断面为120 x120mm的方坯高效连铸机的设计结晶器部分（全套含CAD图纸）
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下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985I目录摘要IABSTRACTII第1章绪论111毕业设计的目的112毕业设计的意义113设计课题的内容及要求214连续铸钢技术简介315连续铸钢的优越性416方坯连铸机在国内外的发展和存在的问题4161方坯连铸机在国外的发展情况4162方坯连铸机在国内的发展情况5163我国连铸生产存在的问题517连续铸钢技术发展的基本趋势6171开发和完善新的连铸技术6172基于连铸技术的新材料8第2章连铸机机型的选择921连铸机机型及特点9211连铸机机型的分类9212各种类型连铸机机型的特点922连铸机机型的选择9221连铸机机型选择的原则10222连铸机机型的确定1023小方坯连铸机的主要特征10第3章方坯连铸机总体设计及计算1231总体方案的确立1232弧形连铸机总体设计计算与确定12321铸坯断面12322冶金长度13323拉坯速度15下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985II324连铸机生产能力的计算18325弧形连铸机弧形半径的计算19326校核铸坯是否完全凝固20327带液一点矫直的可能性20328连铸机流数的计算21第4章结晶器设计及计算2241结晶器概述22411连铸结晶器结构分类22412连铸结晶器性能22413连铸结晶器的作用2342通过结晶器的热流量2343结晶器的冷却系统24431结晶器的倒锥度24432结晶器冷却水量的计算2544结晶器的重要参数26441结晶器的构造26442结晶器的断面尺寸26443结晶器长度26444水缝面积27445结晶器二维视图27第5章PRO/ENGINEER软件简介2951PRO/ENGINEER的概述2952PRO/ENGINEER的特点和优势29第6章结晶器虚拟设计3261座板的三维虚拟设计3262外壳体的三维虚拟设计35第7章结论41参考文献43致谢44下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985I摘要连铸工序采用多项先进技术，使得单线布置紧凑，使产品质量、生产成本、生产效率得到了优化。当前连铸技术正朝着保证质量的前提下提高生产率的方向发展。连续铸钢是把钢水直接连续地浇铸成钢坯的新工艺。由于省去了用初轧机开坯的工序，因而使生产成本降低，提高了钢水的成材率。早在一百年前，英国的亨利贝塞麦就发明了连续铸造技术，首先用于铝和铜的连铸。钢的连铸始于上世纪40年代，到50年代才开始用于工业生产。目前已在全世界广泛推广应用。本设计的内容主要包括简单的介绍了我国及世界铸钢技术的发展轨迹及未来连铸技术的发展方向，简单的介绍连铸机机型特点及选择使用的方法。本设计主要是从连铸机的总体设计和结晶器的具体设计两方面着手设计。从而提高连铸机设备的坚固性、可靠性和自动化水平，达到长时间无故障在线作业，提高连铸机作业率水平。关键字连铸机结晶器虚拟设计下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985II下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985IIIABSTRACTCONTINUOUSCASTINGPROCESSUSESACOMBINATIONOFADVANCEDTECHNOLOGY，MAKINGSINGLECOMPACTLAYOUT，PRODUCTQUALITY，PRODUCTIONCOSTS，PRODUCTIONEFFICIENCYHASBEENOPTIMIZEDTHECURRENTQUALITYCONTINUOUSCASTINGTECHNOLOGYISTHEPREMISEOFTOWARDSTHEDIRECTIONOFIMPROVINGPRODUCTIVITYTHEMOLTENSTEELCONTINUOUSCASTINGISNEWTECHNIQUESWHICHCONTINUOUSLYCASTINTOBILLETDIRECTLYBECAUSESAVINGTHESEQUENCEOFROUGHINGMILL,THECOSTSOFMANUFACTUREAREREDUCEDANDPRODUCTRATEOFMOLTENSTEELISIMPROVEDEARLYINAHUNDREDYEARS下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985IVAGO,BRITAINSHENRYINVENTEDTHECONTINUOUSCASTINGTECHNOLOGY,WHICHISFIRSTUSEDINTHEALUMINUMANDCOPPERCASTINGSTEELCASTINGSTARTEDFROMTHE1940S,ANDBYTHE1950SISUSEDININDUSTRIALPRODUCTIONCURRENTLYSTEELCASTINGHASBEENWIDELYAPPLIEDINTHEWORLDTHEDESIGNCOVERSTHEBRIEFINTRODUCTIONTOCHINAANDTHEWORLDSTEELTECHNOLOGYDEVELOPMENTPATHANDFUTUREDIRECTIONOFCONTINUOUSCASTINGTECHNOLOGY，BRIEFCHARACTERISTICSOFCONTINUOUSCASTINGMACHINEMODELSANDSELECTTHEMETHODUSEDTHISDESIGNISMAINLYFROMTHECONTINUOUSCASTINGMACHINEDESIGNANDMOULDDESIGNINTWOASPECTSCONTINUOUSCASTINGMACHINEEQUIPMENTTOENHANCETHEROBUSTNESS，RELIABILITYANDAUTOMATIONLEVEL，TOACHIEVELONGTROUBLEFREEONLINEOPERATIONSANDINCREASETHERATEOFHORIZONTALCONTINUOUSCASTINGMACHINEOPERATIONKEYWORDSCONTINUOUSCASTINGMACHINECRYSTALLIZERVIRTUALDESIGN下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709851第1章绪论11毕业设计的目的毕业设计是高等工科院校完成教学计划达到毕业生培养目标的重要环节。其主要目的是培养学生综合应用所学基础理论和专业知识、基本技能，进一步提高和训练学生的工程制图、理论分析、结构设计、施工方案设计、计算机应用和外文阅读能力。通过毕业设计，使学生对一般工业与民用建筑的土建设计与施工内容、施工全过程有比较全面的了解，熟悉有关规范、规程、定额、手册和工具书，为今后独立工作打下基础。毕业设计特别应强调理论联系实际，提高学生分析、解决工程实际问题的能力，注重培养学生踏实、细致、严格、认真和吃苦耐劳的工作作风。连续铸钢是一项把钢水直接浇铸成形的节能新工艺，它具有节省工序、缩短流程，提高金属收得率，降低能量消耗，生产过程机械化和自动化程度高，钢种扩大，产品质量高等许多传统模铸技术不可比拟的优点。高效方坯连铸机通常定义为五高即整个连铸坯生产过程是高拉速、高质量、高效率、高作业率、高温铸坯。本设计主要是从提高连铸机作业率等方面着手。从而提高连铸机设备的坚固性、可靠性和自动化水平，达到长时间的无故障在线作业，提高连铸机作业率水平。连铸工序采用多项先进技术，使得单线布置紧凑，使产品质量、生产成本、生产效率得到了优化。同时，结晶器作为连铸机上最重要的部件被称为连铸机的心脏，其结构和性能对连铸坯质量有重要的影响。本设计根据国内方坯连铸机的实际使用情况，通过三维设计软件PRO/E对结晶器总装配和各个零部件的结构进行优化虚拟设计，从而使结晶器具有结构简单、便于拆装和调整、易于加工制造、较好的结构刚性，以便在振动时，具有较小的惯性力，从而以满足不断提高的连铸生产需要。12毕业设计的意义毕业设计的意义在于它通过深入实践、了解社会、完成毕业设计任务或撰写论文等诸环节，着重培养学生综合分析和解决问题的能力和独立工作能力、组织管理和社交能力；同时，对学生的思想品德，工作态度及作风等诸方面都会有很大影响。