壓縮包已打包上傳。下載文件后為完整一套設(shè)計?！厩逦瑹o水印，可編輯】dwg后綴為cad圖紙，doc后綴為word格式，所見即所得。有疑問可以咨詢QQ 197216396 或 11970985
目 錄
連鑄機(jī)切頭切尾收集運(yùn)送裝置設(shè)計摘要……………………………………………............I
Abstract ……………………………………………………………………………………….II
第一章 緒論…………………………………………………………………………………..1
1.1連鑄技術(shù)的發(fā)展概況………………………………………………………...........1
1.2 我國連鑄技術(shù)發(fā)展概況 3
1.3連鑄機(jī)的機(jī)型及其特點(diǎn) 5
1.4連鑄的優(yōu)越性 8
1.5連鑄機(jī)的工藝流程與設(shè)備 9
1.6中間罐 11
1.7結(jié)晶器 13
1.8二次冷卻系統(tǒng) 15
1.9拉坯矯直裝置 16
1.10鑄坯切割裝置 19
1.11輥道及后步工序其他設(shè)備 19
1.12連鑄操作工藝 20
1.13澆注操作 21
第二章 傳動方案的確定 24
2.1 設(shè)計的已知條件 24
2.2 傳動方案的比較 24
2.3 方案的確定 25
第三章 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動原理與傳動設(shè)計計算 27
3.1收集運(yùn)送裝置系統(tǒng)的傳動原理 27
3.2收集運(yùn)送裝置的整體布局 27
3.3運(yùn)行阻力的計算 28
3.4驅(qū)動電機(jī)的選擇 30
3.5鋼絲繩的選擇與校核 31
3.6卷筒的選擇與校核 31
3.7 小軸的選用與校核 33
3.8鍵的選用與校核 34
3.9聯(lián)軸器的選用與校核 34
3.10軸承的選用與校核 34
3.11主令控制器的選用 34
3.12底座 35
3.13張緊裝置的設(shè)計 35
第四章 收集運(yùn)輸小車零部件的選擇與計算 36
4.1收集運(yùn)輸小車零部件的選用與校核 39
4.1.1收集箱的設(shè)計計算 39
4.1.1.1角鋼的選擇 40
4.1.1.2鋼板的選擇 41
4.1.1.3車架零部件的選擇與校核 44
4.2軌道的選擇 49
第五章 設(shè)備的安裝操作及維護(hù) 50
5.1設(shè)備的安裝 50
5.1.1鋼軌的鋪設(shè) 50
5.1.2收集運(yùn)輸小車的安裝 50
5.1.3卷揚(yáng)機(jī)的安裝 50
5.1.4張緊裝置和鋼絲繩的安裝 50
5.2設(shè)備的操作 51
5.3設(shè)備的維護(hù) 51
5.3.1電動機(jī)的維護(hù) 51
5.3.1.1常見故障分析 51
5.3.2鋼絲繩的維護(hù) 55
5.3.3小車的維護(hù) 55
主要參考文獻(xiàn) 56
結(jié)束語 57
59
連鑄機(jī)切頭切尾收集運(yùn)送裝置的設(shè)計
摘要
連鑄機(jī)切頭切尾收集運(yùn)送裝置的作用是把連鑄機(jī)鑄坯切割成定尺規(guī)格后產(chǎn)生的廢料進(jìn)行收集并運(yùn)送，它也是連鑄車間的重要組成部分。其系統(tǒng)的傳動原理是由驅(qū)動電機(jī)傳遞出轉(zhuǎn)矩給內(nèi)部減速器，由減速器降低輸出給卷筒，同時卷筒輸出轉(zhuǎn)矩，使纏繞在卷筒上的鋼絲繩一端進(jìn)行纏繞運(yùn)動，另一端進(jìn)行松解運(yùn)動，這樣鋼絲繩在滑輪的導(dǎo)引下產(chǎn)生拉力拉動小車在軌道上往返直線運(yùn)動，從而達(dá)到運(yùn)送目的。
為了設(shè)計合理，使整個設(shè)計系統(tǒng)運(yùn)行簡單、維護(hù)裝配方便,設(shè)計步驟如下:
1.介紹連鑄技術(shù)的發(fā)展及其工藝流程，通過了解進(jìn)一步對收集運(yùn)送裝置進(jìn)行方案設(shè)計。
2.進(jìn)行方案的選擇確定,包括設(shè)計的已知條件、方案的比較和方案的確定。
3.對各運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動原理設(shè)計和力能參數(shù)的分析計算。包括收集運(yùn)送裝置系統(tǒng)的傳動原理、整體布局以及運(yùn)行阻力和鋼絲繩、卷筒、軸、聯(lián)軸器等部件的選擇校核。
4.對收集運(yùn)輸小車零部件的選擇與計算，包括收集箱和軌道的選擇。
5.對裝置合理的安裝及維護(hù)進(jìn)行系統(tǒng)分析說明，其中包括鋼軌、收集運(yùn)輸小車、卷揚(yáng)機(jī)和張緊裝置的安裝、操作和維護(hù)。
此次所設(shè)計的連鑄機(jī)切頭切尾收集運(yùn)送裝置是參照中冶東方工程技術(shù)有限公司提供的圖紙設(shè)計。設(shè)計中需要對圖紙消化、吸收并適當(dāng)改進(jìn)，同時進(jìn)行運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動原理與傳動設(shè)計計算。
關(guān)鍵詞：切頭切尾收集運(yùn)送裝置、傳動卷揚(yáng)機(jī)、連鑄工藝、收集箱。
Continuous casting machine to cutting head and the end of collecting or transporting device design
Abstract
Continuous casting machine cutting head cutting tail collection device into the role is to put the caster length specifications to produce waste collection and transport, it is also an important part of continuous casting workshop.Its transmission principle of the system is send by drive motor torque to internal gear reducer, the reducer to reduce output to drum, drum at the same time the output torque, to make the winding wire rope on the drum end winding movement, on the other side to release the movement, this wire rope on the pulley pull pull the car on the track under the guidance of linear motion back and forth, so as to achieve purpose.
In order to design reasonable, make whole design system simple operation, convenient maintenance assembly, design steps are as follows:
1. Introduce the development of continuous casting technology and technological process, through further to design the collection device.
2. The scheme choice, including design of the known conditions, scheme comparison and determination of the scheme.
3. The movement principle of the design of the running mechanism and force analysis and calculation parameters.Collecting device, transmission principle, the overall layout of the system and running resistance, drum and wire rope, choice of shaft, shaft coupling and other parts of the check.
4. To collect transport car parts selection and calculation, including the selection of boxes and orbit.
5. Installation and maintenance of equipment reasonable system analysis, including rail, collection transportation trolley, hoist and tensioning device installation, operation and maintenance.
The continuous casting machine designed by cutting head cutting tail collecting device is provided reference, China metallurgical engineering technology co., LTD. East drawing design.Need to drawings in the design of digestion, absorption and appropriate improvement, simultaneously running mechanism of the transmission principle and design calculation.
?
Keywords: cutting head cutting tail collecting device, a drive hoist, continuous casting technology, and boxes.
