課程設(shè)計(jì)---年產(chǎn)量200萬噸板坯連鑄生產(chǎn)工藝設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-12-13 12:48 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 生產(chǎn)批次及相關(guān)數(shù)據(jù)。得到的板坯經(jīng)垛板臺(tái)垛板后，一部分經(jīng)熱送輥道送入軋鋼車間，余下部分未充分冷卻的送入冷床冷卻，之后一并清理檢查，再次交友冷床冷卻，之后作為車間成品外運(yùn)。 生產(chǎn)工藝流程如下圖： 100 噸轉(zhuǎn)爐 精煉爐 鋼水包回轉(zhuǎn)爐 中間包 二次冷卻系統(tǒng) 拉坯矯直系統(tǒng) 切割機(jī) 打印機(jī) 軋鋼車間 熱送輥道 垛板臺(tái) 結(jié)晶器 外運(yùn) 冷床 清理檢查 冷床 5 三、 連鑄機(jī)設(shè)備參數(shù)的計(jì)算 1. 連鑄機(jī)類型選擇 現(xiàn)在世界各國(guó)使用的連鑄坯有立式、立彎式、弧形、橢圓形和水平式 5 種。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前世界上所建的連鑄機(jī)中，立式占 17%，立彎式占 21%，弧形占 55%，其他形式占 7%。目前新建的連鑄機(jī)是弧形的最多。 立式連鑄機(jī)從中間包到切割站等主要設(shè)備都排在一條垂直繩上。整個(gè)機(jī)身矗立在車間地平面上或者布置在地下的深坑內(nèi)。這種連鑄機(jī)占地面積小，設(shè)備緊湊，高溫鑄坯無需彎曲變形，鑄坯表面和內(nèi)部裂紋少，鑄坯內(nèi)凝固液體中夾雜物容易上浮，鋼水比較 “干凈 ”，二次冷卻裝置和夾輥等結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于維護(hù)。立式連鑄機(jī)的缺點(diǎn)是機(jī)身高達(dá) 20~46m，必須加高廠房或深挖地坑，基建費(fèi)用昂貴；因不能把連鑄機(jī)高度增加過高，故只能低速澆注，生產(chǎn)率低。適用于優(yōu)質(zhì)鋼、合金鋼和對(duì)裂紋敏感小斷面鋼種鑄坯的澆注。 立彎式連鑄機(jī)與立式相比，機(jī)身高度降低，節(jié)省投資；水平方向出坯，加長(zhǎng)機(jī)身比較容易，可實(shí)現(xiàn)高速澆注；鑄坯內(nèi)未凝固鋼液中得夾雜物易上浮，夾雜物分布均勻。缺點(diǎn)是因鑄坯要經(jīng)過一次彎曲一次矯直，故容易產(chǎn)生內(nèi)部裂紋；鑄機(jī)高度雖然降低，但基建費(fèi)用依然較高。結(jié)晶器和立式連鑄機(jī)一樣都是直的，屬于過渡機(jī)型。 弧形連鑄機(jī)采用的是具有某一曲率半徑的弧形結(jié)晶器。其結(jié)晶器，二次冷卻裝置和拉矯設(shè)備都布置在某一半徑的一個(gè)圓的四分之一弧度上。鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)凝固時(shí)就已經(jīng)彎曲，帶液心的鑄坯從結(jié)晶器拉出來，沿著弧形軌道運(yùn)行，繼續(xù)噴水冷卻，在四分之一 圓弧處完成凝固，然后矯直并拉出送至切割站。 