【正文】 ) 石墨結晶器：易氧化。本設計采用銅合金材質，鍍鎳。 結晶器尺寸的確定 參數(shù)選擇：斷面尺寸：凝固收縮及矯直變形要求結晶器斷面尺寸比冷鑄坯斷面尺寸達 2～ 3%左右。結晶器長度：保證出結晶器坯殼厚度和減少拉坯阻力的情況下，盡可能選用短結晶器。結晶器長度一般選用 700～ 900mm。有的達到 1200mm。 1) 結晶器的斷面尺寸：結晶器的斷面尺寸是根據(jù)冷坯的公稱斷面尺寸確定的。考慮到鑄坯在凝固過程重的收縮和矯直時變形的因素，結晶器的斷 面應比鑄坯的公稱斷面大，一般約大 1～ 3％左右。 2 S = 27225m m 21 (1 0. 03 ) 28 04 1. 75s s m m? ? ? ? 結晶器長度： 式中 ? —— 結晶器出口出的坯殼厚度， mm 方坯取值 10 K—— 結晶器部分凝固系數(shù)， / minmm 取值 20 V—— 拉坯速度， m／ min ／ min 考慮到澆注操作時結晶器內鋼液面的波動以及應用保護渣澆注等，在鋼液面到結晶器定面之間要留有一定的富裕距離，故結晶器的實際長度 L 應為 39。 50 90 0L L mm? ? ? 結晶器的錐度： 鑄坯在結晶器內襯的凝固過程的收縮，是鑄坯脫離結晶器239。 850L V m mK???? ? ????? 唐山科技職業(yè)技術學院（成）畢業(yè)設計（論文） 第 21 頁 共 29 頁 壁，形成氣隙，影響結晶器的導熱性能和坯殼的生長。因此，在結晶器設計時，將結晶器制成下口斷面比上口斷面略小，形成倒錐度。結晶器的到錐度 ? 可由下式確定： 式中 1s —— 結晶器上口斷面積 2s —— 結晶器下口斷面積 4) 結晶器的倒錐度是一個十分重要的參數(shù)，如倒錐度過小，坯殼會過早的脫離結晶器內壁形成氣隙，影響結晶器的冷卻效果，致使坯殼過薄，出現(xiàn)鼓肚變形，甚至拉漏。倒錐度過大，會使鑄坯與結晶器的摩擦阻力增加，加速結晶器內壁，特別是下口的磨損。目前根據(jù)實踐取經(jīng)驗值，對方坯結晶器的倒錐度取 ～ ％。本設計結晶器倒錐度取值 ％ 結晶器水縫面積：鋼水在結晶器內形成坯殼時所放出的熱量主要由冷卻水帶走的，因此，在設計結晶器時，合理的確定結晶器的水縫面積是非常重要的。結晶器水縫面積 F 可按下式計 式中 L 取值為 Q 為結晶器單位周長耗水量， 3m /(h m)? ，根據(jù)經(jīng)驗為100～ 160 3m /(h m)? 。本設計取 140。 V? v 為冷卻水流速， m/s根據(jù)經(jīng)驗為 6～ 8m/s。 取值為 8 結晶器的振動機構 結晶器振動的目的是防止初生坯殼與結晶器之間粘結而被拉裂。結晶器振動實際上起強制脫模的作用。本設計振動方式采用正弦振動，210000 3 2 0 8 . 3 336 LQF m mV??? ? ?121 100%sss? ??? 唐山科技職業(yè)技術學院（成）畢業(yè)設計（論文） 第 22 頁 共 29 頁 這是目前廣泛采用的一種振動方式。結晶器的運動速度與時間的關系為一條正弦曲線 結晶器振動參數(shù)： 振動頻率 f＝ 75～ 210 次／ min 振幅 S＝ 3mm 負滑動率 ? ＝ 25％ 2) 四連桿式振動機構：四連桿式振動機構又稱雙搖桿 式或雙短臂式振動機構。廣泛應用于大型板坯連鑄和小方坯連鑄機上。這種振動機構有內弧布置和外弧布置兩種，本設計采用 內 弧布置四連桿式振動機構，如圖 5－ 3。 其特點是全部傳動機構和振動機構布置在 內 弧側。結晶器固定在振動框架上，振動框架鉸接在兩連桿上的一端，在驅動桿的帶動下，結晶器繞另一端為支點往復擺動，從而能較準確的實現(xiàn)結晶器的弧線運動，這對提高鑄坯質量，減少鑄坯在結晶器中形成裂紋的可能性都具有明顯的優(yōu)點。 圖 5－ 3 四連桿振動機構 1 － 振 動臺 ； 2 －振 動 臂； 3 － 無級 變 速器 ； 4－安全連軸器； 5－交流電動機； 6－箱架 結晶器的類型 采用套管式結晶器，它主要由無縫弧形銅管，鋼制外套和足輥等組成。