对于增强事业心和责任感，提高毕业生全面素质具有重要意义。毕业设计是学生在校期间的最后学习和综合训练阶段；是学习深化、拓宽、综合运用所学知识的重要过程；是学生学习、研究与实践成果的全面总结；是学生综合素质与工程实践能力培养效果的全面检验；是实现学生从学校学习到岗位工作的过渡环节；是学生毕业及学位资格认定的重要依据；是衡量高等教育质量和办学效益的重要评价内容。结晶器是连铸机中的铸坯成型设备，是连铸机的核心设备。其作用是将连续不断地下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709852注入其内腔的钢液通过水冷壁强制冷却，寻出钢液的热量，使之逐渐凝固成为具有所要求的断面形状和一定坯壳厚度的铸坯，并使这种芯部仍为液相的铸坯连续不断地从结晶器下口拉出，为其在以后的二冷区域内完全凝固创造条件。在钢水注入结晶器逐渐形成一定厚度坯壳的凝固过程中，结晶器一直承受着钢水静压力，摩擦力、钢水热量的传递等诸多因素引起的影响，使结晶器同时处于机械应力和热应力的综合作用之下，工作条件极为恶劣，在此恶劣条件下结晶器长时间地工作，其使用状况直接关系到连铸机的性能，并与铸坯的质量与产量密切相关。因此，除了规范生产操作、选择合适的保护渣和避免机械损伤外，合理的设计是保证铸坯质量、减小溢漏率、提高其使用寿命额基础和关键。连铸过程中，结晶器的总体机构和零部件结构对铸坯成型有着关键的影响。因此，在设计当中，恰当地选择结晶器技术参数和合适的设备结构形式可以大大提高设备性能和使用寿命。结晶器的优化设计首先应该是基本参数的优化，然后是结构形式和零部件的优化。结合理论和实践将所进行的优化设计应用到连铸技术领域中，对我们的冶金事业有着重要的意义，同时，也要求我们努力在理论和实践中不断探索，为我国冶金事业贡献自己的一份力量。13设计课题的内容及要求设计（论文）题目方坯高效连铸机系统设计及结晶器的虚拟设计设计方案及参数断面为120120MM的方坯高效连铸机系统设计、结晶器设计设计内容1、方坯连铸机总体设计及计算；（1）拉坯速度的计算（2）冶金长度计算（3）连铸机的生产能力计算（4）弧形连铸机弧形半径的计算（5）校核铸坯是否完全凝固（6）带液点矫直的可能性（7）连铸机流数的计算2、连铸机结晶器装置设计及计算；（1）通过结晶器的热流量，结晶器水缝面积计算（2）结晶器的冷却系统，结晶器的倒锥度，结晶器冷却水量的计算（3）结晶器的结构设计3、利用PRO/E完成连铸机结晶器的虚拟设计利用PRO/E完成结晶器（外壳体、座板）的虚拟设计。设计要求完成设计说明书，格式要符合“机电学院11届毕业设计说明书（论文）的撰写规范要求”。绘制结晶器总装配图A0一张、外壳体组件图A0一张及相关座板零件图若干张，所有图汇总后要折合三张A0号图。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或11970985314连续铸钢技术简介弧形连铸机结构示意图1钢包，2回转台，3中间包，4振动装置，5弧形半径，6扇形段，7拉矫机，8浇注平台，9水平夹辊区，10引锭杆存放装置，11切割机，12出坯辊道连续铸钢简称连铸，是一项把钢水直接浇铸成形的节能新工艺，其生产设备包括结晶器（一次冷却）、结晶器振动装置、二次冷却和铸坯导向装置、拉坯矫直装置与传动设备等部分组成。连续铸钢的具体流程为钢水不断地通过水冷结晶器，凝成硬壳后从结晶器下方出口连续拉出，经喷水冷却，全部凝固后切成坯料的铸造工艺过程。同通常钢锭浇铸相比，它具有节省工序、缩短流程，提高金属收得率，降低能量消耗，生产过程机械化和自动化程度高，钢种扩大，产品质量高等许多传统模铸技术不可比拟的优点。由于连铸简化了炼钢铸锭及轧钢开坯加工工序，每吨钢可节约能量（015025）10千卡，如进一步解决铸坯和成材轧机的合理配合问题，热送直接成材，还可进一步节约能源。连铸坯在结晶结构上的主要特点是连铸工艺使钢水迅速而均匀地冷却，因而迅速形成较厚微晶细粒的表面凝固层，没有充分时间形成柱状晶区；连铸坯断面较小，整罐钢水的连铸从开始到终了的冷却凝固时间接近，连铸坯纵向成分偏析差别可在10以内，这是模铸钢锭无法与之比拟的；连铸坯不像模铸钢锭那样分单根浇铸，所以可避免形成下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709854缩孔或空洞，使金属收得率提高；在塑性加工中，为消除铸态组织所需的压缩比也可较小。