弧形連鑄機(jī)的高度僅為立式的三分之一，建設(shè)費(fèi)用低，鋼水靜壓力小，鑄坯在輥間的鼓肚小，鑄坯質(zhì)量好；加長(zhǎng)機(jī)身也比較容易，故可高速澆注，生產(chǎn)率高?；⌒芜B鑄機(jī)的缺點(diǎn)是：因鑄坯彎曲矯直，容易引起內(nèi)部裂紋；鑄坯內(nèi)夾雜物分布不均，內(nèi)弧側(cè)存在夾雜物的聚集；設(shè)備較為復(fù)雜，維修也較困難。 弧形連鑄機(jī)雖然有缺點(diǎn)，但由于在設(shè)備和工藝上的技術(shù)進(jìn)步，仍然是世界各國(guó)鋼廠采用最多的一種機(jī)型。 垂直彎曲型連鑄機(jī)也就是帶直結(jié)器的弧形連鑄機(jī)，這種連鑄機(jī)成為垂直彎曲型連鑄機(jī)。該種鑄機(jī)的垂直段較短，一般僅為 2~3m，鑄坯帶液相彎曲和矯直。它保持了立式連鑄機(jī)的夾雜物易上浮的特點(diǎn)，但由于鑄坯帶液相彎曲和矯直，因而設(shè)計(jì)中應(yīng)盡量降低彎曲和矯直點(diǎn)鑄坯兩相界面處的變形率以保障內(nèi)部質(zhì)量。 橢圓形連鑄機(jī)又稱為超低頭連鑄機(jī)，它的結(jié)晶器、二次冷卻段、夾輥和拉坯矯直機(jī)均布置在 1/4 橢圓弧上，橢圓形圓弧是由多個(gè)半徑的圓弧線所組成，其基本特點(diǎn)與弧形連鑄機(jī)相圖。 水平連鑄機(jī)的結(jié)晶器、二次冷卻區(qū)、拉坯矯直機(jī)、切割裝置等設(shè)備安裝在水平位置上。水平連鑄機(jī)的中間罐與結(jié)晶器是緊密相連的。中間罐水口與結(jié)晶器相連接處裝有分離環(huán)。拉坯時(shí)，結(jié)晶器不振動(dòng)，而是通過拉坯機(jī)帶動(dòng)鑄坯做拉 ——反推 ——停不同組合的周期性運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)的。 水平連鑄機(jī)是高度最低的連鑄機(jī)，其設(shè)備簡(jiǎn)單，投資省，維護(hù)方便。水平連鑄機(jī)結(jié)晶器內(nèi)鋼液靜壓力小，避免了鑄坯的鼓肚變形，中間罐與結(jié)晶器之間是密封連接，有效防止了鋼液流動(dòng)過程中的二次氧化；鑄坯的清潔度高，夾雜物含量6 少，一般僅為弧形連鑄坯的 1/8~1/1另外，鑄坯無需矯 直，也就不存在由于矯直彎曲而產(chǎn)生裂紋的可能性，鑄坯質(zhì)量好，適合澆注特殊鋼和高合金鋼，因而受到各國(guó)的關(guān)注。我國(guó)從 70 年代末開始進(jìn)行了大量的研究和工業(yè)試驗(yàn)工作。 本車間模擬生產(chǎn)的板坯屬于中厚板，寬度也較大，不屬于小斷面鑄坯，不能使用立式連鑄機(jī)和立彎式連鑄機(jī)。綜合考慮基礎(chǔ)建設(shè)投資和技術(shù)成熟度，選用弧形連鑄機(jī)作為生產(chǎn)機(jī)器。 另，參考相關(guān)企業(yè)車間設(shè)計(jì)，選擇雙臂鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)，封閉系統(tǒng)澆注，鋼包和中間包之間采用長(zhǎng)水口裝置，要求回轉(zhuǎn)臺(tái)具有使鋼包升降的功能。設(shè)鋼包加保溫蓋裝置，采用大容量中間包，中間包內(nèi)設(shè)擋渣墻和壩，和結(jié)晶器 之間采用浸入式水口保護(hù)澆注。設(shè)置塞棒機(jī)構(gòu)。采用可調(diào)寬的結(jié)晶器和多點(diǎn)拉矯機(jī)。