【文章內(nèi)容簡介】 序。 連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)所用的設(shè)備，實際上是包括在連鑄作業(yè)線上的一整套機械設(shè)備。通?？煞譃橹黧w設(shè)備和輔助設(shè)備兩大部分。主體設(shè)備包括有：澆鑄設(shè)備 —— 盛鋼桶運載設(shè)備、中間罐及中間罐小車或旋轉(zhuǎn)臺；結(jié)晶器及其振動裝置；二次冷卻支導(dǎo)裝置，如在弧形連鑄設(shè)備中采用直結(jié)晶器時，需設(shè)頂彎裝置；拉坯矯直設(shè)備 —— 拉坯機、矯直機、引錠鏈、脫錠與引錠鏈存放 裝置；切割設(shè)備 —— 火焰切割機與機械剪切機（擺式剪切機、步進(jìn)式剪切機等）。輔助設(shè)備主要有：出坯及精整設(shè)備 —— 輥道、拉（推）鋼機、翻鋼機、火焰清理機等；工藝性設(shè)備 —— 中間罐烘烤裝置、吹氬裝置、脫氣裝置、保護渣供給與結(jié)晶器潤滑裝置等；自動控制與測量儀表 —— 結(jié)晶器液面測量與顯示系統(tǒng)、過程控制計算機、測量、測重、測長、測速、測壓等儀表系統(tǒng)。 在連續(xù)鑄鋼的 發(fā)展過程中，連續(xù)鑄鋼設(shè)備（連鑄機）先后出現(xiàn)了立式連鑄機、立彎式連 鑄機、弧形 連鑄機（直弧形、全弧形、弧形多點矯直、超低頭型）、水平式連鑄機（如圖 14）。 畢業(yè)設(shè)計說明書 共 60 頁 第 12 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 14 2. 小方坯連鑄機拉矯設(shè)備結(jié)構(gòu) 設(shè)計 小方坯連鑄機拉矯設(shè)備及主要參數(shù) 【 1】 【 2】【 4】 在各種連鑄機中都必須有拉矯機，已便將引錠桿及與其凝結(jié)在一起的鑄坯連續(xù)拉出結(jié)晶器，然后經(jīng)過二次冷卻支承導(dǎo)向裝置使鑄坯進(jìn)入拉坯機。鑄坯出拉輥后便可脫錠（即將引錠桿與鑄坯分開）。在實際的弧形連鑄機中，拉坯和矯直這兩道工序常是在同一個機組里完成的，故統(tǒng)稱其拉坯矯直機（簡稱拉矯機）。拉矯機是連續(xù)拉出鑄坯、矯直鑄坯與切斷成坯的主要設(shè)備，在設(shè)計和使用上應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝的下述基本要求： （ 1） 應(yīng) 具有足夠的拉坯和矯直能力，以適應(yīng)生產(chǎn)上可能出現(xiàn)的最大阻力，但應(yīng)備有可靠的過載保護措施； （ 2） 驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)具有良好的調(diào)速性能，并能實現(xiàn)反轉(zhuǎn)，拉坯速度一般應(yīng)與結(jié)晶器的振動速度實現(xiàn)連鎖； （ 3） 為了適應(yīng)連續(xù)、高溫的工作條件，設(shè)備應(yīng)有足夠的強度和剛度，并采用有效的 畢業(yè)設(shè)計說明書 共 60 頁 第 13 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 方法對設(shè)備本體進(jìn)行冷卻，以防止變形； （ 4） 在結(jié)構(gòu)上要能適應(yīng)鑄坯斷面在一定范圍內(nèi)的變化，并允許不能矯直的鑄坯通過，以及在多機多流連鑄機上對其結(jié)構(gòu)的特殊要求； （ 5） 采用多輥拉矯機時，可考慮為實行液心拉矯和壓縮澆鑄新工藝創(chuàng)造條件。 