煉鐵學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文.doc

唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院（成）畢業(yè)設(shè)計（論文）第1頁共30頁摘要本設(shè)計論述了方坯連鑄在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢。設(shè)計中詳細(xì)地計算和選擇了連鑄機(jī)的工藝設(shè)備參數(shù)、生產(chǎn)工藝流程以及車間工藝布置。為提高連鑄機(jī)生產(chǎn)率和提高產(chǎn)品質(zhì)量，在設(shè)計中采用了一些新技術(shù)、新工藝和先進(jìn)的設(shè)備。設(shè)計中選用弧形結(jié)晶器弧形連鑄機(jī)、鋼包回轉(zhuǎn)臺、大容量和深熔池的中間包，以及結(jié)晶器四連桿式振動、水噴嘴冷卻、五輥拉矯裝置等先進(jìn)技術(shù)。本次設(shè)計題目為年產(chǎn)300萬噸鋼方連鑄車間的設(shè)計，為更好地實現(xiàn)熱送熱裝工藝，更有利于高溫鑄坯的快速輸送和提高生產(chǎn)率，設(shè)計的兩臺八機(jī)八流的現(xiàn)代化方坯連鑄機(jī)在車間內(nèi)為橫向布置，連鑄機(jī)長度為27.5m,端面尺寸為165165mm，定尺長度為1200mm。所鑄的鋼種包括普碳鋼、優(yōu)碳鋼、低合金鋼、硅鋼等關(guān)鍵詞：方坯連鑄機(jī)、熱裝熱送、工藝參數(shù)、橫向布置、高效連鑄唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院（成）畢業(yè)設(shè)計（論文）第2頁共29頁1概述早在十九世紀(jì)中期H.貝塞麥（H.Bessemer）就提出連續(xù)澆注液態(tài)金屬的設(shè)想。隨后還有其他人對此項技術(shù)進(jìn)行過研究。但由于當(dāng)時科學(xué)水平的限制，并未能用于工業(yè)生產(chǎn)。直到1933年，現(xiàn)代連鑄的奠基人S.容漢斯（S.Junghans）提出并發(fā)展了結(jié)晶器振動裝置之后，才奠定了連鑄在工業(yè)上應(yīng)用的基礎(chǔ)。1950年容漢斯和曼內(nèi)斯曼（Mannesmann）公式合作，建成世界上第一臺能澆注5t鋼水的連鑄機(jī)。60年代后，連鑄進(jìn)入穩(wěn)步發(fā)展時期。機(jī)型方面，70年代以來，連鑄生產(chǎn)技術(shù)圍繞提高連鑄生產(chǎn)率，改善鑄坯質(zhì)量，降低連鑄坯能耗這幾個中心課題，已經(jīng)有了長足的發(fā)展。80年代連鑄技術(shù)的進(jìn)步，主要表現(xiàn)在對鑄坯質(zhì)量設(shè)計和質(zhì)量控制方面到一個新的水平。已逐步實現(xiàn)連鑄坯熱送和直接軋制，由于這一新工藝能夠大幅度地降低能耗，縮短生產(chǎn)周期，因而已成為目前連鑄發(fā)展的主要方向。中國是世界上開發(fā)和應(yīng)用連鑄技術(shù)較早的國家之一。上世紀(jì)50年代就進(jìn)行過連續(xù)鑄鋼方面的試驗研究。進(jìn)入20世紀(jì)80年代末和90年代以來，寶山鋼鐵公司和鞍鋼鋼鐵公司分別在1989年和1990年投產(chǎn)了從日本引進(jìn)的大型雙流板坯連鑄機(jī)。改革開放以來，國家對發(fā)展連鑄技術(shù)一直予以高度重視，大力發(fā)展連鑄生產(chǎn)和建設(shè)成為我國鋼鐵技術(shù)發(fā)展中的重要政策。唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院（成）畢業(yè)設(shè)計（論文）第3頁共29頁2主要設(shè)計原則和規(guī)劃2.1連鑄機(jī)型的選擇和特點(diǎn)2.1.1連鑄機(jī)設(shè)計原則（1）充分利用新廠房的總體設(shè)計選擇連鑄機(jī)機(jī)型。（2）連鑄機(jī)要實現(xiàn)高效化，能連續(xù)穩(wěn)定的生產(chǎn)合格鑄坯。（3）連鑄機(jī)裝備水平按先進(jìn)、實用、可靠、經(jīng)濟(jì)的原則考慮。（4）連鑄機(jī)主要設(shè)備要能整體更換，離線檢修。（5）采用的工藝、技術(shù)、設(shè)備做到投產(chǎn)后的一定時間內(nèi)，工藝流程、裝備水平和主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)保持同類機(jī)組的先進(jìn)水平。2.1.2連鑄機(jī)機(jī)型的選擇原則（1）滿足鋼種和端面規(guī)格的要求；（2）滿足鑄坯質(zhì)量的要求；（3）節(jié)省投資和環(huán)保2.1.3連鑄機(jī)機(jī)型的確定本設(shè)計采用的是弧形結(jié)晶器弧形連鑄機(jī)、五輥矯直裝置、水噴霧冷卻、鑄坯斷面尺寸165mm165mm方坯。