【正文】 如，與日立造船合作設(shè)計(jì)的1900mm連鑄機(jī)，舞陽1900mm連鑄機(jī)，濟(jì)鋼1400mm連鑄機(jī)，武鋼1900mm自行設(shè)計(jì)連鑄機(jī)。目前，國內(nèi)連鑄機(jī)的核心設(shè)備注入鋼包回轉(zhuǎn)臺、中間罐車、結(jié)晶器、結(jié)晶器震動裝置，支撐導(dǎo)向段，扇形段等設(shè)計(jì)制造已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平連鑄機(jī)的總體趨勢由立式向立彎式，直弧式，全弧式發(fā)展。 現(xiàn)代連鑄機(jī)的分類(1)按機(jī)型分按機(jī)型連鑄機(jī)可分為立式連鑄機(jī)、立彎式連鑄機(jī)、直線性連鑄機(jī)、全弧形連鑄機(jī)、多半徑橢圓型連鑄機(jī)、水平連鑄機(jī)、輪帶式連鑄機(jī)、履帶式連鑄機(jī)等。(2)按鑄坯彎曲矯直方式分單點(diǎn)矯直連鑄機(jī)、多點(diǎn)彎矯連鑄機(jī)、連鑄彎矯連鑄機(jī)、漸進(jìn)矯直連鑄機(jī)等。(3)按臺、機(jī)、流分連鑄機(jī)共用Z個鋼包澆注，成為Z臺連鑄機(jī)，按連鑄機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)量X成為Z臺X機(jī)連鑄機(jī)，X機(jī)驅(qū)動方式澆鑄Y流鑄坯稱為X機(jī)Y流連鑄機(jī)。因此連鑄機(jī)往往被稱為Z臺X機(jī)Y流連鑄機(jī)。(4)按功能分一臺連鑄機(jī)既能澆鑄板坯又能澆鑄方坯或者同時能澆鑄板坯和方坯時稱為板方坯兼容連鑄機(jī)。(5)按斷面尺寸按斷面尺寸分為板坯連鑄機(jī)、帶坯連鑄機(jī)、小方坯連鑄機(jī)、大方坯連鑄機(jī)、圓坯連鑄機(jī)、異型斷面連鑄機(jī)。結(jié)晶器是連鑄設(shè)備中的鑄坯成型設(shè)備，人們稱它是連鑄機(jī)的心臟。它的功能是將連續(xù)不斷地注入其腔內(nèi)的高溫鋼液通過冷卻壁強(qiáng)制冷卻，到出其熱量，使鋼液在結(jié)晶器內(nèi)逐漸凝固成所需的斷面形狀和一定厚度的坯殼，并是這種芯部仍為液態(tài)的鑄坯不斷的從結(jié)晶器的下口被拉出，進(jìn)入二次冷卻區(qū)。為保證坯殼不被拉漏以及不產(chǎn)生變形和裂紋等缺陷，結(jié)晶器的性能對連鑄機(jī)的性能對連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力和鑄坯的質(zhì)量都起到非常重要的作用。結(jié)晶器是非常重要的設(shè)備，結(jié)晶器為坯殼形成的最初階段提供了冷卻，幾何形狀和空間，連續(xù)的鋼水通過結(jié)晶器內(nèi)部的銅板強(qiáng)制冷卻，逐步成型。這個過程是鋼水(坯殼)與結(jié)晶器之間連續(xù)相對運(yùn)動下進(jìn)行的。因此結(jié)晶器一直承受著鋼水靜壓力、坯殼和銅板間摩擦力鋼水熱量的傳導(dǎo)等因素的影響，使結(jié)晶器始終處在機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力綜合作用下，工作條件極為復(fù)雜。結(jié)晶器在生產(chǎn)過程中，是否能夠保證均勻強(qiáng)化的冷卻，以及在機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力的作用下不致產(chǎn)生變形，保證豬皮質(zhì)量，降低溢漏率，提高結(jié)晶器使用壽命，因此一個良好的結(jié)晶器設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足以下要求:要有良好的均勻的導(dǎo)熱性能結(jié)構(gòu)合理，并具有足夠的剛性，能夠在承受劇烈的溫度變化時變形小，銅板內(nèi)壁要有良好的耐磨性能保證結(jié)晶器剛性的前提下，盡量減輕結(jié)晶器的重量，以便減小震動時結(jié)晶器的慣性力結(jié)晶器結(jié)構(gòu)盡量簡單，可接近性好，便于制造安裝和調(diào)整冷卻水路能自行離合 