結構如圖 5－ 4 所示，在銅管外面套著鋼制外套，形成約 7mm的冷卻水縫，利用隔板及橡皮墊與外水套相連，并形成上下兩個水室，用上下兩個法蘭把銅管壓緊。在上法蘭與外水套的聯(lián)接螺栓上裝有碟形彈簧，以使銅管在熱膨脹時不至于產生太大的壓 力，在冷卻時，銅 唐山科技職業(yè)技術學院（成）畢業(yè)設計（論文） 第 23 頁 共 29 頁 管上下兩端又不會漏水。冷卻水以 ～ 的工作壓力從給水管進入下水室，以 6～ 8m／ s 的速度流經(jīng)水縫，進入上水室，從排水管排出。為了安全和提高到熱效率，在水縫上部留有因過熱而產生少量蒸汽的排氣管。為了保證鑄坯有規(guī)正的外形尺寸，減少鑄坯脫方，在結晶器下部安裝有足輥，要求精度對弧誤差在 以內。 為了監(jiān)控結晶器內鋼液面高度，在結晶器內弧側的水套上部裝有鈷60 放射源，在結晶器的另一側裝有信號接收裝置組成自動指示和控制液面高度的液位指示器。 結晶器的使用壽命是指從開始使用到報廢 這段時間內澆注的爐數(shù)或澆注的鑄坯數(shù)量（ t 或m） ，結晶器的使用壽命主要取決于銅管承受冷熱 圖 5－ 4 方坯管式結晶器 1－結晶器外罩； 2－內水套； 3－潤滑油蓋； 4－結晶器銅管； 5－放射源； 6－蓋板； 7－外水套； 8－給水管； 9－排水管； 10－接收裝置； 11－水環(huán)； 12－足輥； 13－定位銷 交變的次數(shù)。單爐澆注時弧形結晶器的使用壽命為 200～ 300 爐，多爐連澆時為 500 爐。 套管式結晶器結構簡單，易于制造和維護，廣泛用澆注中小斷面鑄坯。 二次冷卻系統(tǒng) 鑄坯帶著液芯進入二冷區(qū)接受噴水冷卻，目的是使鑄坯達到 完全 唐山科技職業(yè)技術學院（成）畢業(yè)設計（論文） 第 24 頁 共 29 頁 凝固，表面溫度分布均勻，然后進入拉矯機。鑄坯在二冷區(qū)要全部凝固還需散出 210～ 294kj／ kg 的熱量。向鑄坯表面噴射霧化水滴，鑄坯表面溫度突然降低，鑄坯表面和中心之間形成了較大的溫度梯度，這是鑄坯向外傳熱的動力。影響二冷區(qū)傳熱的因素有： ；2 水流密度； 3 水滴速度； 4 水滴直徑； 5 鑄坯表面狀態(tài)； 6 噴嘴的使用狀況。 二冷區(qū)的設計 二冷區(qū)設計應滿足產品質量、品種的要求，避免鑄坯表面和內部產生缺陷，應有高的傳熱效率，以保證最大的生產率；二冷設備易于操作控制和維護。 結構如圖5－ 5 所示。 圖 5－ 5 方坯連鑄機的鑄坯導向及冷卻裝置 1－ Ia 段； 2－供水管； 3－側導輥； 4－吊掛； 5－ I 段； 6－夾輥； 7－噴水環(huán)管； 8－導板； 9－Ⅱ段； 10－總管支架； 11－總管； 12－導向支架； 13－環(huán)管； 14－噴嘴 (1) 比水量 W(l/kg):每單位質量的鑄坯所消耗的二次冷卻水量。不同的鋼種比水量不同，拉速對其也有重要的影響。 v v? ? ? ? = 21. 75 4. 50 2. 8 1. 25 2. 8? ? ? ? ?=(2) 總水量 二次冷卻去的壓力一般在 ～ 。二冷區(qū)的總耗水量 Q 為： Q=WG= = 唐山科技職業(yè)技術學院（成）畢業(yè)設計（論文） 第 25 頁 共 29 頁 (3) 冷卻水噴嘴：一般用銅合金制成，依據(jù)二冷區(qū)不同冷卻段的要求和冷卻水量的分配選擇合適的噴嘴。 二冷段冷卻區(qū)的劃分 根據(jù)上述要求，設計了二冷水噴嘴冷卻控制模型。本鑄機采用水噴霧冷卻噴嘴， 二冷區(qū)水量： 4x400m3/h，壓力： 拉 矯裝置 (1) 作用：夾持、拉動鑄坯，并把弧形鑄坯矯直，輸送引錠桿。 (2) 要求： 1) 足夠的拉坯和矯直能力。 2) 良好的調速性能，靈活的正反轉。 3) 結構簡單，便于維護和安裝，足夠的強度和剛度。 4) 保證鑄坯質量的前提下，能實現(xiàn)全凝固或帶液芯鑄坯的矯直。 (3) 拉矯機的選取 現(xiàn)代化連鑄機采用 五 輥拉矯