第一章 緒論
1連鑄技術(shù)發(fā)展的概況
連續(xù)鑄鋼簡稱連鑄,早在19世紀(jì)中期美國人塞勒斯(1840年)、賴尼(1843年)和英國人貝塞麥(1846年)就曾提出過連續(xù)澆注液體金屬的初步設(shè)想，并用于低熔點(diǎn)有色金屬的澆鑄；但類似現(xiàn)代連鑄設(shè)備的建議是由美國人亞瑟(1886年)相德國人戴倫(1887年)提出來的。在他們的建議中包括有水冷的上下敞口的結(jié)晶器、二次冷卻段、引錠桿、夾輥和鑄坯切割裝置等設(shè)備，當(dāng)時是用于銅和鋁等有色金屬的澆鑄。
此后又經(jīng)過許多先驅(qū)者不懈地研究試驗(yàn)，于1933年德國人容漢斯建成一臺結(jié)晶器可以振動的立式連鑄機(jī)。并用其澆鑄黃銅獲得成功，后又用于鋁合金的工業(yè)生產(chǎn)。結(jié)晶器振動的實(shí)現(xiàn)，不僅可以提高燒注速度，而且使鋼液的連鑄生產(chǎn)成為可能，因此容漢斯成為現(xiàn)代連鑄技術(shù)的奠基人。
在工業(yè)規(guī)模上實(shí)現(xiàn)鋼的連續(xù)澆鑄困難很多，與有色金屬相比，鋼的熔點(diǎn)高、導(dǎo)熱系數(shù)小、熱容大、凝固速度慢等。要解決的這些難題，都集中在結(jié)晶器技術(shù)的試驗(yàn)研究上。容漢斯的結(jié)晶器振動方式是結(jié)晶器下降時與拉坯速度同步，鑄坯與結(jié)晶器壁間無相對運(yùn)動；而英國人哈里德則提出了“負(fù)滑脫”概念。在哈里德的負(fù)滑脫振動方式中，結(jié)晶器下振速度比拉坯速度快，鑄坯與結(jié)晶器壁間產(chǎn)生了相對運(yùn)動，真正有效地防止了鑄坯與結(jié)晶器壁的粘連，鋼連續(xù)澆鑄的關(guān)鍵性技術(shù)得到突破。因而在20世紀(jì)50年代連續(xù)鑄鋼步入了工業(yè)生產(chǎn)階段。
世界上第1臺工業(yè)性生產(chǎn)連鑄機(jī)于1951年在前蘇聯(lián)“紅十月”冶金廠建成，是臺立式雙流板坯半連續(xù)鑄鋼設(shè)備，用于澆鑄不銹鋼，其斷面為180mm×800mm。1952年第1臺立彎式連鑄機(jī)在英國巴路廠投產(chǎn)。主要用于澆鑄碳素鋼和低臺金鋼，是50mm×50mm～100mm×100mm的小方坯。同年在奧地利卡芬堡鋼廠建成1臺雙流連鑄機(jī)，它是多鋼種、多斷面、特殊鋼連鑄機(jī)的典型代表。1954年在加拿大阿特拉斯鋼廠投產(chǎn)第1臺方坯和板坯兼用連鑄饑，可以雙流澆鑄150mm×150mm的方坯，也可以單流澆鑄168mm×620mm的板坯，主要生產(chǎn)不銹鋼。
進(jìn)入20世紀(jì)60年代，弧形連鑄機(jī)的問世，使連鑄技術(shù)出現(xiàn)了一次飛躍。世界第一臺弧形連鑄機(jī)于1964年4月在奧地利百錄廠誕生。同年6月由我國自行設(shè)計制造的第1臺方坯和板坯兼用弧形連鑄機(jī)在重鋼三廠投入生產(chǎn)。此后不久，在前聯(lián)邦德國又上馬了1臺寬板弧形連鑄機(jī)，并開發(fā)應(yīng)用了浸入式水口和保護(hù)渣技術(shù)。同年英國謝爾頓廠率先實(shí)現(xiàn)全連鑄生產(chǎn)，共有4臺連鑄機(jī)11流，主要生產(chǎn)低合金鋼和低碳鋼，澆注斷面為140mm×140mm和432mm×632mm的鑄坯。也開發(fā)應(yīng)用了浸入式水口和保護(hù)渣技術(shù)。1967年由美鋼聯(lián)工程咨詢公司設(shè)計并在格里廠投產(chǎn)1臺采用直結(jié)晶器、帶液心彎曲的弧形連鑄機(jī)。同一年在胡金根廠相繼投產(chǎn)了2臺超低頭板坯連鑄機(jī)，澆注斷面為(150～250)mm×(1800～2500)mm的鑄坯，該鑄機(jī)至今仍在運(yùn)行。
由于氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼法的普及，更需要與連續(xù)鑄鋼相匹配，以適應(yīng)快節(jié)奏生產(chǎn)；因而又一批弧形連鑄機(jī)建成投入生產(chǎn)。到20世紀(jì)60年代末，世界連鑄機(jī)總數(shù)己遺200多臺，設(shè)備能力近5000萬t。20世紀(jì)70年代，世界范圍的兩次能源危機(jī)促進(jìn)了連鑄技術(shù)的大發(fā)展，提高了連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力，從而改善了鑄坯的質(zhì)量，擴(kuò)大了品種。到1980年，連鑄坯的產(chǎn)量已經(jīng)逾2億t，相當(dāng)于1970年的8倍。進(jìn)入20世紀(jì)80年代以后，連鑄技術(shù)日趨成熟，如出現(xiàn)了盛鋼桶精煉、電磁攪拌、小方坯多級結(jié)晶器、鋼液鈣處理、結(jié)晶器液面檢測和漏鋼預(yù)報、粒狀保護(hù)渣的使用和自動加入、中間罐冶金、結(jié)晶器在線調(diào)寬等一系列技術(shù)；連鑄坯的熱送和直接軋制及其相伴隨無缺陷鑄坯生產(chǎn)技術(shù)；近終型薄板薄帶連鑄機(jī)的開發(fā)；異型坯連鑄機(jī)建成投產(chǎn)等，都說明這鑄技術(shù)的飛速發(fā)展和深入普及。
自20世紀(jì)50年代連續(xù)鑄綱開始步入工業(yè)生產(chǎn)到60年代末，世界鋼產(chǎn)量的連鑄比僅為5.6％；70年代末上升為25.8％，10年中連鑄比每年平均增長2個百分點(diǎn)；80年代連鑄比每年平均增長3.65個百分點(diǎn)；到1997年連鑄比為80.5％。其增長情況如圖1所示。工業(yè)發(fā)達(dá)國家的連鑄比已超過90％，日本的連鑄比增長速度尤為突出。1996年一些發(fā)達(dá)國家連鑄比的統(tǒng)計：日本為96.4％；歐共體(12國)為94.3％，德國為95.8％，法國為94.6％，美國的連鑄比是93.2％。目前連鑄技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用己成為衡量一個國家鋼鐵工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。
2我國連續(xù)鑄技術(shù)發(fā)展概況
我國是連續(xù)鑄鋼技術(shù)發(fā)展較早的國家之一，早在20世紀(jì)50年代就已開始研究和工業(yè)試驗(yàn)工作。1957年當(dāng)時上海鋼鐵公司中心試驗(yàn)室的吳大柯先生主持設(shè)計并建成第1臺立式工業(yè)試驗(yàn)連鑄機(jī)，澆鑄75mm×180mm的小斷面鑄坯。由徐寶升教授主持設(shè)計的第l臺雙流立式連鑄機(jī)于1958年在重鋼三廠建成投產(chǎn)。接著由黑色冶金設(shè)計院設(shè)計的1臺單流立式小方坯連鑄機(jī)于1960年在唐山鋼廠建成投產(chǎn)。后仍然是由徐寶升教授主持設(shè)計的第l臺方坯和板坯兼用弧形連鑄機(jī)于1964年6月24日在重鋼三廠誕生投產(chǎn)，其圓弧半徑為6m，澆鑄板坯的最大寬度為1700mm，這是世界上最早的生產(chǎn)用弧形連鑄機(jī)之一；鑒于這一成就，1994年徐寶升教授在《世界連鑄發(fā)展史》一書中被列為對世界連鑄技術(shù)發(fā)展做出突出貢獻(xiàn)的13位先驅(qū)者之一。此后，由上海鋼研所吳大柯先生主持設(shè)計的l臺4流弧形連鑄機(jī)于l965年在上鋼三廠問世投產(chǎn)；該連鑄機(jī)的圓弧半徑為4.56m，澆鑄斷面為270mm×145mm。這也是世界最早一批弧形這鑄機(jī)之一，以后一批連鑄機(jī)相繼問世投產(chǎn)。70年代我國成功地應(yīng)用了浸入式水口和保護(hù)渣技術(shù)。到1978年我國自行設(shè)計制造的連鑄機(jī)近20臺，實(shí)際生產(chǎn)量約112萬t，連鑄比僅3.4％。當(dāng)時世界連鑄機(jī)總數(shù)為400臺左右，連鑄比在20.8％。