薄板坯連鑄連軋技術(shù)的出現(xiàn)結(jié)晶器液壓震動裝置連鑄機(jī)結(jié)晶器液面自動控制裝置結(jié)晶器在線不停機(jī)調(diào)寬技術(shù)結(jié)晶器銅板表面鍍層技術(shù)CSP緊湊型帶鋼生產(chǎn)工藝結(jié)晶器電磁攪拌技術(shù)(MEMS) 選題的依據(jù)及意義，連鑄機(jī)在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)方面占有很大優(yōu)勢:提高了鋼水的收得率，鋼水收得率一般為96%至99%，與傳統(tǒng)生產(chǎn)方法相比生產(chǎn)鎮(zhèn)靜鋼時鋼水收的率提高15%，生產(chǎn)半鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼時可提高7%至10%，經(jīng)濟(jì)效果十分明顯。節(jié)省能源，連鑄法由于省去了均熱，開坯工序，大大節(jié)省能源。如果進(jìn)一步采用連鑄坯熱裝工藝(HCR)，還可以節(jié)約更多能源。 節(jié)省投資，據(jù)日本統(tǒng)計(jì)，在投資方面連鑄比模鑄開坯節(jié)約設(shè)備費(fèi)70%，減小占地面積50%，節(jié)省運(yùn)費(fèi)40%。提高了鋼坯和鋼材的質(zhì)量，在連鑄過程中，由于鋼水凝固是的冷卻條件較好，因?yàn)榭梢缘玫狡鲚^密結(jié)晶。連鑄坯的機(jī)械性能比模鑄開坯要好。降低了生產(chǎn)成本，改善勞動條件，連鑄法實(shí)現(xiàn)了澆鑄操作機(jī)械化，大大改善了勞動條件，節(jié)省了耐火材料，與模鑄開坯法相比，降低生產(chǎn)成本10%至12%。正是因?yàn)檫B鑄技術(shù)占有的優(yōu)勢日趨明顯，因此連鑄比正逐年增加。但是連鑄機(jī)還是有自己本身存在的暫時不能解決的問題。(1)板坯的表面質(zhì)量問題 在連鑄過程中，由于鋼水不純凈，二次氧化，夾雜上浮不充分；由于鑄坯本身的凝固特性；由于高溫鑄坯要經(jīng)過冷卻、彎曲、拉矯等方面的熱應(yīng)力和機(jī)械應(yīng)力，使鑄坯表面存在一些缺陷。如夾雜、縮孔、偏析和裂紋。對于重要用途鋼，如機(jī)器、橋梁、造船用鋼，要求良好的抗拉強(qiáng)度、韌性和焊接性能。因此，板坯必須偏析最小，內(nèi)部致密度高，不變形，夾雜含量低。板坯的表面缺陷主要包括板坯表面縱裂紋、板坯表面橫裂紋、其他表面裂紋，皮下氣孔和表面夾渣、表面凹陷。(2)板坯的內(nèi)部質(zhì)量問題 板坯的內(nèi)部缺陷主要包括板坯的內(nèi)部縱列紋、內(nèi)部橫裂紋、中心疏松和中心偏析。這些缺陷是在板坯的鼓肚、帶液芯彎曲和矯直、板坯表面溫度回升出現(xiàn)熱應(yīng)力、不同程度的過剩富裕溶質(zhì)充填支晶的間隙等因素的影響下形成的。這些缺陷對軋材的質(zhì)量影響較大，但在后部工序的加工中，又不可能消除。因此，為了提高板坯的質(zhì)量，我們在減少板坯內(nèi)部質(zhì)量問題上還有很多工作要做。(3)漏鋼問題漏鋼事故在水平連鑄機(jī)生產(chǎn)中是不可避免的，它的發(fā)生將使鋼水包中的鋼水無法繼續(xù)拉坯，降低鋼水收得率和拉成率，以至造成全爐終費(fèi)，甚至由于處理漏鋼事故停止生產(chǎn)。漏鋼事故的原因有以下幾種:結(jié)晶器質(zhì)量的影響、鋼水質(zhì)量的影響、二次冷卻水的影響。正是此，連鑄機(jī)設(shè)備還有很多需要改進(jìn)的地方，因此選擇此課題可以在學(xué)習(xí)的過程中了解更多連鑄知識。