【正文】 03002022100～1106001401100700，750 帶軋鋼機(jī) 2300 中板軋機(jī)1450，170 熱連軋機(jī) 4200 特厚板軋機(jī)700，1200 行星軋機(jī)連鑄機(jī)拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文21表 32 選用。 冶金長(zhǎng)度（液心長(zhǎng)度）從結(jié)晶器液面到鑄坯全部凝固為止，鑄坯中線(xiàn)距離稱(chēng)為液心長(zhǎng)度或稱(chēng)冶金長(zhǎng)度，因此液心長(zhǎng)度與鑄坯冷凝有關(guān)。冷凝公式：鑄坯凝殼厚度 δ 與冷凝強(qiáng)度和冷凝時(shí)間有關(guān)，冷凝強(qiáng)度用單位熱流表示，即每單位時(shí)間單位面積上流出的熱量，用 表示，單位為 Kj/m min, 0H2越大表明冷凝強(qiáng)度越大，凝殼越厚。由實(shí)驗(yàn)知，有如下關(guān)系：0Hδ∝ （mm）?或者 δ=ξ （）?H式中 　τ——冷凝時(shí)間（min）　　　 ξ——系數(shù)（mmm/k ） ，與鑄坯形狀和材質(zhì)有關(guān)，ξ=式中（）中（　ξ ）稱(chēng)冷凝系數(shù)，用 K 表示，K=ξ （mm ） －（）則冷凝皮可厚度 δ 為：δ=K （mm） （）?式（）稱(chēng)冷凝公式。冷凝系數(shù) K 的確定：在連鑄機(jī)中各段冷卻強(qiáng)度不同，因此各段的 K 值也不同，一般分為兩段，即結(jié)晶器和二冷段，為簡(jiǎn)化計(jì)算也可以用一個(gè)綜合系數(shù) K 適用與連鑄機(jī)各段中。冷卻系數(shù)可由以下兩種方法確定。（1）經(jīng)驗(yàn)值連鑄機(jī)拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文22冷凝系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)值結(jié)晶器：水平、旋轉(zhuǎn)、輪式 ：K=25～30mm/ 立式、弧形：K=21～24mm/ .不銹鋼：K=22～25mm/ 綜合值：扁坯、板坯：K=24～28mm/ 方坯：K=28～33mm/ 圓坯：K=25～28mm/ .（2）結(jié)晶器冷凝系統(tǒng)計(jì)算①單位熱流法求 K 結(jié)晶器單位熱流 可由結(jié)晶器冷卻水流量和進(jìn)出口溫差0H算出，即：= （KJ/min ） （）0HSLTQm??2式中 Q——結(jié)晶器冷卻水流量(L/min)； ΔT——結(jié)晶器冷卻水進(jìn)出口溫差（ ℃） ； ——結(jié)晶器有效長(zhǎng)度（m） ；LS——結(jié)晶器周邊長(zhǎng)度（m） 。將式（）帶入式（）即可求出結(jié)晶器冷卻系數(shù)：K=ξ （mm/ ） （）???????對(duì)結(jié)晶器，單位熱流一般在 ～ KJ/min 范圍，31312m取 ξ= 則 K=～ mm / 之間。② 熱流密度求 K 每平方米結(jié)晶器面上流出的熱量稱(chēng)為熱流密度，用 表BH示，單位為 KJ/ ， 與 有如下關(guān)系：2mBH0= (KJ/ )0ml?B2連鑄機(jī)拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文23式中 —拉坯速度(m/min)。?由上式即可求出冷凝系數(shù) K：K=ξ( ) (mm/ ) ()mBlvH參考書(shū)籍，本設(shè)計(jì)中取經(jīng)驗(yàn)值 K=21。冶金長(zhǎng)度：當(dāng) δ=H/2 時(shí),鑄坯全部凝固(H 為鑄坯厚度),此時(shí)之長(zhǎng)度用 Le 表示,稱(chēng)冶金長(zhǎng)度或液心長(zhǎng)度。