改革開放以來，為了學(xué)習(xí)國外先進(jìn)的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，加速我國這鑄技術(shù)的發(fā)展，從70年代末一些企業(yè)引進(jìn)了一批連鑄技術(shù)和設(shè)備。例如1978年和1979年武鋼二煉鋼廠從前聯(lián)邦德國引進(jìn)單流板坯弧形連鑄機(jī)3臺；在消化國外技術(shù)基礎(chǔ)上，圍繞設(shè)備、操作、品種開發(fā)、管理等方面進(jìn)行了大量的開發(fā)與完善工作，于l985年實(shí)現(xiàn)了全連鑄生產(chǎn)，產(chǎn)量突破了設(shè)計能力。首鋼二煉鋼廠在l987年和1988年相繼從瑞士康卡斯特引進(jìn)投產(chǎn)了2臺8流弧形小方坯連鑄機(jī)，1993年產(chǎn)量已超過設(shè)計能力；并在消化引進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，自行設(shè)計制造又投產(chǎn)了7臺8流弧形小方坯連鑄機(jī)，成為國內(nèi)擁有連鑄機(jī)機(jī)數(shù)和流數(shù)最多的生產(chǎn)廠家。l988年和l989年上鋼三廠和太鋼分別從奧地利引進(jìn)澆鑄不銹鋼的板坯連鑄機(jī)。1989年和1990年寶鋼和鞍鋼分別從日本引進(jìn)了雙流大型板坯連鑄機(jī)。1996年10月武鋼三煉鋼廠投產(chǎn)1臺從西班牙引進(jìn)的高度現(xiàn)代化雙流板坯連鑄機(jī)。這些連鑄技術(shù)設(shè)備的引進(jìn)都促進(jìn)了我國連鑄技術(shù)的發(fā)展。
據(jù)統(tǒng)計，到1995年底我國運(yùn)轉(zhuǎn)和在建的連鑄機(jī)已有300多臺，其中自行設(shè)計制造的占80％，由國外引進(jìn)的只有70臺左右。目前我國在異型坯、大圓坯和大方還連鑄機(jī)的設(shè)計制造方面仍有些困難；不過，我國在高效連鑄技術(shù)小方坯領(lǐng)域已躋身世界先進(jìn)行列。2004年，我國連續(xù)鑄鋼發(fā)展勢頭強(qiáng)勁，全國連鑄比約達(dá)96.03%，比2003年提高0.63個百分點(diǎn)。其中中國鋼協(xié)70家會員企業(yè)共產(chǎn)連鑄坯2.25億t，比2003年增長25.73%，連鑄比97.00%，比2003年提高1.69個百分點(diǎn);147個非會員企業(yè)共產(chǎn)連鑄坯4000萬t，比2003年增長25.61%，連鑄比99.01%，比2003年提高0.25個百分點(diǎn);全行業(yè)連鑄比為97.34%，比2003年提高1.21個百分點(diǎn)。從國外引進(jìn)的近終形薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線，已在珠江、邯鄲、包頭等地起動實(shí)施，于1998年建成投產(chǎn)。馬鋼H型鋼連鑄機(jī)和H型鋼軋鋼機(jī)工程現(xiàn)在已經(jīng)投產(chǎn)。采用國產(chǎn)技術(shù)的第1臺高效板坯連鑄機(jī)也已在攀鋼投產(chǎn)。
我國冶金業(yè)堅持不懈地推進(jìn)以全連鑄為方向，以連鑄為中心的煉鋼生產(chǎn)組合優(yōu)化，淘汰落后工藝設(shè)備，開發(fā)高附加值品種，提高質(zhì)量，加大節(jié)能降耗力度和環(huán)保技術(shù)改造，提高煉鋼與軋鋼熱銜接協(xié)調(diào)匹配。我國連鑄技術(shù)的各項(xiàng)指標(biāo)，一定會全面地進(jìn)入世界前列。圖2為我國自1972年以來連鑄比增長情況。
圖0-2 1972年以來我國連鑄坯產(chǎn)量和連鑄比的增長
1-鋼總產(chǎn)量；2-連鑄比；3-連鑄坯產(chǎn)量
3連鑄機(jī)的機(jī)型及其特點(diǎn)
連鑄機(jī)的分類方式很多。按結(jié)晶器是否移動可以分為兩類：
1）固定式結(jié)晶器：包括固定振動結(jié)晶器的各種連鑄機(jī)，如立式連鑄機(jī)、立彎式連鑄機(jī)、弧形連鑄機(jī)、橢圓形連鑄機(jī)、水平式連鑄機(jī)等。這些機(jī)型已成為現(xiàn)代化連鑄機(jī)的基本機(jī)型，如圖3所示。
2）同步運(yùn)動式結(jié)晶器的各種連鑄機(jī)，如圖4所示。這種機(jī)型的結(jié)晶器與鑄坯同步移動，鑄坯與結(jié)晶器壁間無相對運(yùn)動，因而也沒有相對摩擦，能夠達(dá)到較高的澆注速度，適合于生產(chǎn)接近成品鋼材尺寸的小斷面或薄斷面的鑄坯。如雙輥式連鑄機(jī)、雙帶式連鑄機(jī)、單輥式連鑄機(jī)、單帶式連鑄機(jī)，輪帶式連鑄機(jī)等。這些也是正在開發(fā)中的連鑄機(jī)機(jī)型。
圖0-3連鑄機(jī)機(jī)型示意圖
1-立式連鑄機(jī)；2-立彎式連鑄機(jī)；3-直結(jié)晶器多點(diǎn)彎曲連鑄機(jī)；4-直結(jié)晶器弧形連鑄機(jī)；5-弧形連鑄機(jī)；6-多半徑弧形（橢圓形）連鑄機(jī)；7-水平連鑄機(jī)
圖0-4同步運(yùn)動結(jié)晶器連鑄機(jī)機(jī)型示意圖
1-雙輥式連鑄機(jī)；2-單輥式連鑄機(jī)；3-雙帶式連鑄機(jī)；
3-單帶式連鑄機(jī)；5-輪帶式連鑄機(jī)
另外，還可以按鑄坯斷面形狀分為方坯連鑄機(jī)、圓坯連鑄機(jī)、板坯連鑄機(jī)、異形坯連鑄機(jī)、方/板坯兼用型連鑄機(jī)等。
按鋼水的靜壓頭可分為高頭型、低頭型和超低頭型連鑄機(jī)等。
3.1立式連鑄機(jī)
立式連鑄機(jī)是20世紀(jì)50年代至60年代初的主要機(jī)型。立式連鑄機(jī)，從中間罐到切割裝置等主要設(shè)備均布置在垂直中心線上，整個機(jī)身矗立在車間地平面以上。采用立式連鑄機(jī)澆鑄時，由于鋼液在垂直結(jié)晶器和二次冷卻段冷卻凝固，鋼液中非金屬夾雜物易于上浮，鑄坯四面冷卻均勻，鑄坯在運(yùn)行過程中不受彎曲矯直應(yīng)力作用，產(chǎn)生裂紋的可能性小。鑄坯質(zhì)量好，適于優(yōu)質(zhì)鋼、合金鋼和對裂紋敏感鋼種的澆鑄。但這種連鑄機(jī)設(shè)備高、投資費(fèi)用大，且設(shè)備的維護(hù)與鑄坯的運(yùn)輸較為麻煩。例如澆鑄厚度為200mm的鑄坯，連鑄機(jī)高度需25～35m。由于連鑄機(jī)高度增高，鋼水靜壓力加大，鑄坯的鼓肚變形較為突出，因而立式連鑄機(jī)只適于澆鑄小斷面鑄坯。
3.2立彎式連鑄機(jī)
立彎式連鑄機(jī)是連鑄技術(shù)發(fā)展過程的過渡機(jī)型，如圖0-3中2所示。立彎式連镕機(jī)是在立式連鑄機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，其上部與立式連鑄機(jī)完全相同，不同的是待鑄坯全部凝固后，用頂彎裝置將鑄坯頂彎90°，在水平方向切割出坯，它主要適用于小斷面鑄坯的澆鑄。
3.3弧形連鑄機(jī)