二、研究方案及預(yù)期結(jié)果 研究的主要內(nèi)容(1)結(jié)晶器形式的選擇(2)結(jié)晶器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(3)結(jié)晶器設(shè)計(jì)參數(shù)的計(jì)算 主要解決的主要問題(1)確定連鑄機(jī)結(jié)晶器研究的整體方案(2)確定所要選用的零部件參數(shù)(3)進(jìn)行三維實(shí)體設(shè)計(jì)、造型及仿真(4)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度校核，裝配圖、零件圖1． 題目；2． 摘要與關(guān)鍵詞；3． 目錄； 緒論； 論文主體； 結(jié)論；5． 參考文獻(xiàn)；6． 致謝；7． 附錄。三、研究的步驟方法和措施綜合考慮各種形式的結(jié)晶器的優(yōu)缺點(diǎn)，選擇合適的結(jié)晶器形式，現(xiàn)在大多數(shù)板坯連鑄機(jī)選擇組合式結(jié)晶器。按連鑄機(jī)機(jī)型分有直結(jié)晶器和組合式結(jié)晶器。直結(jié)晶器有以下優(yōu)點(diǎn):在適當(dāng)椎度的前提下，鑄坯與銅板之間不易產(chǎn)生氣隙，在結(jié)晶器全場上接觸均勻，坯殼形成迅速且均勻，可最大程度防止漏鋼。直結(jié)晶器接下來的直線段可使鑄坯液相中的非金屬夾雜物上浮到彎月面，減少了鑄坯內(nèi)側(cè)非金屬夾雜的可能。直結(jié)晶器銅板便于維修，調(diào)整，對中及檢查，也便于磨損銅板的再加工。支撐輥架插入件寬邊插入件窄邊張開夾緊裝置調(diào)寬裝置足輥 結(jié)晶器蓋結(jié)晶器的長度結(jié)晶器斷面尺寸和倒錐度銅板的才是和鍍層銅板的厚度水槽分布調(diào)寬力的計(jì)算單邊調(diào)寬行程四、設(shè)計(jì)的工作進(jìn)度和安排收集資料，確定合理的設(shè)計(jì)方案，撰寫開題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述(14周)板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器及附屬裝置參數(shù)計(jì)算，翻譯外文文獻(xiàn)(58周)總體設(shè)計(jì)，調(diào)整校核，繪制三維或者二維圖紙，繪制裝配圖和零件圖(911周)檢查錯誤，撰寫畢業(yè)論文(1316周)整理論文，準(zhǔn)備答辯(17周)五、主要參考文獻(xiàn)[1] ,4:2228[2] 北京,1991,11:139[3] : [4] :[5] :[6] : [7]《連續(xù)鑄鋼原理》(蘇).上海:[8] 【M】.北京:[9] 黃志堅(jiān),[10] 方克明,張宏杰,【J】.鑄造設(shè)備研究,2004,(4):2840[11] Tovonen L, Pesonen TIME[J]. 1987 2:60[12] , Heat Transfer Through The Infiltrated Slag Layer, PTD, Conference 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一、板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器設(shè)計(jì)的國內(nèi)外現(xiàn)狀連續(xù)澆鑄液體金屬的概念在一百多年前就已經(jīng)提出，由于當(dāng)時技術(shù)條件的限制，當(dāng)時提出的設(shè)想只能應(yīng)用于一些低熔點(diǎn)的有色金屬，如鉛的澆鑄。最早類似于現(xiàn)代連鑄技術(shù)的建議是德國人于1887年提出的，在他們的設(shè)備中已經(jīng)包括有水冷的、上下口敞開的結(jié)晶器，二次冷卻段，引錠桿，夾輥和鑄坯切割裝置等。