15连续铸钢的优越性1、节省工序缩短流程连铸与模铸相比，最大的特点是省掉了模铸的脱摸，整摸，钢锭均热和开坯等工序。流程基建投资可节省40，占地面积可减少30，操作费用可节省40，耐火材料的消耗可减少15。2、提高了金属收得率集中表现在两方面一是大幅度减少了钢坯的切头切尾损失；二是可生产出的铸坯最接近最终产品形状，省去了模铸工艺的加热开坯工序，减少金属损失。总体讲，连铸造工艺相对模铸工艺可提高金属收得率约9。3、生产过机械化和自动化程度高炼钢厂铸锭车间劳动环境恶劣，手工劳动多，是炼刚生产中最落后的生产工序。尤其是对转炉的发展而言，注定以成为提高生产率的限制性环节。采用连铸后。由于设备和操作水平的提高以及采用全程计算机控制和管理，劳动环境得到了根本性改善。连铸操作自动化和智能化已成为现实。4、连铸钢种的扩大，产品质量日益提高目前几乎所有的钢种都可采用连住生产。连铸的钢种已扩大到500多个。就钢种而言。超纯净钢。高牌号钢。不锈钢，Z向钢，管线钢，重轨，硬线，工具钢以及合金钢都可用连铸生产。16方坯连铸机在国内外的发展和存在的问题161方坯连铸机在国外的发展情况钢厂全连铸的实现是连铸技术成熟发展的体现。建立在炼钢钢水炉外处理连铸组合优化基础上的全连铸生产体制已成为高水平现代化钢铁工业生产的综合标志。国外最早实现全连铸的炼钢车间是前苏联的新里别茨克钢铁厂的电炉车间（1979年）。1966年该厂新建了第一转炉车间，并最早开创了连铸与氧气转炉相结合的先例。1979年，该厂又新建了第二转炉车间，并配置了弧形连铸机，使两个转炉车间实现了全连铸，年产量达到了800万吨。但是，由于前苏联的炼钢生产一直以平炉为主，氧气转炉炼钢发展迟缓，因此，限制了连铸的发展。70年代以后日本，德国等工业发达国家后来居上。尤其是日本，60年代后期才从前苏联，德国等国家引进连铸技术，接着投入大量的人力下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709855物力进行消化吸收和研究开发，促进了连铸技术的应用和发展。但是，日本在70年代前，连铸机主要设置在电炉钢厂，以生产小方坯为主，大型钢铁联合企业几乎没有连铸机，因此，连铸比很低。70年代后，经过两次能源危机，使连铸技术得到迅速的发展。法国也是开发研究连铸技术较早的国家。但在70年代以前发展非常缓慢。70年以后发展加快，连铸比迅速提高。美国的连铸技术是与康卡斯特公司和日本设备制造厂家合作发展起来的。80年代以来发展速度缓慢。80年代以后，美国政府开始重视连铸技术的发展，首先是增加连铸投资，其次是把发展重点放在大型钢铁联合企业的板坯、大方坯及组合式连铸机的建设上，使大型钢铁联合企业的连铸比很快得到提高，从而也提高了全国的连铸比。与此同时也出现了一批全连铸的钢铁公司和钢厂，如麦克劳斯钢铁公司，韦尔顿钢铁公司、WCI钢铁公司等。德国是研究试验制造和应用连铸机最早的国家，也是连铸技术发展的重点基地。许多先进的设备和技术都是在这里研制成功，推向世界的。162方坯连铸机在国内的发展情况我国连铸技术起步早但进展缓慢。1958年我国就开始研制连铸机并先后在唐山钢厂、重庆三钢和上海几家钢厂投产试用成功了小方坯连铸机但由于基础技术工作差工艺研究不深加上仓促投产设备简陋等原因使这些连铸机投产后不能正常生产。“八五”初期冶金部提出“以连铸为中心以炼钢为基础以设备为保证”的连铸生产技术方针从总体上抓投产导向抓铸机配套完善提高炼钢水平和铸机备品备件的国产化供应等关键。因此到1992年从总体上已经解决了连铸机达产问题。在此基础上又把连铸生产技术方针扩展为“以连铸为中心以炼钢为基础以设备为保证以全连铸为方向实现炼钢、二次冶金、连铸组合优化”到“八五”末期又明确了连铸生产完善的重点是全连铸、高效连铸、连铸坯热送热装计算机控制和近终形连铸引导连铸水平逐步提高。我国现有的小方坯连铸机种类很多大致可分为由德国引进的德马克机型由意大利引进的达涅利机型和由美国引进的康卡斯特、罗可普、斯泰尔特克机型以及某些国产机型。完全引进国外成套设备或主要部件的小方坯连铸机约占我国连铸机总台数215。以上几种机型都还存在着这样或那样的不足都还有待于完善、改造和提高。