弧形連鑄機(jī)是世界各國應(yīng)用最多的一種機(jī)型。弧形連鑄機(jī)的結(jié)晶器、二次冷卻段夾輥、拉坯矯直機(jī)等設(shè)備均布置在同一半徑的1/4圓周弧線上；鑄坯在1/4圓周弧線內(nèi)完全凝固，經(jīng)水平切線處被一點(diǎn)矯直，而后切成定尺，從水平方向出坯。其結(jié)構(gòu)示意圖見圖0-5a?；⌒芜B鑄機(jī)的機(jī)身高度基本上等于鑄機(jī)的圓弧半徑。所以弧形連鑄機(jī)的高度比立彎式連鑄機(jī)又降低了許多，僅為立式連鑄機(jī)的1/3，因而基建投資費(fèi)減少了。鑄坯凝固過程中承受鋼水靜壓力小，有利于提高鑄坯質(zhì)量；鑄坯經(jīng)彎曲矯直，易產(chǎn)生裂紋；此外，鑄坯的內(nèi)弧側(cè)存在著夾雜物聚集。夾雜物分布不均勻，也影響鑄坯質(zhì)量。為減輕鑄坯矯直時的變形應(yīng)力，在弧形連鑄機(jī)上采用多點(diǎn)矯直，如圖05b所示。
圖0-5 弧形連鑄機(jī)機(jī)型示意圖
a-全弧形連鑄機(jī)；b-多點(diǎn)矯直的弧形連鑄機(jī)
為了改善鑄坯的質(zhì)量，在弧形連鑄機(jī)上采用直結(jié)晶器，在結(jié)晶器下口設(shè)2～3m垂直線段，帶液心的鑄坯經(jīng)多點(diǎn)彎曲，或逐漸彎曲進(jìn)入弧形段，然后再多點(diǎn)矯直。垂直段可使液相穴內(nèi)夾雜物充分上浮，因而鑄坯夾雜物的不均勻分布有所改善，偏析減輕。
3.4橢圓形連鑄機(jī)
橢圓形連鑄機(jī)的結(jié)晶器、二次冷卻段夾輥、拉坯矯直機(jī)均布置在1/4橢圓圓弧線上，橢圓形圓弧是由多個半徑的圓弧線所組成，其基本持點(diǎn)與全弧形連鑄機(jī)相同。橢圓形連鑄機(jī)又進(jìn)一步降低了連鑄機(jī)和廠房的高度。橢圓形連鑄機(jī)又分為低頭和超低頭連鑄機(jī)。低頭或超低頭連鑄機(jī)的機(jī)型是根據(jù)連鑄機(jī)高度(H)與鑄坯厚度(D)之比確定的。連鑄機(jī)高度是指從結(jié)晶器液面到出坯輥道表面的垂直高度。H/D＝25～40時、稱為低頭連鑄機(jī)；H/D＜25時，則稱為超低頭連鑄機(jī)。超低頭連鑄機(jī)最早是由曼內(nèi)斯曼和康卡斯特連鑄集團(tuán)開發(fā)的。
3.5水平連鑄機(jī)
水平連鑄機(jī)的結(jié)晶器、二次冷卻區(qū)、拉矯機(jī)、切割裝置等設(shè)備安裝在水平位置上，如圖0-3中7。水平連鑄機(jī)的中間罐與結(jié)晶器是緊密相連的。中間罐水口與結(jié)晶器相連處裝有分離環(huán)。拉坯時，結(jié)晶器不振動，而是通過拉坯機(jī)帶動鑄坯做拉-反推-停不同組合的周期性運(yùn)動來實(shí)現(xiàn)的。
水平連鑄機(jī)是高度最低的連鑄機(jī)。其設(shè)備簡單、投資省、維護(hù)方便。水平連鑄機(jī)結(jié)晶器內(nèi)鋼液靜壓力最小，避免了鑄坯的鼓肚變形，中間罐與結(jié)晶器之間是密封連接，有效地防止了鋼液流動過程的二次氧化；鑄坯的清潔度高，夾雜物含量少，一般僅為弧形鑄坯的l/8～1/16。另外，鑄坯無需矯直，也就不存在由于彎曲矯直而產(chǎn)生裂紋的可能性，鑄坯質(zhì)量好，適合澆鑄特殊鋼、高合金鋼，因而受到各國的關(guān)注。我國從70年代末開始進(jìn)行了大量的研究和工業(yè)試驗(yàn)工作。
4連續(xù)鑄鋼的優(yōu)越性
與傳統(tǒng)的模鑄相比，連鑄有以下幾方面的優(yōu)越性：
1）簡化了工序，縮短了流程。省去了脫模、整模、鋼錠均熱初軋開坯等工序。由此可節(jié)省基建投資費(fèi)用約40％，減少占地面積約30％，勞動力節(jié)省約70％。尤其是薄板連鑄機(jī)出現(xiàn)以后，又進(jìn)一步地簡化了工序流程，例如傳統(tǒng)板坯連鑄，坯厚在150～300mm，而薄板連鑄坯的厚度為40～70mm，這又省去了粗軋機(jī)組，從而減少廠房面積約40％，連濤機(jī)設(shè)備重量減輕約50％。大大地縮短了從鋼液到薄板的生產(chǎn)周期，節(jié)約了能源，降低了成本。
2）提高了金屬收得率。采用模鑄工藝，從鋼水到鋼坯，金屬收得率為84～88％。而連鑄工藝則為95％～96％，金屬收得率提高10％～14％。其中板坯約在10.5％，大方坯13％左右，小方坯約為14％。
3）降低了能源消耗。在現(xiàn)代化工業(yè)的國家里，鋼鐵工業(yè)是能源消耗的大戶，約占能源總消耗量的10％。因此干方百計地降低能耗已是鋼鐵工業(yè)生存的關(guān)鍵。據(jù)有關(guān)資料介紹，采用連鑄工藝比傳統(tǒng)工藝可節(jié)能1/4～l/2。每生產(chǎn)1t連鑄坯，比用鋼錠開坯工藝可減少能耗400～1200MJ，相當(dāng)節(jié)省10～30kg重油燃料。連鑄坯若采用熱送或直接軋制工藝是開辟進(jìn)一步節(jié)能的途徑。鑄坯熱送和直接軋制不僅節(jié)能，而且縮短了生產(chǎn)周期。
4）生產(chǎn)過程機(jī)械化、自動化程度高。模鑄是煉鋼生產(chǎn)中條件最落后，勞動條件最惡劣的工序。尤其對頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼來說。模鑄成了提高生產(chǎn)率的限制性環(huán)節(jié)。采用連鑄工藝后，由于設(shè)備和操作水平的提高．采用全過程的計算機(jī)管理，不僅從根本上改善了勞動環(huán)境，還大大提高了勞動生產(chǎn)率。例如：有些廠1臺連鑄機(jī)只有7名操作人員，除了澆鋼操作外，其余工作均由計算機(jī)承擔(dān)；據(jù)資料介紹，法國有的連鑄機(jī)已實(shí)現(xiàn)連鑄平臺無操作人員，而是通過電視屏幕監(jiān)視和遙控生產(chǎn)，連鑄的自動化和智能化生產(chǎn)已成為現(xiàn)實(shí)。
5）提高質(zhì)量，擴(kuò)大品種。目前幾乎所有的鋼種均可以采用連鑄工藝生產(chǎn)，像超純凈度鋼、硅鋼、合金鋼、工具鋼等約500多個鋼種都可以用連鑄工藝生產(chǎn)，而且質(zhì)量很好。
5連鑄機(jī)的工藝流程與設(shè)備
5.1連鑄機(jī)的工藝流程
連續(xù)鑄鋼的一般生產(chǎn)工藝流程，如圖1-1所示。
由煉鋼爐煉出的合格鋼水經(jīng)爐外精煉處理后，用鋼包運(yùn)送到澆鑄位置注人中問包，通過中間包注入強(qiáng)制水冷的銅?！Y(jié)晶器內(nèi)。結(jié)晶器是無底的，在注入鋼水之前。必須先裝上一個“活底”，它同時也起到引出鑄錠的作用，這個“活底”就稱為引錠鏈。注入結(jié)晶器的鋼水在迅速冷卻凝固成形的同時，其前部與伸入結(jié)晶器底部的引錠鏈頭部凝結(jié)在一起。引錠鏈子的尾部則夾持在拉坯機(jī)的拉輥中，當(dāng)結(jié)晶器內(nèi)鋼水升到要求的高度后，開動拉坯機(jī)，以一定的速度把引錠桿(牽著鑄坯)從結(jié)晶器中拉出。為防止鑄坯殼被拉斷漏鋼和減少結(jié)晶器中的拉坯阻力，在澆鑄過程中既要對結(jié)晶器內(nèi)壁潤滑又要它做上下往復(fù)振動，鑄坯被拉出結(jié)晶器后，為使其更快地散熱，需進(jìn)行噴水冷卻，稱之為二次冷卻，通過二次冷卻支導(dǎo)裝置的鑄坯逐漸凝固。這樣，鑄坯不斷地被拉出，鋼水連續(xù)地從上回注入結(jié)晶器，便形成了連續(xù)鑄坯的過程。當(dāng)鑄坯通過拉坯機(jī)、矯直機(jī)(立式和水平式連鑄不需矯直)后，脫去引錠鏈。完全凝固的直鑄坯由切割設(shè)備切成定尺，經(jīng)運(yùn)輸輥道進(jìn)入后步工序。連續(xù)鑄鋼生產(chǎn)所用的設(shè)備，實(shí)際上是包括在連鑄作業(yè)線上的一整套機(jī)械設(shè)備。
5.2連鑄設(shè)備組成簡介