拉矯機的型式 單 點矯直拉矯機 單點矯直拉矯機由 4 個輥及機架組成 (如下圖 21)，前邊一對輥用來拉坯和送引錠桿，后兩個輥分下矯直輥和上矯直輥，由拉坯輥和上、下矯直輥構(gòu)成三點，形成力的杠桿作用，矯直鑄坯。拉坯輥與下矯直輥設(shè)有傳動裝置，上矯直輥為自由輥，由液壓缸或氣缸壓下。 拉坯輥設(shè)在弧線上，下矯直輥布置在弧形的切點上，這樣既在送引錠桿時順利把引錠桿送入結(jié)構(gòu)器，同時防止在矯直過程中把矯直力通過鑄坯壓在扇形段的最后一個輥上，從而引起夾輥過載，損壞夾輥。 上、下拉坯輥如果采用同一傳動機構(gòu)時，其直徑是不同的。因為引錠桿或鑄坯有一定的厚度，所以上下輥的拉坯速度不同， 圖 21 這種單點矯直拉矯機一般用于早期板坯連鑄機的全凝矯直上，現(xiàn)代大型板坯連鑄機的拉矯機，每個傳動輥分別設(shè)有單獨的傳動裝置，各傳動輥的速度由自設(shè)電動機調(diào)整，調(diào)速靈活，操作方便。， 畢業(yè)設(shè)計說明書 共 60 頁 第 14 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 多點矯直拉矯機 單點矯直鑄坯時，連鑄機的弧形線只有一個曲率半徑，矯直時應(yīng)變量大，應(yīng)變速率大。如果用來矯直帶液心的鑄坯，在剪切應(yīng)力的作用下，其彎曲中性面與一般假設(shè)的中性面的位置不同，增大了鑄坯產(chǎn)生內(nèi)裂的危險性。采用多點矯直，把集中到一點的應(yīng)變量分散到幾個點 逐漸完成，從而減輕和消除鑄坯產(chǎn)生內(nèi)裂的危險性。 多點矯直拉矯機布置在弧形段內(nèi) (如下圖 22 所示 )。圖中第 3 扇形段和第 4 扇形段的 28 號輥、 30 號輥、 33 號輥和 35 號輥為矯直輥，它們的曲率半徑分別為 5700ram、7200mm,11000mm和無限大。 圖 22 多點矯直拉矯機 合理計算各矯直點的曲率半徑和安排各矯直點的位置，把矯直的總應(yīng)變量合理分配到各矯直點，是設(shè)計多點拉矯機的關(guān)鍵，既矯直鑄坯，又保證鑄坯不產(chǎn)生內(nèi)裂紋。 多點拉矯機的矯直輥分配在各扇形段，位于基本半徑弧內(nèi)的扇形段，各輥子的弧形半徑是相等的，而在拉矯區(qū)內(nèi)扇形段的矯直輥的弧形半徑是不相同的，在結(jié)構(gòu)上二者是完全一樣的。 畢業(yè)設(shè)計說明書 共 60 頁 第 15 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 漸近矯直拉矯機 圖 23 拉矯機以恒定的低應(yīng)變速率矯直鑄坯的技術(shù)叫漸近矯直技術(shù)。 漸近矯直拉矯機的結(jié)構(gòu)分矯直段和水平段，矯直段將鑄坯矯直，水平段協(xié)同矯直段拉出鑄坯。矯直段由輥子和機架組成，其中，前后兩輥為傳動輥，后傳動輥設(shè)在連鑄機的弧線的接近水平線切點位置。