鋼鐵冶金——連鑄機(jī)主要參數(shù)的確定

1、連鑄機(jī)主要參數(shù)確定連鑄機(jī)主要參數(shù)確定江西理工大學(xué)江西理工大學(xué) 影響連鑄機(jī)產(chǎn)量的主要因素有：澆注速度、連影響連鑄機(jī)產(chǎn)量的主要因素有：澆注速度、連澆爐數(shù)、流數(shù)、斷面尺寸、作業(yè)率等。澆爐數(shù)、流數(shù)、斷面尺寸、作業(yè)率等。 設(shè)備和鑄坯斷面一定時(shí)，連鑄機(jī)產(chǎn)量主要決定設(shè)備和鑄坯斷面一定時(shí)，連鑄機(jī)產(chǎn)量主要決定于作業(yè)率和拉速。于作業(yè)率和拉速。 一包鋼水允許的最長(zhǎng)澆注時(shí)間可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)一包鋼水允許的最長(zhǎng)澆注時(shí)間可用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算：算：lg0.20.3GTf其中：其中：G G：鋼包容量（：鋼包容量（t t） f f: : 鑄坯質(zhì)量系數(shù)；其值為鑄坯質(zhì)量系數(shù)；其值為10-15 10-15 。1.1.連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力連鑄機(jī)的

2、生產(chǎn)能力澆鑄能力澆鑄能力Q Q： 指每分鐘注入結(jié)晶器內(nèi)的鋼水重量指每分鐘注入結(jié)晶器內(nèi)的鋼水重量gQ n F v 式中：式中：n: n: 鑄機(jī)流數(shù)鑄機(jī)流數(shù) F F：鑄坯斷面積；：鑄坯斷面積；m m2 2 v vg g：拉坯速度；：拉坯速度；m/minm/min ：鑄坯比重；普碳鋼：鑄坯比重；普碳鋼7.8t/m7.8t/m3 32 2）連鑄機(jī)的作業(yè)率）連鑄機(jī)的作業(yè)率為提高作業(yè)率，必須采用多爐連澆。為提高作業(yè)率，必須采用多爐連澆。按年澆注時(shí)間計(jì)算作業(yè)率按年澆注時(shí)間計(jì)算作業(yè)率01100%AA式中：式中：A A0 0: : 年澆注時(shí)間；年澆注時(shí)間；h h A A1 1：年日歷時(shí)間；：年日歷時(shí)間；8760

3、h8760h 3 3）連鑄機(jī)的年產(chǎn)量）連鑄機(jī)的年產(chǎn)量YaYa：a18760vG N FYT式中：式中：G: G: 一包鋼水的重量；一包鋼水的重量；t t N N：平均連澆爐數(shù)（一個(gè)澆注周期的爐數(shù)）：平均連澆爐數(shù)（一個(gè)澆注周期的爐數(shù)） F Fv v：鑄坯收得率；可?。鸿T坯收得率；可取95-96%95-96% ：連鑄機(jī)作業(yè)率；可?。哼B鑄機(jī)作業(yè)率；可取70-80%70-80% T T1 1：澆鑄周期的時(shí)間：澆鑄周期的時(shí)間2.2.連澆爐數(shù)：連澆爐數(shù)：一般設(shè)計(jì)采用連澆爐數(shù)為一般設(shè)計(jì)采用連澆爐數(shù)為3-43-4爐。爐。3.3.澆注時(shí)間澆注時(shí)間 ： SGB Dv N 式中：式中：G: G: 平均每爐產(chǎn)鋼量；平

4、均每爐產(chǎn)鋼量；t t B B、D D：鑄坯寬度、厚度；：鑄坯寬度、厚度； ：鑄坯密度；：鑄坯密度； v v：拉坯速度；：拉坯速度；m/minm/min N N：流數(shù)：流數(shù)S4 4：連鑄機(jī)流數(shù)：連鑄機(jī)流數(shù) n n ： 為了把一包鋼水在規(guī)定時(shí)間內(nèi)澆完，有時(shí)需為了把一包鋼水在規(guī)定時(shí)間內(nèi)澆完，有時(shí)需同時(shí)澆幾根鋼坯，鋼坯的根數(shù)即鑄機(jī)的流數(shù)。同時(shí)澆幾根鋼坯，鋼坯的根數(shù)即鑄機(jī)的流數(shù)。GnT S v 式中：式中：G: G: 鋼包容量；鋼包容量；t t T T：鋼包允許的澆注時(shí)間；：鋼包允許的澆注時(shí)間；min min S S：鑄坯斷面積；：鑄坯斷面積； m m2 2 v v：拉坯速度；：拉坯速度；m/minm/