連鑄設(shè)備通常可分為主體設(shè)備相輔助設(shè)備兩大部分。
主體設(shè)備主要包括：澆鑄設(shè)備—鋼包運(yùn)載設(shè)備、中間包及中間包小車或旋轉(zhuǎn)臺、結(jié)晶器及振動裝置、二次冷卻支撐導(dǎo)向裝置；如在弧形連鑄設(shè)備中采用直結(jié)晶器時，需設(shè)頂彎裝置，拉坯矯直設(shè)備—拉坯機(jī)、矯直機(jī)、引錠鏈、脫錠與引錠鏈存放裝置；切割設(shè)備—火焰切割機(jī)與機(jī)械剪切機(jī)(擺式剪切機(jī)、步進(jìn)式剪切機(jī)等)。
輔助設(shè)備主要包括：出坯及精整設(shè)備—輥道、拉(推)鋼機(jī)、翻鋼機(jī)、火焰清理機(jī)等；工藝性設(shè)備—中間包烘烤裝置、吹氖裝置、脫氣裝置、保護(hù)渣供給與結(jié)晶潤滑裝置等；自動控制與測量儀表—結(jié)晶器被面測量與顯示系統(tǒng)、過程控制計算機(jī)、測溫、測重、測長、測速、測壓等儀表系統(tǒng)。
從對上述工藝流程和主要機(jī)械設(shè)備的說明可知，連續(xù)鑄鋼設(shè)備必須適應(yīng)高溫鋼水由液態(tài)弧形連鑄機(jī)變成液-固態(tài)，又變成固態(tài)的全過程。其間進(jìn)行著一系列比較復(fù)雜的物理與化學(xué)變化。顯然，連續(xù)鑄鋼具有連續(xù)性強(qiáng)、工藝難度大和工作條件差等特點(diǎn)。因此生產(chǎn)工藝對機(jī)械設(shè)備提出了較高的要求，主要有：設(shè)備應(yīng)具有抗高溫、抗疲勞強(qiáng)度的性能和足夠的剛度，制造和安裝精度要高，易于維修和快速更換，要有充分的冷卻和良好的潤滑等。
6 中間罐
1）中間罐的作用
中間罐也叫做中間包或中包。中間罐是位于盛鋼與結(jié)晶器之間用于鋼液澆注的裝置，其主要作用是：1)中間罐可減少鋼液靜壓力，使注流穩(wěn)定；2)中間罐利于夾雜物土浮，凈化鋼液；3)在多流連鑄機(jī)上，中間罐將鋼液分配給每個結(jié)晶器；4)在多爐連澆時，中間罐貯存一定量的鋼液，更換盛鋼桶捅時不會停澆；5)根據(jù)連鑄對鋼質(zhì)量要求，也可將部分爐外精煉手段移到中間罐內(nèi)實(shí)施，即中間罐冶金。
可見，中間罐有減壓、穩(wěn)流、去渣、貯鋼、分流和中間罐冶金等重要作用。
2）中間罐的構(gòu)造
a罐體結(jié)構(gòu)
中間罐的結(jié)構(gòu)、形狀應(yīng)具有最小的散熱面積，良好的保溫性能。一般常用的中間罐斷面形狀為圓形、橢圓形、三角形、矩形和“T”字形等，如圖1-7所示。
圖1-7 中間罐斷面的各種形狀示意圖
1-盛鋼桶注流位置；2-中間罐水口位置；3-擋渣墻
a、e-單流；b、f、g-雙流；c-4流；d-6流；h-8流
中間罐的外殼用鋼板焊成，內(nèi)襯砌有耐火材料，罐的兩側(cè)有吊鉤和耳軸，便于吊運(yùn)；耳軸下面還有座墊，以穩(wěn)定地坐在中間罐小車上。
b中間罐內(nèi)襯
中間罐內(nèi)襯也是由保溫層、永久層和工作層組成。
c中間罐罐蓋
中間罐設(shè)有罐蓋一則為了保溫，再則可以保護(hù)盛鋼桶桶底中不致過分受烤而變形。在罐蓋上開有注入孔和塞棒孔。
中間罐上還設(shè)有溢流槽，當(dāng)盛鋼桶注流失控時，可使多余的鋼液流出。為促使非金屬夾雜物上浮，在中間罐內(nèi)砌有擋渣墻和壩。
中間罐小車
中間罐小車是用來支承、運(yùn)輸、更換中間罐的設(shè)備。小車的結(jié)構(gòu)要有利于澆注、撈渣和燒氧等操作；同時還應(yīng)具有橫移和升降調(diào)節(jié)裝置。
類型：中間罐小車有懸臂型、懸掛型、門型、半門型等。
7結(jié)晶器
結(jié)晶器是一個水冷的鋼錠模，是連鑄機(jī)非常重要的部件，稱之為連鑄設(shè)備的“心臟”。鋼液在結(jié)晶器內(nèi)冷卻、初步凝固成型，且形成一定的坯殼厚度。這一過程是在坯殼與結(jié)晶器壁連續(xù)、相對運(yùn)動下進(jìn)行的。為此，結(jié)晶器應(yīng)具有良好的導(dǎo)熱性和剛性，不易變形；重量要小，以減少振動時的慣性力；內(nèi)表面耐磨性要好，以提高使用壽命；結(jié)晶器結(jié)構(gòu)要簡單，以便于制造和維護(hù)。
7.1結(jié)晶器的構(gòu)造
按結(jié)晶器的外形可分為直結(jié)晶器和弧形結(jié)晶器。直結(jié)晶器用于立式、立彎式及直弧形連鑄機(jī)，而弧形結(jié)晶器用在全弧形和橢圓形連鑄機(jī)上。從其結(jié)構(gòu)來看，有管式結(jié)晶器和組合式結(jié)晶器；小方坯及矩形坯多采用管式結(jié)晶器，而大型方坯、矩形坯和板還多采用組合式結(jié)晶器。
1）管式結(jié)晶器
管式結(jié)晶器的結(jié)構(gòu)如圖1-9所示。其內(nèi)管為冷拔異形無縫鋼管，外面套有鋼質(zhì)外殼，銅管與鋼套之間留有約7mm的縫隙通以冷卻水，即冷卻水縫。銅管和鋼套可以制成弧形或直形。銅管的上口通過法蘭用螺釘固定在鋼質(zhì)的外殼上，見圖1-9，銅管的下口—般為自由端，允許熱脹冷縮；但上下口都必須密封，不能漏水。結(jié)晶器外套是圓筒形的。外套中部有底腳板，將結(jié)晶器固定在振動框架上。
圖1-9 管式結(jié)晶器
1-冷卻水入口；2-鋼液；3-夾頭；4-冷卻水出口；5-油壓缸
管式結(jié)晶器結(jié)構(gòu)簡單，易于制造、維修，廣泛應(yīng)用于中小斷面鑄坯的澆注，最大澆注斷面為180mm×180mm。另外有的管式結(jié)晶器取消水縫，直接用冷卻水噴淋冷卻。
2）組合式結(jié)晶器
組合式結(jié)晶器是內(nèi)4塊復(fù)合壁板組合而成。每塊復(fù)合壁板都是由銅質(zhì)內(nèi)壁和鋼質(zhì)外殼組成。在與鋼殼接觸的銅板面上銑出許多溝槽形成中間水縫。復(fù)合壁板用雙螺栓連接固定，見圖1-10。冷卻水從下部進(jìn)入，流經(jīng)水縫后從上部排出。4塊壁板有各自獨(dú)立的冷卻水系統(tǒng)。4塊復(fù)合壁板內(nèi)壁相結(jié)合的角部，墊上厚3～5mm并帶45°倒角的銅片，以防止鑄坯角裂?，F(xiàn)已廣泛采用寬度可調(diào)的板坯結(jié)晶器?？捎檬謩印㈦妱踊蛞簤候?qū)動調(diào)節(jié)結(jié)晶器的寬度。內(nèi)壁銅板厚度在20～50mm，磨損后可加工修復(fù)，但最薄不能小于10mm。對弧形結(jié)晶器來說，兩塊側(cè)面復(fù)合板是平的，內(nèi)外弧復(fù)合板做成弧形的。而直形結(jié)晶器四面壁板都是平面狀的。
圖1-10 組合式結(jié)晶器及連接方式
1-外弧內(nèi)壁；2-外弧外壁；3-調(diào)節(jié)墊塊；4-側(cè)內(nèi)壁；5-側(cè)外壁；
6-雙頭螺栓；8-內(nèi)弧內(nèi)壁；9-水縫
3）漏鋼檢測裝置
為了能夠預(yù)報結(jié)晶器漏鋼事故，在結(jié)晶器四面銅壁外通過均勻的螺栓埋入多套康銅熱電偶；熱電偶測到的溫度數(shù)據(jù)輸入計算機(jī)或在儀表上顯示。熱電偶的套數(shù)越多，檢測也越精確。也有根據(jù)結(jié)晶器內(nèi)壁與鑄坯坯殼間摩擦力的大小來測定結(jié)晶器內(nèi)坯殼是否有漏鋼。
4）多級結(jié)晶器
隨著連鑄機(jī)拉坯速度的提高。出結(jié)晶器下口的的鑄坯坯殼厚度越來越?。粸榱朔乐硅T坯變形或出現(xiàn)漏鋼事故，采用多級結(jié)晶器技術(shù)。它還可以減少小方坯的角部裂紋和菱形變形。
多級結(jié)晶器即在結(jié)晶器下口安裝足輥、銅板或冷卻格柵，見圖1-11。
圖1-11 多級結(jié)晶器結(jié)構(gòu)示意圖