2.2連鑄車間生產(chǎn)規(guī)模2.2.1鋼水供應(yīng)條件轉(zhuǎn)爐：（1）氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐2座（2）平均出鋼量130噸（3）最大出鋼量140噸（4）平均冶煉周期35分鐘LF精煉爐2座2.2.2生產(chǎn)規(guī)模兩臺八機(jī)八流方坯連鑄機(jī)生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn)合格連鑄坯300萬噸。唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院（成）畢業(yè)設(shè)計（論文）第4頁共29頁3連鑄車間的平面布置3.1主要工藝參數(shù)的確定3.1.1拉速的確定連鑄機(jī)的拉速的確定主要取決于以下幾個原則：選取連鑄機(jī)的拉速必須在所澆鋼種的允許范圍之內(nèi)，確保產(chǎn)品質(zhì)量。以滿足鋼種產(chǎn)量的要求為前提，選取的拉速考慮和冶煉設(shè)備的生產(chǎn)周期匹配。連鑄機(jī)拉速要考慮鑄坯斷面尺寸、弧形半徑、冶金長度和鑄機(jī)結(jié)構(gòu)特性等因素。理論拉速：理論上所能達(dá)到的最大拉速。按照結(jié)晶器出口處鑄坯最小坯殼厚度計算，根據(jù)本設(shè)計的鋼種鑄坯斷面尺寸最小坯殼厚度選取為10mm。結(jié)晶器出口處最小坯殼厚度：式中：Km-結(jié)晶器內(nèi)鋼液凝固系數(shù)mm/min1/2；取20；Lm-結(jié)晶器有效長度m,0.85；計算得出：Vmax3.4mmin工作拉速根據(jù)經(jīng)驗為理論拉速的85，確定工作拉速為2.8mmin3.1.2冶金長度的計算：冶金長度為連鑄機(jī)的機(jī)身長度，指從結(jié)晶器鋼液面到拉矯機(jī)最后一對輥子中心線的長度。min10maxLmKmmmV唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院（成）畢業(yè)設(shè)計（論文）第5頁共29頁式中L鑄機(jī)的冶金長度，mmaxD最大的設(shè)計鑄坯厚度，mmmaxV最大的設(shè)計拉坯速度，mminK綜合凝固系數(shù)，/minmm取30計算出冶金長度L=25.71m3.1.3作業(yè)率的確定(1)日歷時間：365(d)x24=8760h(2)鑄機(jī)計劃年檢時間：一年1次，共10d(240h)(3)鑄機(jī)計劃定期檢修時間：每周1次，共8h，全年400h年計劃工作時間：8760-240-400=8120h(4)非計劃檢修時間：連鑄機(jī)：90h(5)工序干擾停工時間：轉(zhuǎn)爐及前工序：150h連鑄機(jī)：120h加熱爐：80h連軋機(jī)：80h小計：430h(6)鑄機(jī)有效作業(yè)時間：8120-90-430=7600h(7)鑄機(jī)有效作業(yè)率：7600/（24x365）x100%=86.7%3.1.4收得率的確定收得率=澆注收得率(%)精整收得率(%)2maxmax2.4DVLKm唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院（成）畢業(yè)設(shè)計（論文）第6頁共29頁=合格板坯量/鋼水量100%=294.9/300100%=98.3%式中：鋼水量為鋼包內(nèi)的鋼水量。3.1.5鋼包允許的最大澆注時間maxlog0.270.2min0.3Gtf式中：maxt-鋼包最大允許澆注時間，minG-鋼包的容量，130tf-質(zhì)量系數(shù)，取113.1.6連鑄機(jī)流數(shù)的確定連鑄機(jī)流數(shù)計算公式：式中G-鋼包容量，t,130t；t-鋼包澆注時間min,一般tmaxt，t取32min；F-鑄坯斷面面積2m,0.02722m；V-此斷面下的工作拉速，m/min,2.8m/min；-鑄坯密度，7.6t/3m.本設(shè)計中N取8，車間共兩臺八機(jī)八流的方坯連鑄機(jī)。3.2連鑄機(jī)生產(chǎn)能力的計算3.2.1連鑄機(jī)與轉(zhuǎn)爐的匹配計算本次設(shè)計要求合格鑄坯為300萬噸。則所需鋼水量：7.012GNtFv唐山科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院（成）畢業(yè)設(shè)計（論文）第7頁共29頁300000030518810.983Qt式中：A-鋼水收得率，0.983根據(jù)轉(zhuǎn)爐車間的生產(chǎn)能力：設(shè)轉(zhuǎn)爐座數(shù)為n,轉(zhuǎn)爐的公稱容量為q:3651440nqQT36514400.836305188136nq可得：nq=250t,可取n為2，q為125t。其中T為轉(zhuǎn)爐的冶煉周期，36min。所以本次設(shè)計與120噸的轉(zhuǎn)爐相匹配。3.2.2連鑄機(jī)生產(chǎn)能力計算1)連鑄機(jī)作業(yè)率:根據(jù)前面計算，連鑄機(jī)作業(yè)率為86.7%。2)每爐鋼水量G:本設(shè)計與公稱容量為120t的轉(zhuǎn)爐相匹配，連鑄用鋼水量平均按每爐130t計算。3)鑄坯收得率A:據(jù)連鑄設(shè)計技術(shù)規(guī)格書中經(jīng)濟(jì)指標(biāo)可知鑄坯收得率為98.3%。4)連澆爐數(shù)