5、min ：鑄坯比重；：鑄坯比重；t/mt/m3 3鑄坯斷面、冶金長(zhǎng)度、拉坯速度、鑄坯斷面、冶金長(zhǎng)度、拉坯速度、鑄機(jī)弧形半徑、連鑄機(jī)流數(shù)等。鑄機(jī)弧形半徑、連鑄機(jī)流數(shù)等。 是鑄機(jī)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，是決定設(shè)是鑄機(jī)機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，是決定設(shè)備性能和尺寸的基本因素。備性能和尺寸的基本因素。 鑄坯斷面尺寸規(guī)格是確定連鑄機(jī)機(jī)型和功能的設(shè)計(jì)依鑄坯斷面尺寸規(guī)格是確定連鑄機(jī)機(jī)型和功能的設(shè)計(jì)依據(jù)，鑄坯斷面尺寸受冶煉設(shè)備的容量、軋機(jī)組成、軋材據(jù)，鑄坯斷面尺寸受冶煉設(shè)備的容量、軋機(jī)組成、軋材產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)品質(zhì)量等因素的制約。產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)品質(zhì)量等因素的制約。小方坯：小方坯：7070707016016016016

6、0大方坯：大方坯：200200200 200 450450450450矩形坯：矩形坯：100100150 150 400400560560板坯：板坯：150150600 600 30030026402640圓坯：圓坯：80 80 450450冶金長(zhǎng)度：從結(jié)晶器液面到鑄坯全部凝固為止，冶金長(zhǎng)度：從結(jié)晶器液面到鑄坯全部凝固為止， 鑄坯中線距離稱(chēng)為冶金長(zhǎng)度。鑄坯中線距離稱(chēng)為冶金長(zhǎng)度。坯殼厚度與冷卻強(qiáng)度和冷凝時(shí)間有關(guān)，由實(shí)驗(yàn)可得：坯殼厚度與冷卻強(qiáng)度和冷凝時(shí)間有關(guān)，由實(shí)驗(yàn)可得：kt式中：式中：坯殼厚度；：坯殼厚度； mm mm k k：冷凝系數(shù)；：冷凝系數(shù)；mm/minmm/min0.50.5 t t：

7、冷凝時(shí)間；：冷凝時(shí)間；minmineL當(dāng)當(dāng) 時(shí)，鑄坯全部凝固。（時(shí)，鑄坯全部凝固。（H為鑄坯厚度為鑄坯厚度）若：拉坯速度為若：拉坯速度為v，全部凝固所經(jīng)歷的時(shí)間為：，全部凝固所經(jīng)歷的時(shí)間為：則有：則有：影響冶金長(zhǎng)度的因素有：鑄坯厚度、拉坯速度、冷凝強(qiáng)度影響冶金長(zhǎng)度的因素有：鑄坯厚度、拉坯速度、冷凝強(qiáng)度2H eeLtv22eHLvk：連鑄機(jī)每分鐘拉出鑄坯的長(zhǎng)度。（連鑄機(jī)每分鐘拉出鑄坯的長(zhǎng)度。（m/min) 結(jié)晶器出口處坯殼厚度為：結(jié)晶器出口處坯殼厚度為：0kt（mm）若結(jié)晶器的有效長(zhǎng)度為若結(jié)晶器的有效長(zhǎng)度為 ，拉速為，拉速為 : 則：0/ mtlvmlv式中：式中： ：為結(jié)晶器有效長(zhǎng)度。：為結(jié)晶

8、器有效長(zhǎng)度。ml將將 帶入有：帶入有：2 mkvl若?。喝羧。簞t最大拉坯速度為：則最大拉坯速度為： 2maxmkvl（ ：為安全坯殼厚度）：為安全坯殼厚度）0t 安全坯殼厚度通常為：安全坯殼厚度通常為：方坯：板坯、扁坯： 10mm 15 20mm連鑄機(jī)弧形半徑指鑄機(jī)的連鑄機(jī)弧形半徑指鑄機(jī)的外弧外弧半徑。半徑。 當(dāng)鑄機(jī)弧形半徑大時(shí)，鑄機(jī)高度增加，重量增加；當(dāng)鑄機(jī)弧形半徑大時(shí)，鑄機(jī)高度增加，重量增加；當(dāng)鑄機(jī)弧形半徑小時(shí)，鑄機(jī)尺寸、重量變小，但過(guò)當(dāng)鑄機(jī)弧形半徑小時(shí)，鑄機(jī)尺寸、重量變小，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。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。因此，鑄機(jī)弧形半徑大