a-足輥；b-冷卻板；c-冷卻格柵
8二次冷卻系統(tǒng)裝置
二次冷卻系統(tǒng)裝置又稱為二次冷卻段或二次冷卻區(qū)，簡稱二冷區(qū)。
8.1二次冷卻的作用及裝置的結(jié)構(gòu)形式
8.1.1二次冷卻的作用
1）帶液心的鑄還從結(jié)晶器中拉出后，需噴水或噴氣水直接冷卻，使鑄坯快速凝固，以進(jìn)入拉矯區(qū)；
2）對末完全凝固的鑄坯起支撐、導(dǎo)向作用，防止鑄坯的變形；
3）在上引錠桿時對引錠桿起支撐、導(dǎo)向作用；
4）倘若是采用直結(jié)晶器的弧形連鑄機(jī)，二冷區(qū)的第一段要把直坯彎成弧形坯；
5）如果采用多輥拉矯機(jī)時，二冷區(qū)的部分夾輥本身又是驅(qū)動輥，起到拉坯作用；
6）對于橢圓形連鑄機(jī)，二冷區(qū)本身又是分段矯直區(qū)。
弧形連鑄機(jī)的二次冷卻裝置的重要性不亞于結(jié)晶器，它直接影響鑄坯的質(zhì)量、設(shè)備的操作和鑄機(jī)作業(yè)率。
8.1.2二次冷卻裝置的結(jié)構(gòu)形式
二次冷卻裝置的主要結(jié)構(gòu)形式分為箱式及房式兩大類。
a箱式結(jié)構(gòu)
所有支撐導(dǎo)向部件和冷卻水噴嘴系統(tǒng)都裝在封閉的箱體內(nèi)；封閉的目的是便于把噴水冷卻鑄坯時所產(chǎn)生的大量蒸汽抽掉，以免影響操作。見圖1-14。箱式結(jié)構(gòu)剛性較好，所占空間小，所需抽風(fēng)機(jī)容量小。檢修相處理事故還算方便。
b房式結(jié)構(gòu)
房式結(jié)構(gòu)的夾輥全部布置在敞開的牌坊結(jié)構(gòu)的支架止，整個二冷區(qū)是由一段或若干段開式機(jī)架組成。在二冷區(qū)的四周用鋼板構(gòu)成封閉的房室，故稱為房式結(jié)構(gòu)，見圖1-15。具有結(jié)構(gòu)簡單，觀察設(shè)備和鑄坯方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。問題是風(fēng)機(jī)容量和占地面積較大。目前新設(shè)計的連鑄機(jī)構(gòu)采用房式結(jié)構(gòu)。
9 拉坯矯直裝置
所有的連鑄機(jī)都裝有拉坯機(jī)。因?yàn)殍T坯的運(yùn)行需要外力將其拉出。拉坯機(jī)實(shí)際上是具有驅(qū)動力的輥?zhàn)?，也叫拉坯輥。弧形連鑄機(jī)的鑄坯需矯直后水平拉出，因而早期的連鑄機(jī)的拉坯輥與矯直輥裝在一起，稱為拉坯矯直機(jī)，也叫拉矯機(jī)。
現(xiàn)代化板坯連鑄機(jī)采用多輥拉矯機(jī)，輥列布置“扇形段化”，驅(qū)動輥已伸向弧形區(qū)和水平段，實(shí)際上拉坯傳動已分散到多組輥上，所以拉矯機(jī)已不是原來的含義了，由一對拉輥?zhàn)兂闪蓑?qū)動輥列系統(tǒng)。
弧形連鑄機(jī)弧形鑄坯的自重產(chǎn)生下滑力，但它不能克服鑄坯的阻力自動運(yùn)行，仍需拉坯輥拉坯，立式連鑄機(jī)是垂直布置的，鑄坯自重產(chǎn)生的下滑力很大，足以克服鑄坯的運(yùn)行阻力；為了平衡下滑力和控制鑄坯拉出速度，也設(shè)置了拉坯輥，是用來產(chǎn)生制動力以平衡鑄坯的下滑力。
圖1-15 房式結(jié)構(gòu)
1-鑄坯；2-扇形段；3-夾輥；4-活動支點(diǎn)；5-固定支點(diǎn)；6-底座；7-液壓缸
對拉坯矯直裝置的要求有：
1)應(yīng)具有足夠的拉坯力，以在澆注過程個能夠克服結(jié)晶器、二次冷卻區(qū)、矯直輥、切割小車等一系列阻力，將鑄坯順利拉出。
2)能夠在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)拉速，適應(yīng)改變斷面和鋼種的工藝要求，快速送引錠桿的要求；拉坯系統(tǒng)應(yīng)與結(jié)晶器振動、液面自動控制、二次冷卻區(qū)配水實(shí)現(xiàn)計算機(jī)閉環(huán)控制。
3)應(yīng)具有足夠矯直力，以適應(yīng)可澆注的最大斷面和最低溫度鑄坯的矯直，并保證在矯直過程中不影響鑄坯質(zhì)量。
4)在結(jié)構(gòu)上除了適應(yīng)鑄坯斷面變化和輸送引錠桿的要求外，還要考慮使末矯直的冷鑄坯通過，以及多流連鑄機(jī)在結(jié)構(gòu)布置的特殊要求；結(jié)構(gòu)要簡單，安裝調(diào)整要方便。
小方坯和小矩形坯的濤坯厚度較薄，凝固較快，液相深度也較短，當(dāng)鑄坯進(jìn)入矯直區(qū)已完全凝固。而對大方坯、大板坯來說，鑄坯較厚，等鑄坯完全凝固后再矯直，就會增加連鑄機(jī)的高度和長度，團(tuán)而采用帶液心多點(diǎn)矯直。
帶液心鑄坯矯直多采用多點(diǎn)連續(xù)矯直；即鑄坯在矯直區(qū)內(nèi)連續(xù)變形，應(yīng)變力和應(yīng)變率分散變小，極大地改善了鑄坯受力狀況，有利于提高鑄坯質(zhì)量。
9.1小方坯鑄機(jī)的拉矯裝置
圖1-16是結(jié)構(gòu)最簡單的四輥拉矯裝置。從圖可以看出，它由工作機(jī)座和傳動系統(tǒng)組成。工作機(jī)座是由1個鉗式機(jī)架和4個輥?zhàn)咏M成的拉矯輥系。輥1和2是拉坯輥，布置在弧形區(qū)內(nèi)，拉輥1又兼作矯直輥，與矯直輥7和8一起組成一個最簡單矯直輥系。下矯直輥8在鑄坯的切點(diǎn)，也是鑄機(jī)的切點(diǎn)。拉輥1和2是驅(qū)動輥，可以正向拉坯，也可以反向送引錠桿。矯直輥7和8也是驅(qū)動輥。拉輥2布置在液壓缸3上，拉輥1與2之間的開口度可用壓下螺絲11來調(diào)節(jié)，并用拉輥間的墊塊來保持。當(dāng)弧形鑄坯通過時，矯直輥7借助壓下力將鑄坯矯直。矯直輥7的上下移動可通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)4和5來調(diào)節(jié)，也可以用液壓缸完成。
圖1-16 四輥拉矯機(jī)結(jié)構(gòu)
1、2-拉輥；3-液壓缸；4-偏心軸；5-拉桿；6-矯直臂；7-上矯直輥；8-下矯直輥；
9-鉗式機(jī)架立柱；10-橫梁；11-壓下螺絲
1.6.2一點(diǎn)矯直、多點(diǎn)矯直和連續(xù)矯直
對弧形連鑄機(jī)，從二次冷卻段出來的鑄坯是彎曲的，必須矯直；若通過一次矯直鑄坯，稱一點(diǎn)矯直；經(jīng)過二次以上的矯直稱多點(diǎn)矯直。
圖1-17 矯直配輥方式
a-一點(diǎn)矯直；b-多點(diǎn)矯直
小斷面弧形鑄坯是在完全凝固后一點(diǎn)矯直。由圖1-17a看出，一點(diǎn)矯直是由內(nèi)弧2個輥和外弧1個輥共3個輥完成的；無論是四輥拉矯機(jī)還是五輥拉矯機(jī)均為一點(diǎn)矯直。
對大斷面鑄坯來說，則應(yīng)采用多點(diǎn)矯直，如圖1-17b所示(其中只畫出矯直輥、支撐輥末畫)。每3個輥為一組，每組輥為1個矯直點(diǎn)，以此類推；一般矯直點(diǎn)取3至5點(diǎn)。采用多點(diǎn)矯直可以把集中1點(diǎn)的應(yīng)變量分散到多個點(diǎn)完成，從而消除鑄坯產(chǎn)生內(nèi)裂的可能性，可以實(shí)現(xiàn)濤坯帶液心矯直。多輥拉矯機(jī)示意圖見1-18。
連續(xù)矯直是在多點(diǎn)矯直基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一項(xiàng)技術(shù)?；驹硎鞘硅T坯在矯直區(qū)內(nèi)應(yīng)變連續(xù)進(jìn)行，那么應(yīng)變率就是一個常量，這對改善鑄坯質(zhì)量非常有利。