若拉坯速度為 v,則全部凝固所經(jīng)歷的時(shí)間 τe= /v,則冶金eL長(zhǎng)度 為: eL =( ) (m) ()eLkH2v從上式很明顯可以看出,影響冶金長(zhǎng)度的因素有:鑄坯厚度、拉坯速度和冷凝強(qiáng)度。拉坯速度與冶金長(zhǎng)度成線(xiàn)性關(guān)系變化,即隨著拉坯速度的提高,冶金長(zhǎng)度 加長(zhǎng),由此在連鑄工藝上、鑄機(jī)結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)一系列問(wèn)題,這些問(wèn)題的解決,成為近代 高拉速連鑄機(jī)的重要特征。鑄坯厚度 H 和冷凝強(qiáng)度 K 對(duì)冶金長(zhǎng)度的影響成二次方關(guān)系,影響強(qiáng)烈,即厚的鑄坯和低的冷卻強(qiáng)度都會(huì)使冶金長(zhǎng)度迅速加長(zhǎng)。冶金長(zhǎng)度與鑄坯寬度 B 無(wú)關(guān)。 拉坯速度拉坯速度是連鑄機(jī)的重要參數(shù),只連鑄機(jī)每分鐘拉出鑄坯的長(zhǎng)度,用 m/min表示。高拉速是近代連鑄機(jī)的重要標(biāo)志，為此我們希望連鑄機(jī)拉速越高越好，但受到結(jié)晶器出口處坯殼厚度的限制，剛出結(jié)晶器的坯殼，厚度很薄，強(qiáng)度很低，在鋼水靜壓力作用下會(huì)產(chǎn)生鼓肚變形甚至?xí)霈F(xiàn)漏鋼事故。拉漏，指在連續(xù)鑄鋼過(guò)程中,凝固坯殼出結(jié)晶器后,抵抗不住鋼水靜壓力的作用,致使鋼水從坯殼薄弱處流出造成的事故。造成漏鋼的原因是極其復(fù)雜的,但大致可有以下 6 種情況:(1)開(kāi)澆漏鋼。開(kāi)澆后拉坯起步時(shí)由于引錠桿頭部密封不良所致。(2)懸掛漏鋼。結(jié)晶器角縫大、角墊板凹陷或銅板劃傷,使結(jié)晶器拉坯阻力增大,極易發(fā)生起步懸掛漏鋼。(3)裂紋漏鋼。在結(jié)晶器內(nèi)坯殼產(chǎn)生嚴(yán)重縱裂、角裂或脫方(見(jiàn)鼓肚與菱變),鑄坯出結(jié)晶器造成的漏鋼。(4)夾渣漏鋼。連鑄機(jī)拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文24由于在結(jié)晶器內(nèi)渣塊或異物裹入凝固殼局部區(qū)域,使坯殼厚度太薄而造成漏鋼。(5)粘結(jié)漏鋼。由于結(jié)晶器保護(hù)渣潤(rùn)滑不良,使坯殼粘結(jié)在結(jié)晶器銅壁而拉斷造成漏鋼。(6)切割漏鋼。當(dāng)拉速太快,二次冷卻太弱,致使鑄坯內(nèi)液相穴過(guò)長(zhǎng),鑄坯切割后中心未凝固的鋼液流出。某廠對(duì)所生產(chǎn)的 500 萬(wàn) t 板坯統(tǒng)計(jì)表明,各類(lèi)漏鋼所占比例為:開(kāi)澆 %,夾渣 %,粘結(jié) %,裂紋 %,鼓肚 %,水口凝鋼 %,其他 %。水平連鑄過(guò)程拉坯機(jī)按間歇拉坯方式驅(qū)動(dòng)鑄坯運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系(速度—時(shí)間曲線(xiàn))。這是一種間歇運(yùn)動(dòng)方式,由幾個(gè)動(dòng)作組合:“拉” 、 “?！?、 “推”或“拉” 、 “?！被颉袄?、 “推”,往復(fù)循環(huán)。常用的組合方式有:拉—停。拉—推。拉—停—推。拉—推—停。拉—停—推—停。以及拉—?！啤！啤?。間歇拉坯的每個(gè)周期內(nèi),鑄坯都要做變速乃至變向運(yùn)動(dòng),以實(shí)現(xiàn)上述任何一種方式的間歇拉坯。