随着钢铁工业的发展我国小方坯连铸生产技术也得到了迅速的发展。现代化转炉电炉二次冶金精炼连铸三位一体技术的发展推动了我国工业迅速、稳定的增长。对钢铁工业的节能降耗、提高成材率做出重大贡献。在高效连铸机技术的开发与系统化应用方面我国也取得了一定的进展。广大从事连铸的工程技术人员通过对国外各种引进机型的消化吸收和改进在生产实践中积累了很多有益的经验。但就目前整体水平来看小方坯连铸现在依然还处在普及、发展、改造、提高的阶段。到目前为止，我国小方坯连铸机普遍存在着拉速低作业率、自动化控制程度低和下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709856铸坯品种少质量差等问题。因此我国小方坯连铸生产技术要赶上国际水平还有一段差距。163我国连铸生产存在的问题我国连铸生产主要存在以下四方面的问题1、大量低水平连铸机的重复建设。目前，我国生产能力低下的低效率连铸机仍占70左右。以方坯生产为例，我国连铸机平均单流年产不到75万T，而国际上先进连铸机单流年产能力超过13万T。2、可浇品种少。以合金钢连铸为例，我国合金钢连铸比仅为5左右，而工业发达国家已达90。3、连铸机作业率低。我国连铸机平均作业率不到65，而工业发达国家连铸机多采用大部件更换、离线检修等手段，大大缩短了停机时间，连铸机实际作业时间多在85以上，甚至有些国家的个别连铸机实际作业时间达到了94。4、自动化控制水平低。我国绝大部分企业在诸如连铸的测温、测速等方面还是凭经验或用手控方式进行，偏差较大；有些连铸机在建成时配备了一些自动控制设备，但由于仪器设备存在着各种质量问题，不能保持良好的运行状态。就拿连铸机结晶器液面控制来说，本是最需要依靠自动控制来实现的，但目前结晶器液面实现自动控制的尚不足全部连铸机的10。而工业发达国家连铸生产的自动控制已发展到整个连铸过程的计算机控制，样品采集、分析、逻辑控制都是建立在数学模型上的，其精确程度和准确性是用手控或凭经验所无法做到的。17连续铸钢技术发展的基本趋势常规连续铸造技术在钢铁制造过程中已经全面取代了模铸；成为占统治地位的材料生产技术。目前，就总的成品钢生产来讲，世界上大部分国家的连铸比已超过90。90年代后，连续铸造技术的发展出现了一些新的动向，主要表现在两个方面一是开发和完善新的连铸技术；二是在连铸技术的基础上开发新材料。171开发和完善新的连铸技术1、近终形连铸近终形连铸是指直接生产出接近产品最终尺寸和形状的连续铸造方式。其目的是减少中间加工工序，节省能源，减少贮存和缩短生产时间，提高生产效率。近终形连铸最早是开发连铸薄板和薄带技术，随后带动了连铸连轧工艺的开发，最近几年异形坯的连铸或连铸连轧技术异军突起。目前，最引人注目的是连铸连轧TSCC2DR技术。通过不断的探索和改造，已有几种薄/中厚板坯连铸连轧工艺相继付诸工业化。如德国西马克公下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709857司的紧凑带钢生产线CSP；德国西马克公司的在线生产带钢线ISP；德国西马克公司、蒂森公司和法国的于齐洛尔公司合作开发CPR工艺；奥地利奥钢联的中厚度板坯连铸连轧生产线CR；意大利丹尼利公司的FTSR工艺；美国梯平公司与韩国三星集团合作开发的TSP工艺等等。这些连铸连轧生产线虽然有一定的差别，但仍具有一些共同的特点或优点，即“薄”大多数为5070MM厚；“快”铸造速度可达8M/MIN以上；“连”连铸和轧制连成一体。20世纪80年代一种反向凝固连铸薄带的近终形连铸技术在德国提出。其基本原理是将一定厚度的热轧或冷轧钢带作为母带，在进入高温流程前，对母带进行一定的表面处理。低温母带以一定速度由下而上穿过凝固器中一定高度的钢液，母带使其表面附近的钢液降温，在母带表面的两侧形成新生相凝固层。当钢带离开钢液表面时，新生相凝固层和母带结合在一起，形成数倍于原母带厚度的铸带。刚刚离开熔池时，铸带新生相凝固层的表面还处于半凝固状态，置于凝固器上方的轧辊对铸带进行表面平整初轧，从而得到表面平整、厚度均匀的连铸薄带，实现连铸热轧冷轧连续在线一次完成。目前该技术尚处于实验研究阶段，但它是薄带近终形连铸技术的1个前沿性的重要研究方向。