1.10 鑄坯切割裝置
連鑄坯需按照軋鋼機(jī)的要求切割成定尺或倍尺長度。鑄坯是在連續(xù)運(yùn)行中完成切割，因此切割裝置必須與鑄坯同步運(yùn)動。目前連鑄機(jī)所用切割裝置有：火焰切割相機(jī)械剪切兩種類型?；鹧媲懈钛b置包括有切割小車、切割定尺裝置、切縫清理裝置和切割專用輥道等。機(jī)械剪切設(shè)備又稱為機(jī)械剪或剪切機(jī)；出于是在運(yùn)動過程中完成鑄坯剪切的，因而也稱為飛剪。機(jī)械安切按驅(qū)動方式不同又分為機(jī)械飛剪和液壓飛剪。前者通過電機(jī)、機(jī)械系統(tǒng)驅(qū)動；后者通過液壓系統(tǒng)驅(qū)動。
1.11輥道及后步工序其他設(shè)備
連鑄機(jī)的后步工序是指鑄坯熱切后的熱送、冷卻、精整、出坯等工序。后步工序中的設(shè)備主要與鑄坯切斷以后的工藝流程、車間布置、所澆鋼種、鑄坯斷面及對其質(zhì)量要求等有關(guān)。
現(xiàn)代化大型板坯，后道工序設(shè)備比小連鑄機(jī)要復(fù)雜些。除了輸送輥道，鑄坯橫移設(shè)備和各種專用吊具外，還應(yīng)有板坯冷卻裝置、板坯自動清理裝置、翻板機(jī)和垛板機(jī)等。
此外，如打號機(jī)、去毛刺機(jī)、自動稱量裝置等都是連鑄機(jī)后步工序的必備設(shè)備。
1）輥道
在連鑄生產(chǎn)中，輥道是輸送鑄坯、連接各工序的主要設(shè)備。
2）拉鋼機(jī)或推鋼機(jī)
拉鋼機(jī)或推鋼機(jī)的作用主要是橫向移動鑄坯。
3）翻鋼機(jī)與垛板機(jī)
翻板機(jī)是配合對鑄坯進(jìn)行檢驗(yàn)和表面清理用的。垛板機(jī)是板坯的一種集料裝置。
4）鑄坯表面精整
對于鑄坯表面的各種缺陷應(yīng)該進(jìn)行清理。一船用途的中小斷面鑄坯，都是人工用火焰燒割或砂輪打磨對鑄坯表面進(jìn)行局部清理。對于直接熱送鑄坯，由于切割時在鑄坯切縫面下邊緣常有毛刺，在切割后經(jīng)去毛刺機(jī)清除。即用刀具刮除或錘刀旋轉(zhuǎn)去除毛刺。大型鑄坯和某些質(zhì)量要求高的鑄坯，則需用自動火焰清理裝置成噴水處理裝置對表面進(jìn)行清理。
1.12連鑄操作工藝
1.12.1澆注前的準(zhǔn)備
1.12.1.1盛鋼桶的準(zhǔn)備
盛鋼桶的準(zhǔn)備包括以下工作：1)清理盛鋼桶內(nèi)的殘鋼殘渣，保證捅內(nèi)干凈。2)安裝和檢查滑動水口，滑板與上水口磚要對正、裝平；上、下口內(nèi)無堵塞；水口的啟閉機(jī)構(gòu)要靈活；烘烤后在水口內(nèi)裝好引流砂。3)加快盛鋼桶周轉(zhuǎn)，盡量“紅包”受鋼；若桶襯溫度低于800℃，需烘烤至1000℃以上，烘烤時應(yīng)加蓋。4)盛鋼桶座到回轉(zhuǎn)臺后開澆前安裝長水口，長水口與盛鋼桶水口接縫要密封。
1.12.1.2中間罐的準(zhǔn)備
中間罐是鋼液進(jìn)入結(jié)晶器前最后一個重要的冶金容器，中間罐狀況直接影響鋼的質(zhì)量和連鑄操作的順行。中間罐工作層有耐火涂層，絕熱板組裝和耐火磚砌筑等形式，當(dāng)前使用耐火涂層和絕熱板者居多。
準(zhǔn)備包括定徑水口的選用，浸入式水口的安裝，塞棒的安裝，中間罐烘烤。
1.12.2結(jié)晶器的檢查
1)認(rèn)真檢查結(jié)晶器內(nèi)腔銅管及銅板表面有無嚴(yán)重?fù)p傷；同時還要檢查結(jié)晶器冷卻水壓力是否正常，不得有滲水現(xiàn)象。
2)檢查結(jié)晶器振動裝置運(yùn)行是否正常，依據(jù)所澆鑄坯斷面設(shè)定的拉速，調(diào)定相應(yīng)的振動頻率和振幅。
3)檢查潤滑油在結(jié)晶器內(nèi)壁的分布情況，并調(diào)節(jié)相應(yīng)的供油量。
4)檢查結(jié)晶器下口足輥是否轉(zhuǎn)動；足輥、格柵部位噴嘴要齊全，無堵塞；扁噴嘴的扁口應(yīng)處于橫位；噴水架無歪扭。
5)結(jié)晶器的大小蓋板應(yīng)配備齊全，放置平整；結(jié)晶器與蓋板間的空隙用石棉繩堵好，并用耐火泥抹平。
1.12.3二冷區(qū)的檢查
1)二冷區(qū)供水系統(tǒng)是否正常，水質(zhì)是否符合要求。
2)檢查二冷區(qū)噴嘴是否齊全，并打開各段水管檢查各個噴嘴是否暢通。
3)根據(jù)所澆鋼種、斷面沒定噴淋水量。
4)檢查氣-水噴嘴用壓縮空氣的壓力。
1.12.4其他準(zhǔn)備
拉矯裝置的檢查、切割裝置及其他設(shè)備的檢查、當(dāng)確認(rèn)設(shè)備一切正常后，按要求將引錠頭送入結(jié)晶器。
1.13澆注操作
1.13.1盛鋼桶澆注
盛鋼桶座到回轉(zhuǎn)臺(或盛鋼桶支架)上，轉(zhuǎn)至澆注位置，并鎖定。此時中止中間罐烘烤，并關(guān)閉塞棒；若定徑水口應(yīng)堵木塞或金屬錐并填上引流砂。中間罐運(yùn)至澆注位置，與結(jié)晶器重新嚴(yán)格對中定位。
1.13.2中間罐澆注
塞棒開澆—當(dāng)注入中間罐鋼液達(dá)到1/2高度時，中間罐可以開澆。
定徑水口的中間罐開澆—在中間罐加入覆蓋劑后，液面達(dá)到預(yù)定高度(200~300mm)時，可導(dǎo)出水口的引流砂，水口自動開澆，鋼液流進(jìn)擺動槽；若不能自動開澆，需燒氧引流；燒氧時注意不要造成水口內(nèi)徑變形，以防影響拉速的控制。
1.13.3連鑄機(jī)的啟動
拉矯機(jī)構(gòu)的起步就是連鑄機(jī)的啟動；從鋼液注入結(jié)晶器開始到拉矯機(jī)構(gòu)的啟動時間為起步時間。
1.13.4正常澆注
在中間罐開澆5min后，在離盛鋼桶注流最遠(yuǎn)的水口處測量鋼液溫度，根據(jù)綱液溫度調(diào)整拉速，當(dāng)拉速與注溫達(dá)到相應(yīng)值時，即可轉(zhuǎn)入正常撓注。
1.13.5多爐連澆
當(dāng)轉(zhuǎn)入正常澆注以后，還包括實(shí)現(xiàn)多爐連澆操作。
1.13.6澆注結(jié)束
盛鋼桶澆注完畢后，中間罐繼續(xù)維持澆注，當(dāng)中間罐鋼液量降低到l／2時，開始逐步降低拉速，直到鑄坯出結(jié)晶器。
當(dāng)中間罐鋼液量降低到最低限度時，迅速將結(jié)晶器內(nèi)保護(hù)渣撈干凈，之后立即關(guān)閉塞棒或滑飯，并開走中間罐車，澆注結(jié)束。
1.13.7操作事故
連鑄生產(chǎn)過程中，由于設(shè)備或操作本身或耐火材料質(zhì)量不佳等方面的原因，往往會引起一些操作的異?；蚴鹿剩贿@不僅打亂了正常的生產(chǎn)秩序，造成設(shè)備的損壞；甚至還會危及操作人員的人身安全。
(1)盛鋼桶滑動水口故障
滑動水口不能自動開澆—引起滑動水口不能自動開澆的原因很多：如引流砂填充松散；或者引流砂潮濕，接觸鋼液后，水分蒸發(fā)，鋼液滲入燒結(jié)；等等。
應(yīng)急辦法是燒氧引流；燒氧引流容易損壞水口內(nèi)孔，影響注流形狀；所以應(yīng)選揮配料合適的引流砂，烘烤干燥，填充適當(dāng)，盛鋼捅烘烤達(dá)到規(guī)定要求；或“紅包”受鋼；選用質(zhì)量良好的透氣磚，實(shí)現(xiàn)桶底吹氫等措施來提高盛鋼桶的自動開澆率。
盛鋼桶注流失控—盛鋼桶注流失控可能是由于滑板某處有鋼液滲漏；或者滑動水口無法關(guān)閉；或者滑動水口耐火材抖質(zhì)量不好；等等。
倘若關(guān)閉水口仍有注流，但注流不大，在不損壞設(shè)備和保障人身安全的前提下，可通過中間罐向溢渣盤溢流來平衡拉速，用以維持將本爐鋼澆注完畢；否則立即旋轉(zhuǎn)盛鋼桶離開澆注位置停止?jié)沧ⅰ?