因此需要有符合工藝要求并為拉坯驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)能實(shí)現(xiàn)的拉坯曲線(xiàn)。根據(jù)曲線(xiàn)函數(shù)形式,有:(1)線(xiàn)性函數(shù)型。這類(lèi)曲線(xiàn),由不同斜率的直線(xiàn)段拼接而成。(見(jiàn)圖 31)(2)準(zhǔn)正弦曲線(xiàn)型。拉坯曲線(xiàn)由一條正弦曲線(xiàn)的正半周和另一條參變量不同的正弦曲線(xiàn)的負(fù)半周組成。(見(jiàn)圖 32)(3)數(shù)種函數(shù)組合型。曲線(xiàn)由兩種或多種函數(shù)的線(xiàn)段拼接而成。這種曲線(xiàn)可以根據(jù)需要在一個(gè)拉坯周期內(nèi)的不同時(shí)間區(qū)段配合使用適當(dāng)?shù)暮瘮?shù)形式的線(xiàn)段。(4)任意函數(shù)型。在計(jì)算機(jī)顯示屏上用光筆隨操作者之意臨場(chǎng)繪制,輸入內(nèi)存便可付之拉坯。 圖 31 線(xiàn)性函數(shù)拉坯曲線(xiàn)連鑄機(jī)拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文25圖 32 準(zhǔn)正弦拉坯曲線(xiàn)拉坯曲線(xiàn)是水平連鑄工藝特殊性所要求的,執(zhí)行正確的拉坯曲線(xiàn)可使鑄坯順利拉出,并可避免鑄坯缺陷和漏鋼。結(jié)晶器出口處坯殼厚度 δ：δ=k (mm) ()0?式中 ——鑄坯在結(jié)晶器內(nèi)所經(jīng)歷的時(shí)間（min）0?若結(jié)晶器有效長(zhǎng)度為 ，拉坯速度為 ν，則mL= /ν0?mL式中 ——結(jié)晶器有效長(zhǎng)度， =（m）l 為結(jié)晶器長(zhǎng)度。L將 代入式（）則有：0?=( ) （）v?k2lm若取 δ=【δ】 ，則最大拉坯速度 為：ax= （ ）maxv???k2lm式中【δ】——安全坯殼厚度（mm） 。連鑄機(jī)拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文26安全坯殼厚度的大小直接影響拉速和鑄機(jī)的生產(chǎn)能力， 【δ】過(guò)大，拉漏機(jī)率下降，但必然降低連鑄機(jī)的拉速，影響鑄機(jī)生產(chǎn)能力；若【δ】取的過(guò)小，拉漏的機(jī)率過(guò)大，雖然拉速能得到提高，但由于拉漏的機(jī)率過(guò)大反而會(huì)降低連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力，綜合考慮，應(yīng)有一個(gè)拉漏率在此拉漏率時(shí)連鑄的生產(chǎn)能力是最高的，此拉漏率稱(chēng)經(jīng)濟(jì)拉漏率。在此經(jīng)濟(jì)拉漏率條件下的坯殼后度稱(chēng)安全坯殼。安全坯殼厚度通常選取如下值：方坯：【δ】≥10mm板坯、扁坯：【δ】≥15～20mm確定拉坯速度有兩種方法：(1)由凝固定律決定拉速：V=L(k/e) （）2式中 V——工作拉速 m/min； K——凝固系數(shù) mm/min ，取 k=21； L——結(jié)晶器長(zhǎng)度, L=800 mm； E——出結(jié)晶器坯殼厚度 mm，小方坯 e=8～12 mm。故 V=800（21/12）=。 (2)經(jīng)驗(yàn)法V=（L+B）/DB （）式中 B——寬厚比，B=1；D——坯厚，D=。故 V=（1+1）/=。拉坯速度有不同的經(jīng)驗(yàn)公式，鋼水溫度增加，拉速降低。實(shí)測(cè)指出，鋼水 過(guò)熱每增加 10℃，拉速降低 。 連鑄機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算連鑄機(jī)生產(chǎn)能力必須與煉鋼設(shè)備的生產(chǎn)能力相配合。