尽管近终形连铸中的许多技术已经或接近付诸工业生产，但仍然存在许多待研究和解决的问题；从整个近终形连铸技术来看，它们属于1种中间过渡性技术。作为近终形连铸的更进一步目标是由钢液直接浇注成20MM以下至几毫米的薄带坯。但由于其技术难度比薄板坯连铸的难度还大，目前还处在试验研究当中。2、单晶连铸单晶连铸技术是建立在日本学者OHNO发明了OCCOHNOCONTINUOUSCASTING技术8基础上的。OCC技术也就是热型连铸技术，它的理论基础是金属凝固过程中的晶核游离理论。其技术关键是在保证连续铸造过程顺利进行的前提下，使得在热型结晶器中的熔体凝固从内部开始，液穴形状与一般连铸是相反的。采用这种技术生产的铸锭内部缺陷少，性能可得到显著地改善。在一定条件下，可以获得单晶线材，如铜单晶。单晶连铸产品除了具有优美的外观品质及健全的内部品质外，还具有优异的塑性加工性能和优良的电学性能。单晶连铸技术将先进的定向凝固技术和高效的连铸技术相结合，其进一步的开发研究无疑是连铸技术的1个巨大进步。3、高效连铸高效连铸是指以高拉坯速度为核心的生产率显著高于常规连续铸锭的技术。高效连铸技术的特点体现在“五高”上高拉速、高品质无缺陷特别是无表面缺陷、高温铸坯、高浇速率、高作业率。高效连铸的核心技术是结晶器技术，德国康卡斯特公司采用凸面结晶器技术CMT，不仅铸造速度提高了50100，而且能在高速下连铸特殊钢；奥下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709858钢联和丹尼里公司推出的凹面结晶器技术，也表现出高速连铸的潜力。高效连铸的主要难题是，在高的铸造速度下，铸坯凝固壳减薄，壳壁摩擦力增大，易引起漏钢事故；同时，由于浇注速度增加，恶化熔体的清洁性，铸锭易产生内部缺陷。因此，改善钢液的品质是实现高效连铸过程的关键，目前主要从物流管制、钢包、中间包、二次水冷、连续矫直、低过热度浇注等环节进行改进，并取得了一定的效果。4、连铸坯热送热装CC2DHCR技术连铸坯热送热装CC2DHCR技术与传统工艺的差别是将切割或剪切成一定尺寸，具有800900高温的铸坯直接送入与轧机配套的加热炉中。热送热装技术要求各工序严格规范操作，并且需要配备在线品质判定系统。热送热装技术比传统工艺显著节约能源，减少金属消耗，提高成材率，简化工艺流程，提高产品品质。目前我国已有部分厂家采用了该技术。172基于连铸技术的新材料1、连铸高品质钢连铸高品质钢是指采用连续铸造方式生产那些对清洁性、表面和内部品质要求特别严格的钢种。日本在20世纪90年代中期提出了一个“超级钢”计划，其目标是要求钢材的晶粒度达到1M以下，力学性能比普通同类钢提高1倍以上。我国也把生产高品质钢的重大基础科学问题列入到了“973”项目中，并且取得了重大的进展。由于目前钢材生产的连铸比已相当高，因此要在高品质钢的生产中取得重大突破，采用先进的连续铸造技术是其中的关键之一。高品质钢连铸技术的开发涉及许多方面，例如钢液二次精炼技术、钢液离心流动中间包技术、氧化物冶金技术、防涡旋流技术、电磁制动技术、无弯液面浇注技术、热轻压下技术和在线强制冷却技术等。其中二次精炼是连铸高品质钢的首要前提。所谓二次精炼是指从转炉或电炉出钢到引入结晶器中的过程中，对钢液所做的处理。二次精练主要是控制熔体的成分、温度、时间和清洁性，为连铸高品质钢打下坚实的基础。2、连铸复合材料采用连续铸造方式生产复合材料的设想很早就被提起，并开展了一定的工作，文献介绍了1种连续铸造复合材料的方法，其特点是在连续铸造过程中，在结晶器附近施加电磁场，同时浇注不同成分的2种金属液体。并铸造出了外部为不锈钢，内部为普通碳钢的铸锭。文献提出了1种以多流浇注不同成分金属熔体的连续铸造方式生产合金成分随铸件截面连续变化的新型梯度复合材料的设想，并在此基础上成功制备了ALSI/AL、AL/ALSI、ALCU/AL等梯度材料，该生产方法的特点是成本低廉，易于在常规连续铸锭生产线上进行改造。采用连铸方式生产梯度复合材料可以有效地和经济地改善材料的下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或119709859不同部位有不同性能要求这一类问题，并为材料工作者开发新材料提供新的途径。目前在这方面的工作仍处于探索阶段。