(2)中間罐故障
塞棒失控。
浸入式水口穿孔或部分裂開。
水口堵塞
(3)漏鋼
開澆漏鋼。
注中漏鋼。
粘結(jié)漏鋼—粘結(jié)漏鋼是澆注過程中主要漏鋼事故。據(jù)統(tǒng)計，在諸多漏鋼事故中粘結(jié)漏鋼占50％以上。小方還角裂漏鋼。
第二章 傳動方案的確定
2.1設(shè)計的已知條件
設(shè)計題目:連鑄機(jī)切頭切尾收集運(yùn)送裝置
參數(shù)：1>裝置驅(qū)動方式：卷揚(yáng)機(jī)
2>運(yùn)送小車移動速度：0.148m/s
3>小車行程：10900mm
4>收集箱個數(shù)：2
5>收集箱容積：3.8m3
6>收集箱長度：4440mm
7>收集箱與車體可分離，當(dāng)切頭切尾廢料收集滿時，用吊車吊走。
2.2傳動方案的比較
方案一：采用卷揚(yáng)機(jī)來驅(qū)動運(yùn)送小車。
方案二：采用車載式電動機(jī)來驅(qū)動運(yùn)送小車。
經(jīng)過數(shù)據(jù)分析,構(gòu)思兩種傳動方案,方案如下:
方案一：采用卷揚(yáng)機(jī)來驅(qū)動運(yùn)送小車。見圖2.1
說明：由驅(qū)動電機(jī)的內(nèi)部減速器將驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)矩降低輸出給卷筒，同時對卷筒輸出轉(zhuǎn)矩，使得纏繞在卷筒上的鋼絲繩一端進(jìn)行纏繞運(yùn)動，另一端進(jìn)行松解運(yùn)動，這樣鋼絲繩在定滑輪的導(dǎo)引下產(chǎn)生的拉力使小車在軌道上做往返直線運(yùn)動，達(dá)到運(yùn)送目的。
圖2.1 (1-卷揚(yáng)機(jī)，2-張緊裝置，3-小車，4-軌道，5-底座)
方案二：采用車載式電動機(jī)來驅(qū)動運(yùn)送小車。
說明：此方案把電機(jī)安裝在車座上，通過減速機(jī)對車輪軸傳遞動力驅(qū)動小車達(dá)到運(yùn)送目的。方案簡圖如圖2.2：
圖2.2
2.2.2方案比較確定
通過對兩個方案的比較，他們的優(yōu)缺點(diǎn)如下：
1． 優(yōu)點(diǎn)：
方案一的優(yōu)點(diǎn)：驅(qū)動電機(jī)通過卷揚(yáng)機(jī)傳遞動力，整個運(yùn)行過程簡單，裝配維護(hù)方便易行。
方案二的優(yōu)點(diǎn)：驅(qū)動電機(jī)直接安裝在車上，傳動方便，整體機(jī)構(gòu)運(yùn)行緊湊。
2.缺點(diǎn)：
方案一的缺點(diǎn)：此方案設(shè)計中零部件較多，工作效率稍低于方案二。
方案二的缺點(diǎn)：此方案中電機(jī)、減速器等都安裝在車上，維護(hù)時需要將車吊出，維護(hù)不方便。
2.2.3 方案的確定
根據(jù)煉鋼廠連鑄機(jī)切頭切尾收集運(yùn)送車運(yùn)行空間小，適合直線運(yùn)動，運(yùn)行形式簡單，且要求方便維護(hù)的特點(diǎn)，綜合分析考慮兩種方案的可行性，經(jīng)過實(shí)際要求結(jié)合各方案的優(yōu)缺點(diǎn)可以確定：方案一比較合理。
方案一合理的原因：因?yàn)樾≤囘\(yùn)行空間小，如果在運(yùn)行過程中出現(xiàn)故障，只需要在外部對驅(qū)動電機(jī)，卷揚(yáng)機(jī)等部件進(jìn)行檢修和維護(hù)，不需像方案二中那樣要將車體和電機(jī)吊出來進(jìn)行檢修和維護(hù)，故選擇方案一。
第三章 運(yùn)行機(jī)構(gòu)的傳動原理與傳動設(shè)計計算
3.1收集運(yùn)送裝置系統(tǒng)的傳動原理
本方案的傳動原理：首先由驅(qū)動電機(jī)的內(nèi)部減速器將驅(qū)動電機(jī)的轉(zhuǎn)矩降低輸出給卷筒，同時對卷筒輸出轉(zhuǎn)矩，使得纏繞在卷筒上的鋼絲繩一端進(jìn)行纏繞運(yùn)動，另一端進(jìn)行松解運(yùn)動，這樣鋼絲繩在定滑輪的導(dǎo)引下產(chǎn)生的拉力使小車在軌道上做往返直線運(yùn)動，達(dá)到運(yùn)送目的。
3.2收集運(yùn)送裝置的整體布局及局部布局
根據(jù)設(shè)計參數(shù)與實(shí)際操作的要求，設(shè)計出系統(tǒng)的整體布局圖（見圖3.1和圖3.2）
圖3.1 (1-卷揚(yáng)機(jī)，2-張緊裝置，3-小車，4-軌道，5-底座)
如下圖3.1-1為卷揚(yáng)機(jī)的布局圖
圖3.1-1卷揚(yáng)機(jī)（1-底座，2-電機(jī)，3-卷筒，4-KL3聯(lián)軸器，
5-小軸，6-主令控制器，7-壓板）
圖3.2 (1-卷揚(yáng)機(jī)，2-張緊裝置，3-小車，4-軌道，5-底座)
現(xiàn)在對整個設(shè)計布局做以下幾點(diǎn)說明：
（1） 鋼軌的長度不需要太長（鋼軌長度≥小車行程＋兩節(jié)車架的長度），導(dǎo)軌的首位末端應(yīng)安裝止動擋塊，防止小車沖出軌道造成事故。
（2） 收集運(yùn)送小車采用箱式可分離車廂，所以設(shè)計車廂時應(yīng)該設(shè)計出可以另裝的部位；車廂設(shè)計為上寬下窄式的，這樣可以減小廢料對底板的沖擊，提高小車的使用壽命.
（3） 鋼絲繩最好選用安全系數(shù)高的類型，防止在運(yùn)行過程中斷裂造成事故；張緊裝置應(yīng)固定好，防止多次運(yùn)動后出現(xiàn)松動，導(dǎo)致運(yùn)送效率降低；卷筒要具備足夠的強(qiáng)度。
（4） 因?yàn)檠b置的運(yùn)動頻率較低，所以電動機(jī)的預(yù)熱時間較長，并且小車的運(yùn)載量有可能超出容量，故在選取電動機(jī)時應(yīng)選比實(shí)際所需功率大的電機(jī)；減速器應(yīng)選取效率高的的類型，傳動比也應(yīng)盡可能的靠近實(shí)際值。
3.3 運(yùn)行阻力的計算
收集小車滿載時穩(wěn)定運(yùn)行過程中所受的阻