【正文】 鑄機的作業(yè)率。當引錠頭通過拉輥之后 , 脫錠裝置將引錠頭與鑄坯快速脫開 ,引錠被運送到引錠存放裝置收存 ,待下次澆注時使用。 二 文獻綜述 工藝特點 連鑄有助于實現(xiàn) 鋼鐵生產(chǎn)的緊湊化和連續(xù)化；提高了金屬的收得率 7%12%；降低了 30%左右的建設費用；可改善作業(yè)環(huán)境；節(jié)約能源及原材料消耗，降低了人工費用。 轉(zhuǎn)爐煉出來的鋼水倒入鋼包，氬氣自動接通，用行車運送到精煉，按不同鋼種進行各種處理。 注入到結(jié)晶器內(nèi)的鋼水被已經(jīng)密封在結(jié)晶器下口的引錠頭擋住 ， 經(jīng)結(jié)晶器冷卻水的冷卻，鋼水凝固成坯殼，啟動拉坯輥，通過引錠桿將鑄坯徐徐拉出。 當鑄坯尾部出連鑄機時，用脫引錠裝置把引錠桿與鑄坯分離，引錠桿被引錠卷揚裝置收到操作平臺上的引錠桿小車上，以備下次澆鑄時再用。 停留在橫移輥道上的板坯，用板坯移送臺車移送到板坯熱送輥道。 武漢科技大學本科生畢業(yè)設計 說明書 第 3 頁 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 連鑄機的種類 連鑄機可以按多種形式來分 類。隨著連鑄技術(shù)的發(fā)展，又開展了輪式連鑄機，特別是薄板坯連鑄機的研究。優(yōu)點：無彎曲變形、冷卻均勻、裂紋少；夾雜物容易上??；缺點：設備高，建設費用大；鋼液靜壓大，容易產(chǎn)生鼓肚。 立彎式連鑄機：其結(jié)晶器下有垂直段，鑄坯通過拉坯輥后（鋼水完全凝固或接近完全凝固），用頂彎機使鑄坯彎曲，進入圓弧段。但也存在鑄坯在一點彎曲，一點矯直，容易形成裂紋以及要求全凝固矯直，限制生產(chǎn)率的問題。優(yōu)點：機身高度為立式的 1/21/3，基建費用低；鋼液靜壓小， 鼓肚、裂紋缺陷少；加長機身容易，可高速澆鑄，生產(chǎn)率高。 橢圓形連鑄機：優(yōu)點：機身高度低，基建費用降低；多次變形，每次變形量不大，鑄坯質(zhì)量好；鋼液靜壓小，皮殼鼓肚小，質(zhì)量好。 圖 各種連鑄機簡圖 武漢科技大學本科生畢業(yè)設計 說明書 第 4 頁 水平連鑄機：高度僅為立式的 1/10，節(jié)約基建費用。在方坯連鑄機中也包括矩形坯連鑄機，通常把澆鑄斷面或當量斷面積大于200 200mm的鑄坯叫大方坯，斷面或當量斷面積小于 160 160mm的鑄坯叫小方坯，寬厚比大于 3 矩形坯稱為板坯。 引錠桿與引錠方式 引錠桿是連鑄機 必不可少的組成部分。在引錠桿頭上放一些廢鋼板、碎鋼等，以使鑄坯與引錠頭既連接牢固又有利于脫錠。澆鑄開始后，所注入的鋼液與引錠頭部凝結(jié)在一起，通過拉矯機的牽引，鑄坯隨引錠桿連續(xù)地從結(jié)晶器下口拉出，直到鑄坯通過拉矯機，與引錠桿脫鉤為止。而引錠桿會被送至連鑄生產(chǎn)線外存放，以備下次澆注時使用，故引錠桿只在每 次開澆時使用一次。安裝方式的比較如表 所示。當一個澆次結(jié)束后，尾坯離開結(jié)晶器一定距離后，就可以從結(jié)晶器上口裝入引錠桿，裝引錠桿可圖 引錠桿引錠示意圖 武漢科技大學本科生畢業(yè)設計 說明書 第 5 頁 以和拉尾坯同時進行。由于上裝式引錠桿具有準備時間短，鑄機作業(yè)率高，作業(yè)環(huán)境好等優(yōu)點，在大型板坯連鑄機中，較多地 采用了上裝式引錠桿系統(tǒng)。 燕尾槽式引錠頭 鋼水流入燕尾槽內(nèi)凝固后，引錠與鑄坯可靠地鏈接在一起，在引錠頭通過拉矯機后，要人工把引錠頭與第一節(jié)引錠桿鏈接的銷釘打出來或用專門裝置使引錠頭與引錠桿脫開，然后再從鑄坯上取下。 勾頭式引錠頭 這種引錠頭的主要特點是可以自動脫錠。因此，引錠頭與鑄坯的接觸面都要有適當?shù)男倍取? 