【正文】 最高澆注爐數(shù) x： x=（ 1440n） /（ T+ΔT） （ ） 34 最高日產(chǎn)量 Amax（ t）： Amax=GY2 （ ） 式中， ΔT 為等待（鋼液）時間。 P=365Aη （ ） 式中， P—— 連鑄機(jī)平均年產(chǎn)量， t/a； A—— 連鑄機(jī)的平均日產(chǎn)量， t/d； 365—— 一年的日歷時間， d； η—— 連鑄機(jī)年作業(yè)率， %。 A=1400（ GnY） /T （ ） 式中， A—— 連鑄機(jī)的平均日產(chǎn)量， t/d； 1440—— 一天日歷的時間， min； G—— 每爐的平均出鋼量， t； n—— 平均連澆爐數(shù)； Y—— 連鑄坯收得率， %； T—— 澆注周期， min。h1 最多流 數(shù) 圓坯： Φ80~160 小方坯： 802~1602 8~22 60~170 8 大方坯和工字梁坯： 1602~3502 10~35 60~200 8 板坯 ： 700150~2600300 90~180 120~350 2 代入數(shù)據(jù)可得 Q=60NBDvρ =603 = 表 43 各類連鑄機(jī)的小時產(chǎn)量估算 鑄坯端面 /mm 每流能力 /t Q=60NBDvρ （ ） 式中， Q—— 連鑄機(jī)理論小時產(chǎn)量， t/h； B—— 鑄坯寬度， m； D—— 鑄坯厚度， m； v—— 工作拉速， m/min； 33 ρ—— 鑄坯密度， t/m3，取 ρ=； N—— 流數(shù)。 （ 1）連鑄機(jī)的理論小時產(chǎn)量。 連鑄機(jī)生產(chǎn)能力的計算 連鑄機(jī)的澆注能力，用理論小時產(chǎn)量表示；而連鑄機(jī)實際成產(chǎn)能力卻受鋼水供應(yīng)條件、設(shè)備狀況、管理和操作水平等諸因素的影響。連鑄坯收得率單爐澆注約 96%，兩爐連澆約 97%，三爐以上連澆約 98%左右。 連鑄坯收得率一般按年統(tǒng)計。其計算式如下。 連鑄坯收得率 在連鑄生產(chǎn)過程中，從鋼水到合格鑄坯有各種金屬損失，包括鋼包和中間包的殘鋼、鑄坯的切頭切尾、氧化鐵皮、短尺和缺陷鑄坯的報廢等。 合計可得 T3=350+460+240+240+330+340 =1960h 所以 η=（ T0T3） /T0100% =（ 87601960） /8760100% =% 連鑄機(jī)作業(yè)率一般為：小方坯連鑄機(jī) 60%~80%，大方坯連鑄機(jī) 60%~85%，板坯連鑄機(jī) 70%~85%，特殊鋼連鑄機(jī)作業(yè)率值可偏低一些。 η=（ T1+T2） /T0100%=（ T0T3） /T0100% （ ） 式中， η—— 連鑄機(jī)年作業(yè)率， %； T1—— 連鑄機(jī)年準(zhǔn)備工作時間， h； T2—— 連鑄機(jī)年澆注時間， h； T3—— 連鑄機(jī)年非作業(yè)時間， h，包括表 42 中各項目； T0—— 年日歷時間， 8760h。為獲得較高的作業(yè)率，必須采用多爐連澆。取 39min。 t2=G/（ BDρvN） （ ） 式中， G—— 平均每爐產(chǎn)鋼水量， t； B—— 鑄坯寬度， m； D—— 鑄坯厚度， m； ρ—— 鑄坯密度， t/m3，取 ρ=； v—— 工作拉速， m/min； N—— 流數(shù)。 當(dāng)前常用的為 3~6 爐，這里取 5； t2—— 單爐澆注時間， min， 39。 31 連鑄澆注周期計算 連鑄澆注周期時間包括澆注時間和準(zhǔn)備時間的計算式如下。 （ 5）連鑄的后步工序如出坯、鑄坯精整以及運(yùn)輸能力等要能滿足多爐連澆要求。 （ 4）鋼包、中間包和浸入式水口等壽命要長，更換迅速。 （ 3）連鑄機(jī)小時生產(chǎn)能力應(yīng)與煉鋼爐小時出鋼量相平衡。 （ 2）煉鋼爐冶煉周期與 連鑄機(jī)的澆注周期時間上應(yīng)保持協(xié)調(diào)配合。 連鑄機(jī)與煉鋼爐的合理匹配和臺數(shù)的確定 一般情況下，大容量的煉鋼爐與大板坯、大方坯、大圓坯連鑄機(jī)相配合，小容量的煉鋼爐配中小板坯、小方坯或小圓坯連鑄機(jī)，這樣容易使冶煉周期和連鑄澆注周期相配合，有利于實現(xiàn)多爐連澆，提高車間年產(chǎn)量。 本設(shè)計計算結(jié)果在允許范圍內(nèi)，符合條件。取 K=45。 R=KD （ ） 式中， K 為系數(shù)，一般取 K=35~45。它既影響鑄坯質(zhì)量，也影響連鑄機(jī)的總高度和設(shè)備質(zhì)量，還是標(biāo)志能澆注的最大鑄坯厚度的一個重要參數(shù)。在帶液芯矯直的條件下，則是指結(jié)晶器鋼掖面至拉矯機(jī)最后一對拉矯輥中心的長度。連鑄機(jī)冶金長度 L 的計算式如下。 則可得 液相深度 L1=16= 可見，液相深度與拉速成正比，與冷卻強(qiáng)度成反比。 由式（ ）、式（ ）可得液相深度計算式。它是確定弧形連鑄機(jī)弧形半徑和二次冷卻區(qū)長度的一個重要工藝參數(shù)。 鑄坯的液相深度和冶金長度 （ 1）鑄坯的液相深度 鑄坯在連鑄機(jī)內(nèi)是邊運(yùn)動邊凝固的，在鑄坯內(nèi)形成了很長的液相穴。多機(jī)多流的可靠性較好，但設(shè)備較龐大。一般以一流配一機(jī)的多機(jī)多流連鑄生產(chǎn)方式較好。 N=G/（ tFvρ） （ ） 式中， G—— 鋼包容量， t； t—— 鋼包澆注時間， min，一般 t≤tmax（鋼包允許的最大澆注時間），由煉 29 鋼爐與連鑄的工藝配合而定，取 40min； F—— 鑄坯斷面面積， m3； v—— 該流鑄坯的工作拉速， m/min； ρ—— 鑄坯密度，鎮(zhèn)靜鋼取 ~，本設(shè)計取 所以 流數(shù) ： N=G/（ tFvρ） =200/（ 40） =，取 N=3 若是一臺連鑄機(jī)澆多種斷面時，應(yīng)分別計算流數(shù)，取計算結(jié)果中的最大流數(shù)為該連鑄機(jī)的流數(shù)。 連鑄機(jī)的流數(shù) 一定容量的鋼包允許的最大澆注時間是一定的，一定斷面鑄坯的工作拉速也是確 定的，為了使一個鋼包的鋼水能在規(guī)定時間內(nèi)澆完，往往需要一臺連鑄機(jī)同時澆注幾根（流）鑄坯。 實際上影響拉坯速度的因素是多方面的，除了上述因素外，在冶煉出合格鋼液的前提下，采用連鑄新工藝，改進(jìn)連鑄機(jī)結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)冷卻和防變形能力，提高安裝對中精度，都有利于提高拉速。 則，可計算得工作拉速 v=f v=f 在設(shè)計中，工作拉速主要依據(jù)經(jīng)驗而定。 （ 2）工作拉速 工作拉速是指連鑄生產(chǎn)操作中能順利澆注，保證鑄坯質(zhì)量相對穩(wěn)定的平均拉速。隨著拉速的提高，鑄坯液相線深度增大，相應(yīng)位置上的坯殼厚度變薄，其 表面溫度升高，使鑄坯的鼓肚量增大，導(dǎo)致拉坯阻力增加。