)比。 除了上述突出的優(yōu)點(diǎn)外，連鑄還具有占地面積小、生產(chǎn)周期快、噸坯成本低等優(yōu)點(diǎn)。 雖然我國(guó)的連鑄起步較早，尤其是最近十幾年的飛速發(fā)展，已經(jīng)使中國(guó)的連鑄技術(shù)達(dá)到了很高的水平，而且中國(guó)的連鑄技術(shù)也已經(jīng)在國(guó)外 (越南、伊拉克等 )得到了應(yīng)用，但中國(guó)的連鑄技術(shù)還存在很多不足，和發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家相比還有很大的差距。 結(jié)晶器是連續(xù)鑄鋼機(jī)的心臟，只有保證其正常有效地工作，才能使得連鑄這一整體過(guò)程體現(xiàn)出生機(jī)與活力。 目前我國(guó)超 低頭板坯連鑄機(jī)上使用的結(jié)晶器，是一種較新的手動(dòng)集中調(diào)整的結(jié)晶器，不論寬面調(diào)整，還是窄面調(diào)整，均可集中在一起，手動(dòng)機(jī)械進(jìn)行操作，因而比較方便。通過(guò)形狀的改變，使鑄坯收縮力和靜壓 力的作用相互抵消。在這種振動(dòng)方式中，結(jié)晶器下降時(shí)與鑄坯保持同步運(yùn)動(dòng)，使拉裂的坯殼在此階段得以愈合，其愈合時(shí)間大約占整個(gè)運(yùn)動(dòng)周期的 75%；然后鑄坯以 3 倍的拉坯速度 上升。所以對(duì)于實(shí)現(xiàn)高速拉坯，非正弦式振動(dòng)的效果十分理想。 板坯連鑄結(jié)晶器的性能要求 設(shè)計(jì)結(jié)晶器時(shí)，從鑄坯成形的基本熱工過(guò)程出發(fā)，結(jié)合生產(chǎn)工藝的基本要求，對(duì)結(jié)晶器提出以下主要要求： （ 1）良好的導(dǎo)熱性能使鋼液快速凝固，每 1kg 鋼水澆注成坯并冷卻到室溫，放出的熱量約為 1340kJ/kg，而結(jié)晶器約帶走 5～ 10%，即 67~134kJ/kg，若板坯尺寸為 250 1700mm，拉速為 1m/min時(shí)，結(jié)晶器每分鐘帶走的熱量多達(dá) 20 萬(wàn) kJ/kg，而結(jié)晶器長(zhǎng)度又較短， 一般不超過(guò) 1m，在這樣短的距離內(nèi)要帶走大量的熱量，要求它必須具有良好的導(dǎo)熱性能，若導(dǎo)熱性較差，會(huì)使出結(jié)晶器的鑄坯坯殼變薄，為防止拉漏，只好降低拉速，因此結(jié)晶器具有良好的導(dǎo)熱性是實(shí)現(xiàn)高拉速的重要前提。低速鑄機(jī)采用短結(jié)晶器 ，高速鑄機(jī)采用長(zhǎng)結(jié)晶器。故結(jié)晶器的實(shí)際長(zhǎng)度 L為： 39。在鑄機(jī)生產(chǎn)中根據(jù)鋼廠的生產(chǎn)使用經(jīng)驗(yàn)可作適當(dāng)調(diào)整。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)銅板厚度一般為 35～ 45 mm，這次設(shè)計(jì)中取銅板厚度為40mm。 對(duì)于板坯連鑄機(jī)的結(jié)晶器，由于鑄坯厚度方向的收縮叫寬度方向的收縮小的多，為便于安裝找正，結(jié)晶器的寬面一般都做成平行的。 最初的結(jié)晶器時(shí)沒(méi)有錐度的，因而，易出現(xiàn)漏鋼事故及脫方、角部裂紋等缺陷。一般來(lái)說(shuō)，現(xiàn)在的多錐度結(jié)晶器上部從彎月面至銅管 變形量最大處的錐度較小，而下部錐度更小。由凝固定律決定拉速： 第 13 頁(yè) cV =2aKL??????? （ ） 式中 aK — 凝固系數(shù)（ mm/ min ）板坯取 17～ 20； L— 結(jié)晶器長(zhǎng)度（ mm）； ?