采用水冷和氣 ——水冷卻兼?zhèn)涞蔫T坯冷卻系統(tǒng)，即二冷區(qū)的上半部分噴水強(qiáng)冷，中段和后段用氣 ——水霧化緩冷，水平段液心回?zé)帷＜瓤梢詼p少表面裂紋，生產(chǎn)高溫鑄坯，又比較經(jīng)濟(jì)。采用上裝引錠桿和火焰切割設(shè)備，電磁攪拌機(jī)裝置攪拌。鑄坯表面溫度測(cè)量采用非接觸式輻射高溫計(jì)。 2. 連鑄機(jī)流數(shù) 連鑄機(jī)流數(shù) n 可按下式計(jì)算： n = Q0Tmax F vc ?? 式中： n： 連鑄機(jī)流數(shù)； Q0： 鋼包實(shí)際容量， t； Tmax： 鋼包澆鑄時(shí)間， min； F： 鑄坯斷面積， m2； vc： 拉坯速度， m／ min； γ： 鑄坯密度， t／ m3。 計(jì)算條件： Q0=100t， Tmax =60min， F1=， F2=，F(xiàn)3=， F4=， vc=； 帶入數(shù)據(jù)有： N1=200/(60****)= 流 N2=200/(60****)= 流 N3=200/(60****)= 流 N4=200/(60****)= 流 因此，取流數(shù)為 n=1 流。 3. 中間包容量 中間包是短流程煉鋼中用到的一個(gè)耐火材料容器，首先接受從鋼包澆下來的鋼水，然后再由中間包水口分配到各個(gè)結(jié)晶器中去。通常認(rèn)為中間包起以下作用： 1) 分流作用。對(duì)于多流連鑄機(jī)，由多水口中間包對(duì)鋼液進(jìn)行分流。 2) 連澆作用。在多爐連澆時(shí)，中間包存儲(chǔ)的鋼液在換盛鋼桶時(shí)起到銜接的作用。 7 3) 減壓作用。盛鋼桶內(nèi)液面高度有 5~6m，沖擊力很大，在澆鑄過程中變化幅度也很大。中間包液面高度比盛鋼桶低，變化幅度也小得多，因此可用來穩(wěn)定鋼液澆鑄過程，減小鋼流對(duì)結(jié)晶器凝固坯殼的沖刷。 4) 保護(hù)作用。通過中間包液面的覆蓋劑，長(zhǎng)水口以及其他保護(hù)裝置，減少中間包中的鋼液受外界的污染。 5) 清楚雜質(zhì)作用。中間包作為鋼液凝固之前所經(jīng)過的最后一個(gè)耐火材料容器，對(duì)鋼的質(zhì)量有著重要的影響，應(yīng)該盡可能使鋼中非金屬夾雜物的顆粒在處于液體狀態(tài)時(shí)排除掉。中間包容量有 、 、 、 四種，國(guó)際上水平連鑄的中間包有加大趨向，原因有： 1)使鋼水在中間包內(nèi)溫降速度小，可達(dá) ℃ ／ min。 2)使夾雜充分上浮保證大型夾雜物不近入結(jié)晶器內(nèi)。 3)中斷鋼水后能維持較長(zhǎng)的澆鑄時(shí)間 (大于 30min 有利于多爐連澆 )。中間包容量過大，中間包小車、臺(tái)車及傾翻設(shè)備過大，則修建、砌包、烘烤、費(fèi)用都將加大。 按照設(shè)計(jì)要求，采用容量為 的中間包。 4. 設(shè)備清單 序號(hào) 設(shè)備名稱 數(shù)量 備注 1. 鋼包 包轉(zhuǎn)臺(tái) 1 2. 長(zhǎng)水口機(jī)械手 1 3. 中間包車組 1 液壓升降 4. 中間包蓋 1 5. 中間包 2 6. 中間包烘烤裝置 2 7. 中間包水口烘烤裝置 1 8. 懸臂操作箱 1 9. 結(jié)晶器 1 10. 結(jié)晶器罩 1 11. 振
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