【正文】 如，與日立造船合作設(shè)計(jì)的1900mm連鑄機(jī)，舞陽(yáng)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(guó)內(nèi)連鑄機(jī)的核心設(shè)備注入鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)、中間罐車(chē)、結(jié)晶器、結(jié)晶器震動(dòng)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(guó)際先進(jìn)水平連鑄機(jī)的總體趨勢(shì)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(tái)、機(jī)、流分連鑄機(jī)共用Z個(gè)鋼包澆注，成為Z臺(tái)連鑄機(jī)，按連鑄機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)量X成為Z臺(tái)X機(jī)連鑄機(jī)，X機(jī)驅(qū)動(dòng)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(tái)X機(jī)Y流連鑄機(jī)。(4)按功能分一臺(tái)連鑄機(jī)既能澆鑄板坯又能澆鑄方坯或者同時(shí)能澆鑄板坯和方坯時(shí)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(guò)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(duì)連鑄機(jī)的性能對(duì)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(guò)結(jié)晶器內(nèi)部的銅板強(qiáng)制冷卻，逐步成型。這個(gè)過(guò)程是鋼水(坯殼)與結(jié)晶器之間連續(xù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(guò)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(gè)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(shí)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(dòng)時(shí)結(jié)晶器的慣性力結(jié)晶器結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)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(dòng)裝置連鑄機(jī)結(jié)晶器液面自動(dòng)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(shì):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(shí)鋼水收的率提高15%，生產(chǎn)半鎮(zhèn)靜鋼、沸騰鋼時(shí)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(kāi)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(kāi)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(guò)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(kāi)坯要好。降低了生產(chǎn)成本，改善勞動(dòng)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(dòng)條件，節(jié)省了耐火材料，與模鑄開(kāi)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(shì)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(shí)不能解決的問(wèn)題。(1)板坯的表面質(zhì)量問(wèn)題 在連鑄過(guò)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(guò)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(duì)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(wèn)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(guò)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(duì)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?cè)跍p少板坯內(nèi)部質(zhì)量問(wèn)題上還有很多工作要做。(3)漏鋼問(wèn)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(wú)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(guò)程中了解更多連鑄知識(shí)。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(wèn)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(chǎng)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(lái)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(duì)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(kāi)夾緊裝置調(diào)寬裝置足輥 結(jié)晶器蓋結(jié)晶器的長(zhǎng)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(xiě)開(kāi)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(cuò)誤，撰寫(xiě)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 Proceedingd,:4347[13] Walter M, Iron and Stell Engineer,April,1991:147189[14] 余勇,陳棟梁, And [15] 張炯明,張立,(12):[16] 陳志凌,(4):1822[17] 王保安,(4)[18] :連鑄1999(2):2528[19] :(4)3538[20] :科學(xué)出版社,1990:2327[21] :(4):5558附錄2燕 山 大 學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述 課題名稱: 板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器設(shè)計(jì) 學(xué)院（系）:里仁學(xué)院機(jī)械電子工程 年級(jí)專業(yè): 06級(jí)機(jī)電2班 學(xué)生姓名: 李 小 博 指導(dǎo)教師: 牟 德 君 完成日期: 2010 .03 一、板坯連鑄機(jī)結(jié)晶器設(shè)計(jì)的國(guó)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(shí)技術(shù)條件的限制，當(dāng)時(shí)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(guó)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(kāi)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(kāi)始工業(yè)化，從此連鑄技術(shù)迅速發(fā)展。隨著70年代國(guó)際能源危機(jī)的出現(xiàn)和連鑄技術(shù)本身的優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)了連鑄技術(shù)的大發(fā)展。無(wú)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(guó)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(guò)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(guó)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(guó)的連鑄開(kāi)發(fā)較早，1958年第一臺(tái)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(kāi)始，我國(guó)連鑄進(jìn)入了一個(gè)新的階段，陸續(xù)從國(guó)外引進(jìn)了各種類型的連鑄機(jī)，在引進(jìn)的同時(shí)，消化移植國(guó)外技術(shù)，連鑄技術(shù)飛速發(fā)展。二、結(jié)晶器簡(jiǎn)介結(jié)晶器在板坯連鑄機(jī)中是一個(gè)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(guò)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(gè)過(guò)程是鋼水(坯殼)與結(jié)晶器之間具有連續(xù)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)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(duì)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(guò)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(gè)設(shè)計(jì)良好的敬請(qǐng)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(shí)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(dòng)時(shí)的慣性力，使結(jié)晶器運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)可靠。結(jié)構(gòu)盡量簡(jiǎn)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(guó)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(zhǎng)時(shí)間未能解決的瓶頸問(wèn)題，在一些早期工業(yè)相對(duì)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(shí)節(jié)約了大量的人力物力財(cái)力。以下是近幾年國(guó)內(nèi)外研究的主要成果:針對(duì)短流程小鋼廠開(kāi)發(fā)的薄板坯連鑄連軋技術(shù)成功以來(lái)，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(lái)，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(guó)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(guó)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(duì)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(wú)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(dòng)系統(tǒng)是結(jié)晶器液壓震動(dòng)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)。結(jié)晶器震動(dòng)經(jīng)過(guò)凸輪機(jī)械震動(dòng)到今天十分先進(jìn)的液壓震動(dòng)，經(jīng)歷了很長(zhǎng)一段時(shí)間。結(jié)晶器液壓振動(dòng)系統(tǒng)較以往的震動(dòng)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(dòng)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(gè)連鑄工藝對(duì)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(dòng)控制器可以接受來(lái)自連鑄機(jī)二級(jí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的模型設(shè)定數(shù)據(jù)、連鑄機(jī)一級(jí)控制系統(tǒng)操作員設(shè)定數(shù)據(jù)及來(lái)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(shí)，先檢查權(quán)限和有效性，然受下載到控制器實(shí)現(xiàn)震動(dòng)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(duì)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(rùn)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(xiǎn)，提高連鑄機(jī)作業(yè)率。結(jié)晶器液位檢測(cè)的形式有多種多樣，按照其檢測(cè)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(cè)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(cè)頁(yè)面裝置是將監(jiān)測(cè)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(dòng)檢測(cè)。但該系統(tǒng)經(jīng)常搬動(dòng)容易損壞。現(xiàn)在大多數(shù)板坯連鑄機(jī)中，結(jié)晶器周?chē)谙驘o(wú)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(kāi)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(guò)控制鑄坯的拉