下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098510第2章连铸机机型的选择21连铸机机型及特点211连铸机机型的分类连铸机的机型经历了一个由立式、立弯式到弧形演变过程。连铸机可按多种形式来分类。若按结构外形可把连铸机分为立式连铸机、立弯式连铸机、带直线段的直弧形连铸机、弧形连铸机和水平连铸机。若按连铸机一个机组，在共用一个钢水包下所能浇注铸坯的流数来区分，则可分为单流、双流和多流连铸机。若按连铸机所浇注的断面大小和外形来区分，连铸机可分为板坯连铸机，小方坯连铸机，大方坯连铸机，圆坯连铸机，异形断面连铸机和薄板坯连铸机。212各种类型连铸机机型的特点立式连铸机的基本特点是从钢液到铸坯切成定尺的整个流程是在一条垂直线上进行的，铸坯自始至终不承受强制的弯曲变形，冷却比较均匀，夹杂物易于上浮，但设备高度大，笨重，不方便维修，另外基建投资也高。立弯式连铸机具有立式连铸机在垂直方向进行浇注和凝固的特点。设备的高度比立式减少了，且这种类型的连铸机夹杂物上浮条件较好，没有向内弧聚集的问题。缺点是铁静压力大以及弯曲的应力易引起铸坯内裂和表面裂纹，所以新建连铸机很少采用这种类型。直弧形连铸机是在立弯式连铸机的基础上，演变的带液相弯曲及矫直的弧形连铸机。与立弯式连铸机相比，铁静压力减小，设备高度降低，夹杂物上浮条件好，无向内弧聚集的问题。但这种连铸机在凝固过程中受到附加的应力，会增加内裂的危险，设备也比较复杂，维修的工作量也大。弧形连铸机的特点是采用弧形结晶器，铸坯在被矫直前，整个凝固过程都是沿着圆弧线移动，没有附加的弯曲应力，因而不易产生裂纹。设备高度低，铁静压力小减少了由于鼓肚引起的内裂以及偏析，有利于提高拉速。弧形连铸机高度低、维护检修以及处理事故较方便。22连铸机机型的选择在设计连铸车间时，首先要解决的问题是连铸机机型的选择，要根据产品的方案、质量要求和节省投资确定一种合适的机型。机型选择的合适，为优秀的设计打下了基础，下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098511为连铸机投产后优质高产创造了条件。221连铸机机型选择的原则1、满足钢种和断面规格的要求目前，发展比较成熟的机型有立式直弧形、弧形、多点矫直弧形超低头和水平式等连铸机，几种机型都有采用，但是弧形连铸机应用最多2、满足铸坯质量的要求连铸机对铸坯质量的影响主要包括两个方面一是铸坯裂纹及中心偏析，二是铸坯的纯净度。这些缺陷都与连铸机机型直接相关。从中仔细分析得到机型对铸坯质量两个方面的影响是相互矛盾的。若综合两者考虑两者对铸坯质量影响，则直结晶器、弧形、多点矫直弧形连铸机是比较理想的机型。3、节省建设投资近年来随着钢铁冶金技术的发展，各种形式钢包冶金技术，无氧化浇注以及中间包冶金技术等，组成了一个完整的纯净钢水的生产流程，以能做到满足不同档次产品对纯净度的要求。机型对铸坯的夹杂物含量以及分布的影响正在逐步减弱。由于多点矫直、连续矫直及压缩浇注技术的发展，铸坯可以带液芯矫直而不产生裂纹。因此，理想的连铸机是设备高度低、钢水静压力小。这样可以简化连铸机辊列设计，可减少建设投资。222连铸机机型的确定连铸机的确定应根据上述原则综合考虑。新建连铸机应在保证钢种和质量的前提下，尽量选择投资省的机型。不同钢种、不同断面等选择机型也不同。对于生产小型材和线材的小方坯连铸机，一般选用弧形连铸机。这种连铸机结构简单，维护方便，投资省，并能保证品种和质量要求。综合上述条件，本设计选用弧形连铸机。23小方坯连铸机的主要特征小方坯得铸坯断面小，热熔量比较小。所以比大方坯、板坯连铸设备工作条件要好。小方坯浇铸过程，坯壳有自支撑作用，铸坯没有鼓肚现象，象采用刚性银锭杆的洛克普连铸机，二冷区导向段的设计非常简单。实践表明，铸坯质量完全满足标准要求。A钢包支撑钢包支撑主要有以下两种1、对于转炉连浇炉数多，多采用钢包回转台，有利于快速更换钢包，保证多炉连浇。现增设钢包升降和秤量装置，有利于长水口安装，显示钢包重钢水量。2、平炉、电炉配连铸，当连铸炉数少时也可采用钢包更换座架，钢包座架结构简单，下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098512重量轻，投资少。