50年代，連續(xù)鑄鋼技術(shù)才開始工業(yè)化，從此連鑄技術(shù)迅速發(fā)展。隨著70年代國際能源危機(jī)的出現(xiàn)和連鑄技術(shù)本身的優(yōu)勢，促進(jìn)了連鑄技術(shù)的大發(fā)展。無論是連鑄理論還是在鑄坯產(chǎn)量和連鑄比(連鑄坯產(chǎn)量/粗鋼產(chǎn)量)方面都取得了很大的發(fā)展。在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)連續(xù)鑄鋼存在的困難較多，主要是以下幾點(diǎn):與鋁、銅極其合金等低熔點(diǎn)的有色金屬相比，鋼的導(dǎo)熱系數(shù)小，鋼水的熱含量大，鋼的凝固速度比較慢，不利于連鑄。鋼的熔點(diǎn)較高。于銅、鋁等有色金屬相比，鋼的生產(chǎn)量要大得多。在現(xiàn)代化的工業(yè)國家里，鋼鐵工業(yè)是工業(yè)能源最大的消費(fèi)者，消耗水平約10%，能源給用已超過其他費(fèi)用。因此千方百計(jì)的降低能源消耗已經(jīng)成為鋼鐵工業(yè)生存的關(guān)鍵。連續(xù)鑄鋼與常規(guī)的鑄錠方法相比，其經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)不容置疑，從而在各國的鋼鐵生產(chǎn)中連鑄比不斷增加，連鑄坯的產(chǎn)量和連鑄機(jī)的數(shù)量不斷增加。我國的連鑄開發(fā)較早，1958年第一臺立式連鑄機(jī)就在重鋼三廠建成投產(chǎn)，1964年又在重鋼三廠建設(shè)了弧形板坯連鑄機(jī)，以后有陸續(xù)在天津、武漢、上海、北京等地建設(shè)了一批連鑄機(jī)。從80年代開始，我國連鑄進(jìn)入了一個新的階段，陸續(xù)從國外引進(jìn)了各種類型的連鑄機(jī)，在引進(jìn)的同時，消化移植國外技術(shù)，連鑄技術(shù)飛速發(fā)展。二、結(jié)晶器簡介結(jié)晶器在板坯連鑄機(jī)中是一個非常重要的設(shè)備。結(jié)晶器為坯殼形成的最初階段提供了冷卻、幾何形狀和空間。連續(xù)注入的鋼水通過形成結(jié)晶器內(nèi)腔的水冷銅板強(qiáng)制冷卻逐步凝固成型，成為具有一定厚度坯殼的鑄坯，并被連續(xù)不斷的從結(jié)晶器下口拉出。這個過程是鋼水(坯殼)與結(jié)晶器之間具有連續(xù)的相對運(yùn)動下進(jìn)行的，體內(nèi)此結(jié)晶器一直承受著鋼水靜壓力、坯殼與銅板間的摩擦力，加上鋼水熱量傳輸?shù)纫蛩氐挠绊懀菇Y(jié)晶器始終處在機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力綜合作用下，工作條件極為復(fù)雜，這就對結(jié)晶器的設(shè)計(jì)提出了很高的要求。結(jié)晶器在生產(chǎn)過程中，是否能夠保證均勻強(qiáng)化的冷卻，以及在機(jī)械盈利和熱應(yīng)力作用下不致產(chǎn)生變形，施暴政鑄坯質(zhì)量降低溢漏率，提高皆驚起使用壽命的基礎(chǔ)。因此，一個設(shè)計(jì)良好的敬請其應(yīng)該滿足以下要求:有良好和均勻的導(dǎo)熱性。結(jié)構(gòu)合理并有足夠的剛性，能夠在承受劇烈溫度變化時變形小，銅板內(nèi)壁要有良好的耐磨性能。在保證結(jié)晶器剛性的前提下，盡量減輕結(jié)晶器的重量，以便減小震動時的慣性力，使結(jié)晶器運(yùn)動平穩(wěn)可靠。結(jié)構(gòu)盡量簡單，可接近好，便于制造、安裝和調(diào)整。三、板坯連鑄研究的主要成果隨著科技的不斷進(jìn)步與發(fā)展，現(xiàn)在國內(nèi)外連鑄技術(shù)有了飛躍性的提高。