撓性引錠桿： 一般作為鏈式。 1）大節(jié)距引錠鏈：由若干節(jié)弧形鏈板鉸接而成。缺點是加工難度大，在橢圓形連圖 鉤頭式引錠頭 圖 燕尾槽式引錠頭 圖 大節(jié)距引錠鏈 1弧形鏈 2鉤頭式引錠頭 3鑄坯 圖 鏈板式引錠鏈 1鏈板 2銷軸 3燕尾槽式引錠頭 4鑄坯 武漢科技大學本科生畢業(yè)設計 說明書 第 7 頁 鑄機和采用多輥拉矯的連鑄機上不能應用。在送引錠桿時不夠平穩(wěn)，有是有卡住現(xiàn)象，目前使用不多。具有送引錠鏈時運行平穩(wěn)，不會卡住，質(zhì)量小，加工方便。 （ 3）鋼板引錠鏈：引錠本身由兩部分組成。鋼板上下兩面對稱布置許多圓鋼，與鑄坯同厚。缺點是鋼板易于拱起，引錠變形影響操作。用雙接頭板與板條橫向連接和導向。由于引錠頭設有調(diào)寬板，可適當調(diào)整其寬度。 剛性引錠桿：用于小方坯連鑄機。引錠桿通過驅(qū)動裝置，可以沿自己的弧形軌道直接進入結(jié)晶器底部。缺點是整體加工較為困難。 下裝引錠存放裝置：主要分為三種方式： 1）離線存放：借助車間吊車，用長形籠式吊具吧鉆入籠內(nèi)的引錠吊離輥道，放在鑄機邊上，有專人掛鉤。 2）輥道存放：在出坯輥道后邊設置專門的輥道來存放引錠或者在輸送輥道的旁邊設置專用的停放架，用推鋼機把引錠推到上面存放。 3）專用裝置存放。 表 引錠桿存放裝置的比較 型式 機構(gòu) 型式 結(jié)構(gòu)簡介 特點 升降式 吊掛式 澆鋼前吊架落在輸送輥道上，脫坯后的引錠由輥道進入吊架內(nèi)。 有足夠的提升高度，可免受熱坯烘烤，適宜大節(jié)距引錠存放。 送引錠快，適宜小節(jié)距引錠鏈，廣泛引用于板坯連鑄機。 側(cè)入式 臺車存放式 引錠桿收容于平面臺車，臺車被移動到鑄機側(cè)面，以備下次裝入。 平移式 引錠桿收容于存放架后，靠支架擺動移向鑄機側(cè)面，以備下次裝入。 固定式 斜橋存放式 引錠桿通過升降斜橋被拉入到固定斜橋輥道上后，抬起升降斜橋，存放于鑄機輥道上方，以備再次裝入。 斜橋卷取式 引錠桿通過升降斜橋輥道被拉入圓弧導向架之后，抬起升降斜橋，存放于鑄機上方，以備再次裝入。 整體剛性引錠存放裝置 引錠通過道軌和驅(qū)動裝置，沿自己的弧形軌道直接送進。 卷取式 轉(zhuǎn)筒式 引錠桿通過轉(zhuǎn)筒斜面被拉入旋轉(zhuǎn)筒上存放，轉(zhuǎn)筒裝于臺車上，臺車在鑄機側(cè)面移動，以備再次裝入。 上裝引錠存放裝置 新型板坯連鑄機大多采用上裝引錠方式以提高連鑄機的作業(yè)效率。主要分為兩類： 1）小車式存放裝置：接收引錠時，引錠脫離裝置將引錠與鑄坯脫開， 經(jīng)導向裝置有卷揚裝置直接把引錠提起來直引錠小車的鏈式輸送機上。此裝置結(jié)構(gòu)簡單，投資較少，但占用操作武漢科技大學本科生畢業(yè)設計 說明書 第 10 頁 平臺面積。此裝置結(jié)構(gòu)簡單，但造價較高。經(jīng)過幾十年的研究，連鑄技術(shù)正朝著高拉速、高連澆率、高作業(yè)率、高鑄坯無缺陷率的方向發(fā)展。 該系統(tǒng)主要包括：結(jié)晶器夾緊和調(diào)寬裝置；在線寬度和錐度調(diào)節(jié)數(shù)學模型（與鑄坯規(guī)格、鋼種、過熱度、拉速、冷卻等有關(guān)）；拉坯速度和冷卻系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)視系統(tǒng)；在線寬度和錐度調(diào)節(jié)控制模型。 液壓非正弦振動可在線調(diào)節(jié)振動參數(shù)，如振動頻率、振幅、偏斜率。