傳動輥的出軸與傳動裝置的萬向接手相聯(lián)，上下輥都設(shè)有傳動裝置。上傳動輥安裝在一個特殊的四聯(lián)桿機構(gòu)上，四聯(lián)桿機 構(gòu)由液壓缸操縱，液壓缸活塞桿出端與四聯(lián)桿鉸接，液壓缸的下端與機架鉸接?；钊麠U升起與降落，使四聯(lián)桿機構(gòu)帶動上傳動輥壓緊鑄坯或引錠桿，達(dá)到拉坯或上引錠桿的目的。下傳動輥用螺栓固定在外弧架上。 機架分內(nèi)弧架、外弧架和側(cè)支架，外弧架設(shè)有兩個橫梁，用螺栓固定在底座上。側(cè)支架裝在外弧架橫梁的兩端，用斜楔與外弧架的橫梁聯(lián)接。側(cè)支架的 4 個立柱上裝有 4 個液壓缸，液壓缸活塞桿的出端與內(nèi)弧架橫梁聯(lián)接，構(gòu)成內(nèi)弧架可調(diào)，以調(diào)整上下輥的開口度。內(nèi)弧架也設(shè)有兩個橫梁，橫梁與側(cè)支架立柱臺肩之間設(shè)有調(diào)整墊片，在側(cè)支架立柱的上端還設(shè)有 鎖緊裝置及水平液壓缸，正常生產(chǎn)運行時，水平液壓缸拉緊鎖緊裝置，使內(nèi)外弧架不能松動。當(dāng)調(diào)整上下輥的開口度時，首先使水平液壓缸動作，松開鎖緊裝置，再用升降液壓缸將內(nèi)弧架升起，增加或減少調(diào)整墊片的個數(shù)，墊片的總厚度達(dá)到要求的開口度時，升降液壓缸活塞桿下降，即降下內(nèi)弧架，水平液壓 畢業(yè)設(shè)計說明書 共 60 頁 第 16 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 缸動作拉緊鎖緊裝置。 拉矯機組成 部分 傳動系統(tǒng) 傳動系統(tǒng)主要包括電動機、減速器、齒輪座及萬向聯(lián)軸器等。由連鑄的工藝條件決定，在澆鑄過程中，要求經(jīng)常變更拉坯速度。因此 ，拉矯機應(yīng)選用調(diào)速性能良好的直流電動機，在個別小斷面連鑄機上也可采用交流滑差式電動機。為了控制速度的變化還應(yīng)配備調(diào)速發(fā)電機。 通常減速器只有一根輸出軸，而拉矯機至少應(yīng)有兩個以上的拉輥需要傳動。故在減速器和拉矯機之間可設(shè)置齒輪座，以實現(xiàn)將單軸轉(zhuǎn)動變成多軸 (輥 )轉(zhuǎn)動。共上下兩個拉矯輥轉(zhuǎn)動方向相反，相鄰兩個上拉矯輥或兩個下拉矯輥轉(zhuǎn)動方向相同且轉(zhuǎn)動速度相等。根據(jù)需要，齒輪座也能實現(xiàn)一些減速。實際上，只有拉矯輥較少時才能采用齒輪座，而當(dāng)拉矯輥較多時則不宜用齒輪座。尤其對多輥拉矯機，由于尺寸限制常采用電動機經(jīng)行 星減速器、萬向聯(lián)軸器單獨傳動每個拉矯輥。 由于拉矯機在工作中，拉矯輥都有較大的調(diào)節(jié)距離，所以常采用萬向聯(lián)軸器將拉矯輥和齒輪座 (在多輥拉矯機中為行星減速器 )的出軸相連接，以實現(xiàn)在較大傾角下 (最大可達(dá) 8～ 10176。，一般小于 7176。 )能比較平穩(wěn)地傳遞較大扭矩。 工作系統(tǒng) 它主要包括機架、拉矯輥及軸承、壓下裝置等。機 架主要是用于安放和支承拉矯輥及其調(diào)整裝置的。除個別輥數(shù)較少的拉矯 機采用鉗式與牌坊式聯(lián)合機架外，其余幾乎都采用牌坊開式機架。