Lm） /δmin2 =（ 202） /152 =再有式（ ）可得 冶金長度 L= vmaxδmin=Km（ Lm/ vmax） 1/2 （ ） 28 式中， δmin—— 結(jié)晶器出口處鑄坯的最小坯殼厚度， mm，取 15mm； Km—— 結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固系數(shù)， mm/min1/2，可取 20； Lm—— 結(jié)晶器有效長度， m，可取 ； vmax—— 理論上的最大拉速， m/min。結(jié)晶器出口處坯殼過薄，容易使鑄坯變形，產(chǎn)生內(nèi)裂，甚至拉破，造成漏鋼事故。所以有 vmaxt=L （ ） 根據(jù)凝固定律： D/2=K（ t） 1/2 或 t=D2/（ 4K2） 代入式（ ）得 vmax=（ 4K2/D2） L （ ） 式中， vmax—— 理論上的最大拉速， m/min； t—— 鑄坯完全凝固所需要的時間， min； L—— 冶金長度， m； D—— 鑄坯厚度， mm，取 200； K—— 綜合凝固系數(shù)， mm/min1/2，指鑄坯在結(jié)晶器和二次冷卻區(qū)的凝固系數(shù)的平均值；一般可取 24~33；方坯取 30~33，矩形坯和圓坯取 24~28；本設(shè)計取 25。 1）冶金長度的限制。 （ 1）理論拉速 它是指連鑄機(jī)在理論上所能達(dá)到的最大拉速。 通常，拉坯速度有兩種含意：一種是理論速度，又稱為最大拉速，它受連鑄機(jī)設(shè)備能力的限制；另一種是工作拉速，又叫常用拉速，它受鑄坯質(zhì)量的制約。但是，拉速受多種因素的限制，其中主要因素是鋼液的凝固速度和對鑄坯內(nèi)部質(zhì)量的影響。我國一 般用拉坯速度表示。 拉坯速度 拉坯速度是以連鑄機(jī)每一流每分鐘拉出鑄坯的長度來表示， m/min。一般來說，在拉速相等的條件下，斷面越大，連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力越高。鑄坯斷面尺寸與各種軋機(jī)的配合見表 41。比如要求破壞一次結(jié)晶，并使中心組織均勻化時，壓縮比必須大于 4；要求破壞柱狀晶結(jié)構(gòu)時，則壓縮比最大可達(dá) 8；對重要特殊鋼鋼材如滾珠軸承鋼、不銹鋼等高合金鋼的壓縮比要求達(dá)到 10~15；對屬于滾動體類的滾珠軸承鋼的壓縮比要求高達(dá) 30~50。小方坯或大方坯用來軋成線材、型材或帶材，圓坯或方坯軋成管材，板坯軋成薄板、中厚板及帶材。 將數(shù)據(jù)代入式（ ）進(jìn)行計算，則可得 : tmax=（ ㏒ ） /12=84（ min） 鑄坯斷面 鑄坯斷面的形狀和尺寸可依據(jù)下列主要因素確定。 鋼包允許的最大澆注時間 鋼包允許的最大澆注時間受多種因素影響，可按如下經(jīng)驗公式計算： tmax=（ ㏒ ） /f （ ） 在式（ ）中， tmax—— 鋼包允許的最大澆注時間， min； G—— 鋼包容量， t，取 200； f—— 質(zhì)量系數(shù)，主要取決于對澆注溫度控制的要求，對要求嚴(yán)格的鋼種，取 f=10；對要求較低的鋼種，取 f=16；一般取 f=10~12。 連鑄機(jī)的主要工藝參數(shù) 連鑄機(jī)的主要工藝參數(shù)是決定連鑄機(jī)機(jī)械設(shè)備性能和尺寸的基本前提，也是連鑄車間工藝布置的主要依據(jù)。結(jié)晶器的石墨套和分離環(huán)價格較高，增加了鑄坯成本。 4）所有設(shè)備安裝在地面上，操作、事故處理和維護(hù)都較方便。不需要結(jié)晶器鋼液液面檢測和控制系統(tǒng)。 水平連鑄機(jī)與弧形連鑄機(jī)相比較，有以下特點： 1）設(shè)備高度低、投資省、建設(shè)快，適合于現(xiàn)有煉鋼車間的改造。 （ 5）水平連鑄機(jī) 為了最大限度地降低鑄機(jī)高度，把鑄機(jī)的主要設(shè)備（中間包、結(jié)晶器、二冷段、拉坯機(jī)和切割設(shè)備）均布置在水平位置上，這種鑄機(jī)稱為水平連鑄機(jī)。這種機(jī)型除了弧形區(qū)采用多半徑，高度有所降低外，基本特點與弧形結(jié)晶器的鑄機(jī)相同。 （ 4）橢圓形連鑄機(jī) 為了進(jìn)一步降低鑄機(jī)高度，發(fā)展了橢圓形連鑄機(jī)。 3）弧形連鑄機(jī)的主要問題在于鋼水凝固過程中非金屬夾雜物有向內(nèi)弧聚集的傾向，容易造成鑄坯內(nèi)部分布不均勻。又分為直結(jié)晶器和弧形結(jié)晶器兩種弧形連鑄機(jī)，其主要特點是： 1）由于布置在 1/4 圓弧范圍內(nèi)，因此其高度低于立式與立彎式，這就使得它的設(shè)備重量較輕，投資費(fèi)用較低，設(shè)備安裝與維護(hù)方便，因此得到廣泛應(yīng)用。此外鑄坯在頂彎和矯直點內(nèi)部應(yīng)力較大，容易產(chǎn)生內(nèi)部裂紋。這樣既具有立式鑄機(jī)夾雜物上浮條件好的優(yōu)點，又比立式連鑄機(jī)高度低，而且水平出坯，鑄坯定尺長度不受限制，鑄坯的運(yùn)送也較方便。其上半部與立式相同，而在鑄坯全凝固后把鑄坯頂彎 90176。但缺點是鑄機(jī)設(shè)備高，鋼水靜壓力大，設(shè)備較笨重，維修也不方 便，安裝立式連鑄機(jī)需要很高的廠房或地坑，基建費(fèi)用也高。 連鑄新技術(shù)的重要發(fā)展目標(biāo)是： （ 1）澆注接近于最終產(chǎn)品形狀和尺寸的鋼材，以便減少加工工序； （ 2）建立連續(xù)生產(chǎn)線，如連鑄連軋。 （ 4）按鑄坯所承受的鋼水靜壓頭，可將連鑄機(jī)分為高頭型、標(biāo)準(zhǔn)頭型、低頭型和超低頭型四種。 （ 2）按鑄坯斷面的形狀可分為板坯連鑄機(jī)、方坯連鑄機(jī)、圓坯連鑄機(jī)和異形坯連鑄機(jī)等。 連鑄機(jī) 機(jī)型分類 連鑄機(jī)可以按多種方法來分類： （ 1）按結(jié)構(gòu)的外形可分為立式連鑄機(jī)、立彎式連鑄機(jī)、多點彎曲的立彎式連鑄機(jī)、弧形連鑄機(jī)、多半徑弧形連鑄機(jī)和水平連鑄機(jī)等。 連鑄機(jī)機(jī)型選擇及特點 連鑄機(jī)機(jī)型直接影響鑄坯的產(chǎn)量、質(zhì)量、基本建設(shè)投資和生產(chǎn)成本。每臺連鑄機(jī)同時可以澆注的鑄坯根數(shù)（即結(jié)晶器數(shù)）稱作為連鑄機(jī)的流數(shù)；這些流數(shù)可由一機(jī)或多機(jī)承擔(dān)。 能夠?qū)⒁话驍?shù)包鋼水連續(xù)澆注成鑄坯的一套裝置稱作一臺連鑄機(jī)。 24 4 連鑄設(shè)備的選型及計算 二十世紀(jì)五十年代連續(xù)鑄鋼技術(shù)開始應(yīng)用于工業(yè)，連續(xù)鑄鋼（簡稱連鑄）是煉鋼領(lǐng)域發(fā)展最快的技術(shù)之一，它是一項把鋼水直接鑄成鋼坯的工藝。 根據(jù)前面進(jìn)行的計算和設(shè)計，可以得出： 轉(zhuǎn)爐總高 H 總 =H 內(nèi) +450+650+100+150=10990mm； 爐殼外徑 D 殼 =D+275+2(700+115+100) =5330+150+1830=7310mm 由此可知 高徑比 H 總 /D 殼 =10990/7310= 在 ~ 的轉(zhuǎn)爐高寬比推薦值范圍內(nèi)，符合條件。根據(jù)實際情況，轉(zhuǎn)爐高寬比的推薦值為 ~。但是高寬比過大，在爐膛體積一定時