煉鋼機械：連鑄機械

第三章連鑄機械一、連鑄工藝過程1.定義：將鋼水延續(xù)不斷地澆注到水冷結(jié)晶器內(nèi)，凝固成一定坯殼厚度的鋼坯延續(xù)地從結(jié)晶器內(nèi)拉出，這種鋼水連鑄和鋼坯連拉的過程的消費工藝即成為延續(xù)鑄鋼。2.連鑄工藝過程以弧形連鑄機為例引見〔引見連鑄機立面圖〕P183鋼包——回轉(zhuǎn)臺——中間罐——結(jié)晶器及振動器

——二冷段〔弧形段/扇形段〕——拉矯機——切割——堆碼鋼水——結(jié)晶——二冷——拉矯——切割一、連鑄工藝過程3.連鑄的優(yōu)越性低投入，高產(chǎn)出，高效益簡化鋼坯消費過程，節(jié)省投資節(jié)省能源，降低消費本錢提高金屬收得率，降低金屬損耗提高鋼坯質(zhì)量，降低廢品率二、連鑄開展概略〔一〕連鑄技術(shù)主要開展1.鋼水處置方面5.坯型大型化爐外精煉、加鈣、吹氬〔氮〕簡化規(guī)格，按需切分，攪拌真空脫氣及維護澆注6.組合澆注連鑄2.連鑄的鋼種不斷擴展一機能消費多種坯型各種鋼種包括特殊鋼7.實現(xiàn)連鑄連軋3.不斷提高鋼坯質(zhì)量采取短流程鋼材消費工藝采用電磁攪拌8.改良連鑄機構(gòu)造4.消費才干不斷提高簡化整體規(guī)劃，優(yōu)化主要安裝采用一機多流、多爐連澆，提高拉速〔二〕連鑄機機型與開展各種機型圖例引見P197二、連鑄開展概略〔三〕我國連鑄技術(shù)與設(shè)備的開展1957：第一臺立式上海實驗研討1958：第二臺立式重慶工業(yè)消費北京鋼鐵學(xué)院與重鋼三廠澆注170*250矩形坯，500t擺動飛剪初次切斷連鑄坯1959：第三臺立式唐山鋼廠北設(shè)總院1960：實驗弧形連鑄機勝利北京鋼鐵學(xué)院1963：第一臺弧形重慶工業(yè)消費1964.6.241700弧形R=6m拉矯輥輥身17001200~1500*180板坯3流250*180方坯1500液剪三、連鑄機主要參數(shù)1.弧形連鑄機性能參數(shù)：鑄坯外形與尺寸、拉速、彎曲半徑、流數(shù)、冶金長度、消費率2.鑄坯斷面板、方、矩、圓、六角、八角、工字確定原那么：滿足軋制或鍛壓坯料緊縮比普鋼：Min：4~6特鋼：Min：7~10板坯寬厚比：1.2~1.4斷面越大越好3.冶金長度當(dāng)坯殼厚度為成坯斷面厚度一半時鑄坯全部凝固，液芯的長度即成為冶金長度。Le=〔H/2K〕2VH——鑄坯厚度K——凝固系數(shù)V——拉速三、連鑄機主要參數(shù)4.拉坯速度鑄機每分鐘拉出鑄坯的長度m/min鑄機每分鐘澆注出的鑄坯質(zhì)量t/min拉速主要受限于鋼水的凝固速度〔影響鑄坯出結(jié)晶器的厚度〕，拉速大，坯殼薄，鋼水靜壓力作用易撐破坯殼而拉漏鋼和引起鑄坯內(nèi)部疏松也和縮孔。詳細表現(xiàn)為：鑄坯斷面大小與外形、鋼種鑄機類型、鋼溫普通拉速與斷面周長成正比，與鑄坯斷面積成反比。V=l’K2/δ2l‘——結(jié)晶器有效長度=l-0.1〔m〕l——結(jié)晶器長度K——凝固系數(shù)δ——結(jié)晶器出口的結(jié)殼厚度三、連鑄機主要參數(shù)5.鑄機弧形半徑思索要素：固相矯直時弧形半徑液心矯直時弧形半徑多點頂彎矯直時弧形半徑**固相矯直時內(nèi)弧外表受拉，外弧外表受壓弧形半徑：R≥0.5H/[ε]lR?〔25~33.3〕H[ε]l——鑄坯許用延伸率普通1.5~2%H——鑄坯厚度三、連鑄機主要參數(shù)6.鑄機流數(shù)與消費才干流數(shù)：z=G/TAVrG——盛鋼桶容量，tT——一桶鋼水允許澆注的時間T=〔lgG-0.2〕/0.3ff——鑄坯質(zhì)量系數(shù)取10~16，質(zhì)量高取小值A(chǔ)——鑄坯斷面積V——拉坯速度r——鑄坯密度小時產(chǎn)量：Q=60zAVcr〔t/h〕z——鑄機流數(shù)A——鑄坯斷面積m2Vc——平均拉速m/min，取〔0.8~0.9〕倍的任務(wù)拉速r——鑄坯密度t/m3年產(chǎn)量：Y=8760C1C2C3C4Q〔t〕8760=365*24——年日歷小時C1——日歷作業(yè)率C2——日澆注率C3——成坯率C4——鋼坯合格率四、連鑄消費工廠設(shè)備1.工廠布置引見典型連鑄消費線的實例車間平面布置請同窗引見實習(xí)所見2.組成設(shè)備主體設(shè)備：盛鋼桶及承載設(shè)備、中間包及轉(zhuǎn)運設(shè)備、結(jié)晶器及振動安裝、二冷及支導(dǎo)設(shè)備〔頂彎設(shè)備〕、拉矯機、引錠鏈的脫鉤、存放、保送安裝、切割設(shè)備輔助設(shè)備：保送輥道、精整設(shè)備、推鋼機、翻鋼機、火焰清理機、渣運機、打印機工藝性設(shè)備：鋼包吹氬〔氮〕安裝、脫氣安裝、中間包修砌及烘烤設(shè)備維護渣保送設(shè)備、結(jié)晶器光滑及冷卻安裝自動控制及儀表安裝：結(jié)晶器液面檢測與顯示安裝、測溫、測壓、測速、稱重、測長安裝、二冷輥縫檢測安裝、控制計算機四、連鑄消費工廠設(shè)備3.重點設(shè)備引見3.1澆注設(shè)備請同窗分析組成構(gòu)造及作用引見盛鋼桶回轉(zhuǎn)臺構(gòu)造P303~305引見中間包構(gòu)造P306~310四、連鑄消費工廠設(shè)備3.2結(jié)晶器及振動安裝〔1〕結(jié)晶器應(yīng)滿足的性能*導(dǎo)熱性好，促使鑄坯快速凝固，構(gòu)成足夠強度的坯殼*剛性好，不易變形，保證鑄坯外形規(guī)那么*任務(wù)面耐磨、抗熱疲勞性好、壽命長*分量輕，振動慣性小*構(gòu)造簡單，拆裝、調(diào)整方便，易制造與維護〔2〕結(jié)晶器的傳熱原理引見P312圖13-13.2結(jié)晶器及振動安裝