牌坊開式機架不但易于安裝而且剛性好，又能承受較大負(fù)荷，安裝拉矯輥的數(shù)目較多。過去多用鑄鋼制成，近年來采用焊接結(jié)構(gòu)較多，特別是焊接的箱形結(jié)構(gòu)更適合于機架內(nèi)部通水冷卻。 拉矯輥一般用 45 號鋼制造，為提高其使用壽命，最好選用熱疲勞強度較高的鋼制造 如鉻鉬鋼。拉矯輥一般都采用滾動軸承支承，在個別小型連鑄機上也有用滑動軸承，軸水通過軸承座安裝在 機架內(nèi)。軸承座一端固定，另一端做成自由端，允許輥子沿軸線脹縮。輥 身長一般直比鑄坯每邊寬出 50～ 100mm，且上下輥安裝要嚴(yán)格平行 畢業(yè)設(shè)計說明書 共 60 頁 第 17 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 和對中。拉矯輥 有實心和空心兩種，以適應(yīng)外噴水冷卻和輥內(nèi)通水冷卻的需要。 拉矯輥的壓下與 調(diào)節(jié)機構(gòu)通常有電動和液壓兩種。只有個別小型鑄機用手動壓下螺絲調(diào)節(jié)。電動蝸桿或螺旋傳動壓下結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，而液壓壓下結(jié)構(gòu)既簡單又可靠，只須建個液壓站。根據(jù)拉矯機的工作特點用液壓壓下及調(diào)節(jié)較為理想，它在各國得到廣泛應(yīng)用。 拉矯機是長期在高溫條件下連續(xù)工作的機械設(shè)備，除機體本身必須具備的強度和剛度條件外，為保證其工作的可靠性，良好的冷卻和充分的潤滑乃十分必要。設(shè)備本身的冷卻有兩種方法：一是用外部噴水冷卻，即外冷法；另一種是在機架內(nèi)部和拉矯輥輥身內(nèi)通水冷卻，即內(nèi)冷法。內(nèi)冷法的冷卻水不會噴到鑄坯上，尤其在只需冷 卻設(shè)備本身時，不致降低鑄坯的溫度起不良作用。如在實行多爐連澆等待換罐時，采用低拉速操作則更有明顯的優(yōu)越性。它的主要問題是，有的零部件加工制造比較困難。外冷法則與其相反。至今各國對拉矯輥內(nèi)冷或外冷尚有不同的看法。潤滑有分散和集中兩種方式，現(xiàn)代的連鑄機特別是大、中型連鑄機都采用集中潤滑系統(tǒng)，它能很好的適應(yīng)生產(chǎn)要求。 拉矯機應(yīng)設(shè)有必要的防護措施和安壘措施，這點對多輥拉矯機尤為必要。為防止軸承被熱鑄坯長時間輻射過熱，可在軸承座和鑄坯聞裝上擋熱板。有的擋熱板是用鍍鋅鋼板包起來的石棉板制成，由于在矯直鑄坯過程中，連鑄機 弧線拐點處下拉矯輥的矯直反力最大，故應(yīng)在下輥的下邊裝設(shè)支承輥，以增加其承載能力。同時還可在下支承輥的軸承座下安裝測力傳感器，當(dāng)矯直反作用力大到一定程度時可報警，使拉矯機停止運轉(zhuǎn)或液壓缸自動卸壓，以防毀壞設(shè)備。 小方坯連鑄拉矯機的主要設(shè)計參數(shù) 小方坯連鑄拉矯機的主要設(shè)計參數(shù)是機械設(shè)備設(shè)計的主要依據(jù)，是決定設(shè)備性能和尺寸的基本因素。主要設(shè)計參數(shù)包括鑄坯斷面，拉坯速度，曲率半徑以及裝引錠桿的速度等。 鑄坯斷面 0 140 140A mm mm?? 拉坯速度 / minPVm? 鑄機外弧半徑 6R? m 畢業(yè)設(shè)計說明書 共 60 頁 第 18 頁