9、小應(yīng)針對(duì)不同的鑄坯斷面，澆因此，鑄機(jī)弧形半徑大小應(yīng)針對(duì)不同的鑄坯斷面，澆鑄的鋼種等因素，選擇最佳半徑，其值大小可根據(jù)理鑄的鋼種等因素，選擇最佳半徑，其值大小可根據(jù)理論計(jì)算來(lái)確定。論計(jì)算來(lái)確定。 在矯直區(qū)鑄坯必須全部凝固，在此條件下矯在矯直區(qū)鑄坯必須全部凝固，在此條件下矯直稱(chēng)固相矯直。直稱(chēng)固相矯直。在確定鑄機(jī)弧形半徑時(shí)，必須滿足條件：在確定鑄機(jī)弧形半徑時(shí)，必須滿足條件：（1 1）鑄坯由矯直而產(chǎn)生的應(yīng)變不應(yīng)超過(guò)許用值；）鑄坯由矯直而產(chǎn)生的應(yīng)變不應(yīng)超過(guò)許用值；（2 2）在矯直區(qū)必須全部凝固；）在矯直區(qū)必須全部凝固；1) 1) 由應(yīng)變確定鑄機(jī)半徑：由應(yīng)變確定鑄機(jī)半徑：則有則有： ； (m) 10.5H

10、R式中：式中：固相矯直許用應(yīng)變。主要取決于澆鑄鋼種、 鑄坯溫度及對(duì)鑄坯表面質(zhì)量多要求等。 1普通碳鋼、低碳鋼：普通碳鋼、低碳鋼： 1.5 2% 將此值代入，則有：將此值代入，則有：25 33.3 RH2) 2) 校核鑄坯是否完全凝固：校核鑄坯是否完全凝固：. .鑄坯中線距離鑄坯中線距離 L Lc c 有：有： 222mclHLR( ( ：結(jié)晶器有效長(zhǎng)度：結(jié)晶器有效長(zhǎng)度) )ml為使鑄坯進(jìn)入矯直區(qū)時(shí)全部凝固，必須有：為使鑄坯進(jìn)入矯直區(qū)時(shí)全部凝固，必須有：ceLL即：即：22222mlHHRVk1）因固相矯直不可能實(shí)現(xiàn)高拉速，為提高鑄機(jī)生產(chǎn)能 力，提出帶液矯直方法。2）隨著拉速的提高，連鑄坯帶液心

11、通過(guò)矯直點(diǎn)，而兩 相區(qū)界面坯殼的強(qiáng)度和允許應(yīng)變極低，如果采用單 點(diǎn)矯直，勢(shì)必產(chǎn)生內(nèi)裂。因此，開(kāi)發(fā)了多點(diǎn)矯直技 術(shù)，將總的應(yīng)變分散 到每一矯直點(diǎn)的應(yīng)變分量中去。3）每矯直一次，鑄機(jī)弧形半徑大一次，直到矯直為止， 因而在矯直過(guò)程中采用多個(gè)半徑：12 n12nRRR4）矯直次數(shù)的確定由由R0 0矯直到矯直到R，總的應(yīng)變，總的應(yīng)變?yōu)椋簽椋?2HR矯直次數(shù)矯直次數(shù)n為：為： 2n一般取一般取35次。次。液心一點(diǎn)矯直液心一點(diǎn)矯直理想彎曲變形理想彎曲變形 內(nèi)弧坯殼伸長(zhǎng)內(nèi)弧坯殼伸長(zhǎng) 外弧坯殼縮短外弧坯殼縮短 中性軸線與幾何中心重合，長(zhǎng)度不變中性軸線與幾何中心重合，長(zhǎng)度不變 矯直變形時(shí)內(nèi)弧坯殼兩相區(qū)為矯直變形時(shí)內(nèi)弧坯殼兩相區(qū)為易裂區(qū)易裂區(qū)矯直應(yīng)變矯直應(yīng)變計(jì)算計(jì)算0000222%100RHRHCBBARBCHRABABABBC由于由圖可知%2 . 01 . 02222202vLkHHRc則若取經(jīng)過(guò)驗(yàn)證帶液心一點(diǎn)矯直可經(jīng)過(guò)驗(yàn)證帶液心一點(diǎn)矯直可能出現(xiàn)裂紋能出現(xiàn)裂紋/出現(xiàn)很大的弧形出現(xiàn)很大的弧形半徑半徑液心多點(diǎn)矯直液心多點(diǎn)矯直模型模型取任意取任意兩個(gè)矯兩個(gè)矯直段分直段分析析kkkkkkkkkkkkkkkkkHRHRRRRHRCBHRBABABACB22122%100111111111121211112112112kkkkkkkkkkHRRHRRHR