液壓非正弦振動可在最佳負滑動時間和正滑動時間的情況下降圖 擺動臺式存放裝置 圖 小車式上裝引錠桿 1引錠桿 2結(jié)晶器 3小車 4澆鑄平臺 武漢科技大學本科生畢業(yè)設計 說明書 第 11 頁 低振動頻率，提高設備的使用壽命和穩(wěn)定性。 二冷自動控制 板坯連鑄機二次冷卻水動態(tài)自 動控制，是連鑄核心技術(shù)之一。通常表面缺陷起原于結(jié)晶器，內(nèi)部缺陷主要是二冷區(qū)的不均勻冷卻造成的。為提高板坯內(nèi)部質(zhì)量和表面質(zhì)量二次冷卻水動的態(tài)自動控制就尤為重要。 根據(jù)鋼種及鋼的高溫延性曲線設定在二冷各冷卻區(qū)的目標表面溫度 用二維傳熱模型進行計算，忽略板坯沿橫向和鑄流方向的傳熱，建立傳熱方程 水量計算數(shù)學模型：根據(jù)目標表面溫度，計算鑄坯表面對應的傳熱系數(shù)，由求得的傳熱系數(shù)平均值計算實際表面溫度及噴水量的分布 傳熱系數(shù)模型 表面溫度計算模型及動態(tài)水計算模型 在考慮實際水流量、鑄速、鋼種和過熱度的情況下，跟蹤鑄坯在線實時計算鑄流的溫度分部情況。 三 脫引錠裝置的設計內(nèi)容 本人負責脫引錠裝置的設計，其具體內(nèi)容如下： 武漢科技大學本科生畢業(yè)設計 說明書 第 12 頁 主要設計參數(shù) 鑄坯厚度： 0m m210,230,25 鑄坯寬度： 2 1 5 0 m m1 3 5 0 鑄坯長度： 1 1 0 0 0 m m4 5 0 0 鑄坯運行速度 ： Max m/min 3 ）（ mm/s50 參數(shù)分析 機型 最大斷面 mmmm? 最小斷面 mmmm? 經(jīng)常澆注斷面 mmmm? 板坯 300?2640 310?2500 130?250 180?700 300?2020 大方坯 600?600 200?200 250?250450?450 240?280400?560 小方坯 160?160 55?55 90?90150?150 圓坯 ? 450 ? 100 ? 200? 300 異形坯 工字型 460?460?120 中空坯 ? 450/6100 橢圓形 120?140 由上表可以看出，鑄坯厚度范圍為 130300mm ，設計參數(shù)最大值為250 mm，厚度較大；鑄坯寬度范圍為 2502640mm ，設計參數(shù)最大值為2150mm，寬度較大；參數(shù)要求的最大橫截面積要求為 250mm ?2150mm，相較于最大斷面 300? 2640 mm 和 310 ? 2500 mm ，以及經(jīng)常澆鑄斷面180?700mm300?2020mm，屬于非經(jīng)常澆鑄的特種大型斷面。 當流量保持不變時，對于較小的橫截面積，可以采取較大的拉坯速度，而最大橫截面積所對應的拉坯速度為最小值。 武漢科技大學本科生畢業(yè)設計 說明書 第 13 頁 設計目標 脫引錠的方式分為在線脫引錠與離線脫引錠兩種方案。但自動脫錠必須使用引錠桿上裝系統(tǒng)，需要引錠桿從結(jié)晶器的上端入口進入結(jié)晶器。 離線脫錠是指將連在引錠桿頭部的坯頭用切割機切下后橫移到線外，利用專門的脫錠裝置脫錠。 故一般選用在線脫引錠裝置脫錠，在保證脫錠成功穩(wěn)定性的同時，減少成本費用。脫錠力是由液壓缸驅(qū)動脫錠輥來完成的 , 根據(jù)鑄坯的最大斷面和經(jīng)同類型的脫錠裝置相比較而確定的。在確定完脫錠液壓缸的類 型后需要對液壓缸的工作行程進行校核。如圖所示，在引錠頭通過拉輥后，用上矯直輥壓一下第一節(jié)引錠桿的尾部，便可以使引錠頭與鑄坯脫開。這種機構(gòu)由二個脫錠油缸、二個移動油缸與脫錠體相連接的四連桿擺動機構(gòu)組成。澆注開始后 ,引錠桿與鑄坯一起拉出結(jié)晶器。然后 ,后退液壓缸將頂頭返回 , 完成一個脫錠周期。脫錠輥采用35CrM