— 鑄坯出結(jié)晶器下口處的坯殼厚度（ mm）； 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，板坯取 ? =12～ 15mm。 板坯連鑄結(jié)晶器蝸輪 蝸桿減速機(jī)的主要參數(shù)的確定 輸入功率： 1 ? 蝸桿的實(shí)際轉(zhuǎn)速： 1 1480r / minn ? 蝸桿頭數(shù)： 1 4z? 傳動(dòng)比： 14i? 蝸輪的齒數(shù)： 21 1 4 4 5 6Z iZ? ? ? ? 減速機(jī)的模數(shù)： 10mmm? 第 15 頁(yè) 蝸桿的直徑系數(shù)： 1 80 810dq m? ? ? 蝸桿的分度圓 直徑： 1 1 0 8 8 0m md m q? ? ? ? 蝸輪的分度圓直徑： 22 1 0 5 6 5 6 0m md m z? ? ? ? 蝸桿的輸入轉(zhuǎn)矩： 6611 1 4 1 .49 .5 5 1 0 9 .5 5 1 0 2 6 7 1 4 1 .8 9 N m m1480PT n? ? ? ? ? ? ? 估取傳動(dòng)效率： ?? 蝸輪轉(zhuǎn)矩： 21 1 4 0 . 9 2 6 7 1 4 1 . 8 9 3 3 6 5 9 8 7 . 8 1 N m mT i T?? ? ? ? ? ? 蝸桿（軸）的強(qiáng)度計(jì)算 減速機(jī)各軸傳遞功率及速比，承受載荷較大，因此蝸桿需要進(jìn)行校核。因此對(duì)Ⅴ剖面的疲勞強(qiáng)度進(jìn)行校核。由于結(jié)晶器的振動(dòng)，使其內(nèi)壁獲得良好的潤(rùn)滑條件，減少了摩擦力又能防止鋼水與內(nèi)壁的粘結(jié)，同時(shí)還可以改善鑄坯的表面質(zhì)量。它的主要特點(diǎn)是：結(jié)晶器在向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中有較長(zhǎng)一段時(shí)間其速度稍大于拉坯速度，即所謂的“負(fù)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)”。在正滑脫運(yùn)動(dòng)期間，鑄坯坯殼受拉應(yīng)力；在負(fù)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)期間，坯殼受壓應(yīng)力作用。 （ 6）雖然負(fù)滑脫時(shí)間較正弦時(shí)小，但負(fù)滑脫量保持不變，甚至有所增加，因此能對(duì)鋼水彎月面附近的坯殼有一定的壓縮應(yīng)力，從而有利于脫模。 2si n1000 60fh fvt????? ???? （ ） 式中 h—— 振動(dòng)的行程 (兩倍振幅 )， mm； f —— 振動(dòng)的頻率， 1min? 式（ ）可見(jiàn)結(jié)晶器振動(dòng)的速度完全取決于振幅 /2h 和頻率 f ，所以振幅和頻率是決定結(jié)晶器正弦振動(dòng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)或稱基本參數(shù)。 2．頻率的確定 確定振動(dòng)頻率時(shí)，應(yīng)以保證負(fù)滑動(dòng)時(shí)間 Nt 取得較小值，或最佳值為前提。 第 27 頁(yè) 因此，低頻率不能被采用。 1．負(fù)滑動(dòng)率 NS 正弦振動(dòng)負(fù)滑動(dòng)率用下式表示： 100%cmcVVNS V??? （ ） 式中 cV — 拉坯速度， m/min； mV — 結(jié)晶器振動(dòng)的平均速度， m/min； 結(jié)晶器的平均振動(dòng)速度可按面積平均法求得，參看圖 。 結(jié)晶器非正弦振動(dòng)理論 從連鑄結(jié)晶器振動(dòng)方式的研究進(jìn)展可以看出，采