B中间包及中间包车中间车采用升降装置，以便安装进入式水口；为适应钢水的温度的波动及控制拉速，中间包钢流多采用塞棒控制。C结晶器及震动机构采用管式结晶器，结晶器下加足辊或多机结晶器，并将单足辊改为双足滚，减少铸坯菱变。结晶器冷却水缝改为5MM，以增加水的流速到6M/S以上，水套壁加厚以增强刚性。加大铜管的倒锥度，铜管圆角半径的适当，以减少角裂，120120150150MM方坯铜管倒锥度为0608/M；120120方坯管圆角半径为46MM，150150MM方坯铜管圆角半径68MM振动机构改为振幅可调。结晶器液面采用铯137对液面自动控制。结晶器材质采用磷脱氧铜，内壁镀锣、镍等材料，提高结晶器寿命。D二冷区设计院改进的型的小方坯连连铸机的二冷区分为二冷活动段和二冷固定、段，在浇铸时，二冷活动段为可移开式，即开浇后，弧形导向托板由气缸移开，避免漏钢烧损，便于维护检修，提高作业率。为简化后部布置，将结晶器进出水管，二冷给水管都移开到内弧，并且二冷区分段供水，喷嘴纵向排列，冷却均匀，调节方便，维护简单。E引锭杆型式引锭杆有链式引锭杆和刚性引锭杆两种形式，采用刚性引锭杆比较受欢迎。F拉矫机拉矫机采用固定机架，下辊传动，简化了需要升降的上辊机构，底座加强，检修时只需拆卸辊子，不必移动机架，压下气缸安装在下部便于防护冷却。采用五滚拉矫机，该拉矫机具有结构紧凑，设备可靠，操作方便，拉坯和矫直灵活等特点。G铸坯切割铸坯切割有剪切机切割也有火焰切割，对于小方坯以剪切机为主。为提高剪切能力，现将剪切力加大到400500T。电动机剪显得设备庞大，为将低设备重量采用45度液压剪，改善减少铸坯质量。H辊道辊道采用分组链条集中传动，减少设备维修和更换时间。I翻钢及冷床采用翻钢推钢机，可将铸坯翻坯90度推钢，这样铸坯并在一起不致顶弯。由分散冷床改为集中冷床，节省占地面积。步进式翻钢冷床，单坯运动前进，冷却效率高，铸坯一面前进、一面翻钢，保证了平直度，特别合适运送冷却小断面铸坯下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098513第3章方坯连铸机总体设计及计算31总体方案的确立钢水凝固成型有两种方法传统的模铸法或连续铸钢法。传统的模铸法分为脱模、整模、钢锭均热与开坯等工序。基建投资大，能耗大，生产成本很高。连续铸钢法的出现从根本上一个世纪以来占统治地位的钢锭初扎工艺，节省了工序，缩短了流程，提高了金属的收得率，降低的能耗。本设计的主要工序流程是钢水从钢水包中流出，先注入中间包，然后进入弧形结晶器，在结晶器中形成弧形铸坯沿着弧形辊道向下运动，运动中受喷水冷却，直至完成或部分凝固，然后铸坯到水平切点处进入拉矫机，然后用火焰切割车把铸坯切割成定尺，从水平方向出坯。32弧形连铸机总体设计计算与确定弧形连铸机总体参数包括铸坯断面尺寸、冶金长度、拉坯速度、铸机半径以及连铸机的流数。这些参数是确定铸即性能和规格的基本要素，也是设备选型和设计的主要依据。321铸坯断面连铸的坯型有板坯、方坯、矩形坯、圆坯、六角或八角坯等。以生产的铸坯断面尺寸和坯形如表31所示铸坯形状极限断面尺寸（MM）方坯最小最大5050450450矩形坯及板坯最小最大50108400560，3002640圆坯最小最大40450异性坯椭圆形工字形中空圆坯120240400460120，356775100450100表31铸坯坯形和极限断面尺寸下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q197216396或1197098514确定铸坯断面尺寸时，应根据轧才的需要和轧制时的压缩比。还应考虑炼钢炉的容量和铸机的生产能力。对大型炼钢炉一般配置大断面和多流连铸机轧制的压缩比可取610。对不锈钢和耐热钢最小取8，对高速钢和工具钢最小取10，对碳素钢和低合金钢可取6。铸坯断面越大，对加杂物上浮越有利，同时铸机生产能力越大，但铸坯断面尺寸超过最大压缩比的要求时，就会相对得多消耗能量。在选择铸坯断面形状和尺寸时，还应考虑与轧机能力的合理配合，可参照下表32选用。表32铸坯断面与轧机配合322冶金长度从结晶器液面到铸坯全部凝固为止，铸坯中线距离称为液心长度或称冶金长度，因此液心长度与铸坯冷凝有关。冷凝公式铸
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