連鑄機(jī)拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文27（1）一爐鋼水允許的最長(zhǎng)澆注時(shí)間 ，為了能正常操作，保證鑄坯質(zhì)maxt量，澆鑄時(shí)鋼水溫度波動(dòng)不能太大。故容量較小的鋼包，鋼水降溫較快，故一包鋼水最長(zhǎng)澆鑄時(shí)間可用下列經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算： =LgG f (min) () 式中 G——鋼包容量（t） ； F——質(zhì)量系數(shù)；值為 10～15，普通鋼可取 f=11～15。 故 =Lg60 12= (min)（2）連續(xù)鑄鋼機(jī)的生產(chǎn)能力連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力有兩種表示方法:一是連鑄機(jī)的澆鑄能力，二是連鑄機(jī)的年產(chǎn)量。①澆鑄能力（Q）所謂連鑄機(jī)的澆鑄能力是指每分鐘注入結(jié)晶器內(nèi)的鋼水重量。Q=nFV r (t/min) （）g式中 n——鑄機(jī)流數(shù) ，取 n=4； F——鑄坯斷面面積 ，取 F= ；2V ——拉速，取 V= m/min。g 解得： Q=4= t/min②連鑄機(jī)年產(chǎn)量（W ）按下式計(jì)算：年W =W 24365η （）年 時(shí)W =abVρ60 （）時(shí)式中 ab——斷面面積； Η——連鑄機(jī)作業(yè)率，取為 。連鑄機(jī)拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文28故 W =6024365= 萬(wàn)噸/年流 連鑄機(jī)生產(chǎn)能力的計(jì)算連鑄機(jī)的弧形半徑是指鑄機(jī)的外弧半徑。它是連鑄機(jī)的重要尺寸參數(shù)，連鑄機(jī)的弧形半徑 R 越小，鑄機(jī)尺寸重量越小，這是希望達(dá)到的，但過(guò)小的弧形半徑在矯直時(shí)由于延伸率過(guò)大而產(chǎn)生裂紋。確定弧形半徑應(yīng)考慮以下四點(diǎn)：（1）邊面允許的變形量；（2）二次冷卻區(qū)應(yīng)有一定的長(zhǎng)度；（3）矯直前鑄坯表面溫度；（4）鋼水的靜壓力。根據(jù)矯直所允許的最大變形量，以免產(chǎn)生裂紋ε=（）式中 D——坯厚(mm)； R——弧形半徑； Ε——變形量。故 R≥120/=（m）為使鑄機(jī)適應(yīng)性強(qiáng)，R 取 6m。根據(jù)以投產(chǎn)鑄機(jī)的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，已不產(chǎn)生裂紋為原則確定半徑，小方坯連鑄機(jī)R=βd （β 取 30～40） （）鑄坯固相矯直時(shí)，坯的變形情況說(shuō)明如圖 31。連鑄機(jī)拉速的提升和作業(yè)率的提高畢業(yè)設(shè)計(jì)論文29圖 33 鑄坯固相矯直變形圖a—矯直前；b—矯直后 校核鑄坯是否完全凝固對(duì)固相矯直連鑄機(jī)還必須校核 鑄坯進(jìn)入拉矯機(jī)是否完全凝固，對(duì)弧形半徑為 R 的連鑄機(jī)，從結(jié)晶器液面到矯直輥切點(diǎn)，鑄坯中線(xiàn)距離 Lc 有：Lc= (R )+ (m) （）2?Dml式中 ——結(jié)晶器有效長(zhǎng)度，取 = （m）即 790mm；ml l D——坯厚。故 Lc=。 帶液一點(diǎn)矯直的可能性矯直坯殼厚度：δ=k ()VLc/式中 K——冷凝系數(shù)，K 取 21； Lc——液心長(zhǎng)， Lc=。故