連鑄機(jī)的工作方式和設(shè)備零部件都進(jìn)行了大幅度的改進(jìn)，解決了以前很長時間未能解決的瓶頸問題，在一些早期工業(yè)相對落后的地區(qū)，新興的鋼鐵企業(yè)已經(jīng)多數(shù)引進(jìn)了連鑄連軋生產(chǎn)設(shè)備。產(chǎn)量大大提高，同時節(jié)約了大量的人力物力財(cái)力。以下是近幾年國內(nèi)外研究的主要成果:針對短流程小鋼廠開發(fā)的薄板坯連鑄連軋技術(shù)成功以來，受到的不僅僅是關(guān)注而是青睞，在冶金界產(chǎn)生了巨大反響，短短幾年來，興建了大批生產(chǎn)線。西馬克公司的緊湊式熱帶生產(chǎn)技術(shù)1989年在美國建立第一條生產(chǎn)線，之后又相繼建成了黑克曼、希爾沙、第那米克斯等鋼廠。中國也相繼引進(jìn)該技術(shù)，建立了珠鋼、邯鋼、包鋼、馬鋼、漣鋼等生產(chǎn)線。薄板坯連鑄經(jīng)歷第一代技術(shù)，現(xiàn)在第二代技術(shù)已經(jīng)趨于成熟。首先，液壓芯下壓技術(shù)的出現(xiàn)，可有效的在二冷區(qū)對鑄鋼進(jìn)行輕壓下。其次，二代技術(shù)實(shí)現(xiàn)了鐵素體軋制和半無頭軋制，并且最終產(chǎn)品厚度可達(dá)到超薄帶尺寸()。 結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)是結(jié)晶器液壓震動領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)。結(jié)晶器震動經(jīng)過凸輪機(jī)械震動到今天十分先進(jìn)的液壓震動，經(jīng)歷了很長一段時間。結(jié)晶器液壓振動系統(tǒng)較以往的震動方式具有很多先進(jìn)的特點(diǎn)，包括:頻率可調(diào)，振幅可調(diào)，震動曲線可調(diào)及高振頻低振幅的特點(diǎn)。這些特點(diǎn)足夠充分滿足整個連鑄工藝對包括鋼坯振痕在內(nèi)的表面質(zhì)量及部分內(nèi)部質(zhì)量的要求。結(jié)晶器振動控制器可以接受來自連鑄機(jī)二級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的模型設(shè)定數(shù)據(jù)、連鑄機(jī)一級控制系統(tǒng)操作員設(shè)定數(shù)據(jù)及來自控制器本身自帶的控制面板的人工設(shè)定。接收數(shù)據(jù)時，先檢查權(quán)限和有效性，然受下載到控制器實(shí)現(xiàn)震動控制。在多粉塵、高溫等惡劣條件下，結(jié)晶器液位控制系統(tǒng)的出現(xiàn)能夠保證結(jié)晶器液位穩(wěn)定。對提高鑄坯質(zhì)量，改善工藝條件起到了重要作用，其主要的特點(diǎn)是:減少夾渣，夾雜，改善結(jié)晶器潤滑。提供穩(wěn)定的鋼水凝固條件；改善鑄坯質(zhì)量；減少漏鋼率；減少鋼水溢流危險，提高連鑄機(jī)作業(yè)率。結(jié)晶器液位檢測的形式有多種多樣，按照其檢測原理可以分為放射性同位素法、渦流法、浮子法。放射性同位素法安裝在結(jié)晶器內(nèi)部，檢測精度較高但可能造成職業(yè)傷害，因此現(xiàn)在除了圓房坯連鑄機(jī)，使用一般受到限制。渦流檢測頁面裝置是將監(jiān)測系統(tǒng)放在結(jié)晶器液面的上方，使用維護(hù)比較方便，可進(jìn)行3mm內(nèi)的波動檢測。但該系統(tǒng)經(jīng)常搬動容易損壞?，F(xiàn)在大多數(shù)板坯連鑄機(jī)中，結(jié)晶器周圍正在向無人操作發(fā)展，連鑄機(jī)大多采用埋入式結(jié)晶器，其中以VUHZ系統(tǒng)被廣泛使用。保持結(jié)晶器液位穩(wěn)定的方式大概有三種。一種是以控制中間包塞棒的高度或者滑板的開度，調(diào)節(jié)中間包水口的通鋼量二代方式，這種方式控制靈活，反應(yīng)較快。另一種是通過控制鑄坯的拉