〔3〕結(jié)晶器中鋼水熱量的釋放——鋼水冷卻到液相線釋放的熱量，據(jù)實驗，每公斤鋼水每降10C釋放0.84KJ熱量——鋼液在液相線凝固時釋放熱量277.2KJ/Kg——凝固的坯殼從結(jié)晶溫度冷卻到出結(jié)晶器時的溫度，每下降10C，釋放熱量0.67J/Kg結(jié)論：鋼水在結(jié)晶器中是單向傳熱，途徑與熱量比例為：鋼水——坯殼26%——氣隙71%——結(jié)晶器壁1%——冷卻水界面2%氣隙是鋼水向結(jié)晶器傳熱，影響凝固的主要妨礙，消除方法：結(jié)晶器帶倒錐度，減小氣隙構(gòu)成3.2結(jié)晶器及振動安裝

〔4〕影響結(jié)晶器傳熱的要素結(jié)晶器內(nèi)腔面積、結(jié)晶器的導(dǎo)熱系數(shù)、鋼水溫度、冷卻程度均溫度結(jié)論：結(jié)晶器長度適當(dāng)〔鑄坯與壁間氣隙緣由要求〕、盡力提高有效接觸面積；選導(dǎo)熱好的資料；提高冷卻水流速而水壓適當(dāng)3.2結(jié)晶器及振動安裝

〔5〕結(jié)晶器構(gòu)造與特點引見典型構(gòu)造P314~320圖13-3、13-15、13-7、13-9、13-10材質(zhì)：磷脫氧銅、紫銅，厚度在10~20，HB80~90，內(nèi)外表電鍍鉻〔6〕結(jié)晶器尺寸**倒錐度：上口斷面面積——下口斷面面積———————————————*100%上口斷面面積*結(jié)晶其長度套管式：-0.5%——-1%板坯：窄面-0.5%——-1%提問：倒錐度不當(dāng)有什么后果？3.2結(jié)晶器及振動安裝**長度：確定根據(jù)：保證鑄坯出結(jié)晶器時有一定的坯殼厚度，普通鑄坯出結(jié)晶器下口坯殼厚度要大于10~25mm實際計算公式：l‘=vt=v〔δ/k〕2mm實踐取值公式：l=l’+〔80~120〕〔思索液面動搖〕普通結(jié)晶器長度為600~900mm**水縫面積：保證充分帶走結(jié)晶過程中放出的熱量〔96%被水帶走〕，但水量不能過大，否那么坯料會有裂紋，過小也不行，否那么會使坯料構(gòu)成鼓肚或漏鋼Q=36A*v/〔10000*l〕〔m3/h.m〕或A=〔QL/v〕*〔10000/36〕〔mm2〕普通v=6~10m/s，進水壓力0.29~0.59Mpa，水縫厚度為4~6mm。3.2結(jié)晶器及振動安裝〔7〕結(jié)晶器振動安裝A.任務(wù)方式：同步振動——先結(jié)晶器與坯殼同步下降，然后結(jié)晶器3倍速拉升負滑脫振動——先結(jié)晶器下降快于坯殼下降，然后結(jié)晶器3倍速拉升正弦振動——結(jié)晶器按正弦規(guī)律運動特點：結(jié)晶器與鑄坯一直存在相對運動，運動中一段速度大于拉坯速度具有脫模作用，沖擊小，頻率可提高利于脫模減小鑄坯振痕，構(gòu)造簡單〔偏心機構(gòu)〕控制系統(tǒng)簡化，造價降低，維護方便3.2結(jié)晶器及振動安裝B.振動參數(shù)確定：頻率、振幅、驅(qū)動功率講讀P323~325C.振動機構(gòu)：講讀P326圖13-18、13-19四、連鑄消費工廠設(shè)備3.3拉矯機〔1〕拉矯力計算原理存在拉力與矯直力矯直力計算原理：全塑性矯直P349拉坯力計算原理：思索抑制相關(guān)摩擦阻力〔結(jié)晶器內(nèi)阻力、彎