连铸机设备PPT幻灯片课件

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长水口又称保护套管,用于钢包与中间包之间保护 注流不被二次氧化,同时也避免了注流的吸气、飞溅以 及敞开浇注的卷渣问题。
图2-4 长水口保护装置 (a)卡口型;(b)液压型;(c)叉型 1一钢包;2一氩气;3~钢水;4一中间包;5一浇注位置
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钢包回转台
图2-5 钢包回转台 (a)直臂式;(b)双臂单独升降式;(c)带钢包加盖功能 钢包回转台是现代连铸中应用最普遍的运载和承托钢包进行浇 注的设备,通常设置于钢水接受跨与浇注跨柱列线之间。钢包回转 台能够在转臂上同时承放两个钢包,一个用于浇注,另一个处于待 浇状态。
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2.1.2 弧形、椭圆形连铸机的表示方法
连铸机的规Leabharlann 表示如下: aRb—c这里:a——机数,若其数为1,则可省略; R——机型为弧形或椭圆形连铸机; b——连铸机的圆弧半径,m;若椭圆形连铸机
为多个半径之乘积,也标志可浇铸坯 的最大厚度; c ——表示拉辊坯辊身长度,mm,它标志着连
铸机可容纳的连铸坯的最大宽度。 B=C-(150~200)mm
1一钢包注流位置;2一中间包水口位置;3一挡渣墙
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中间包车结构有哪些特点?
中间包车是承载和运送中间包的特殊车辆,根据工艺操作要求,中间包车 必须具备如下功能:
(1)将中间包由预热位置移到浇钢位置上,在浇钢结束后还应移出浇钢位置, 因此中间包车应具有运行功能; 。
(2)在安放中间包时,首先将中间包提起,使水口离开结晶器盖一定高度后 再进入浇钢位置,下降中间包,使水口对准结晶器中心,因此它应具有升降和 微调功能;
内壁之间的滑动摩擦,因此结晶器内壁的材质应有良好的耐磨性和较高的再结晶 温度。 (5)重量要轻,以减少振动时的惯性力。为提高铸坯表面质量,结晶器的振动广 泛采用高频率小振幅,最高已达4 00次/min,在高频振动时惯性力不可忽视, 过大的惯性力不仅影响到结晶器的强度和刚度,进而也影响到结晶器运动轨迹的 精度。
引锭杆收集存放装置; (4)切割设备:火焰切割、机械剪切(液压剪、机械剪); (5)出坯设备:辊道、冷床、拉钢机、翻钢机、缓冲器、火
焰清理机、打号机等。
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现代连铸机有哪些结构特征?
近代连铸机向高生产率和高质量两个方向发展,提高拉坯速度和缩短辅助 时间是提高生产率的重要手段。
由于拉速高,连铸坯液芯长度增加,由此引起一系列问题,如铸坯出结晶 器后坯壳厚度变薄、二次冷却段的铸坯易产生鼓肚变形、矫直时由于铸坯仍 有液芯而产生内裂等,这些问题的解决构成了近代连铸机的重要结构特征。 为了保护浇注,须使用长水口,采用带升降机构的钢包回转台。 为了改 善结晶器冷却效果,增加结晶器出口坯壳厚度,须采用直型长结晶 器,长度为9 0 0mm。 结晶器振动机构采用四偏心机构,其振动采用高频率小振幅以减小振痕深 度,提高铸坯表面质量,最高振动频率已达400次/min。 由于高拉速,液芯长度加长,铸坯极易产生鼓肚变形,影响铸坯质量,在二 次冷却段的夹辊采用小辊距高刚度,为此采用小辊密排和分节辊结构。 铸坯的矫直采用多点矫直或连续矫直,以降低由于矫直在坯壳中产生的应力 水平,防止内裂提高质量。压缩铸造技术也是解决这个问题的重要途径。
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2.2 钢 包
钢包又称盛钢桶、钢水包、 大包等;它是用于盛装、运载 钢液并进行浇注的设备,也是 钢液炉外精炼的容器。
图2-2 钢包示意图
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图2—3 滑动水口控制原理图 (a)全开; (b)半开;(c)全闭
1一上水口; 2一上滑板;3一下滑板; 4一下水口
钢包通过滑动水口开启、关闭来调节钢液注流。
2.1.1. 连铸机台数、机数、流数的定义
台数:凡是共用一个钢包浇铸一流或者多流钢坯的 一套连续铸钢设备称一台连铸机。
机数:具有独立的传动和工作系统,当其出事故时, 仍可照常工作的一组设备称为一个机组。一台连 铸机可以由一机或多机组成。若机数为1时可以 省略。
流数:每台连铸机所能同时浇铸的铸坯总根数称为 铸机的流数。它可由一机或者多机承担。 凡一台连铸机只有一个机组,又只能浇注一根 铸坯,称为一机一流。如能同时浇注两根以上的 铸坯,称为一机多流。凡一台铸机具有多个机组 又可分别浇注多根铸坯的,称为多机多流。
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图2-12 三层式滑动水口示意图 1一座砖;2一上水口;3一上滑板;4一滑动板;5一下滑板; 6一浸入式水口;7-螺栓;8一夹具; 9下滑板套;10一滑动框 架;11一盖板;l2一刻度;13一连杆;l4一油缸;l5一水口箱;
16—结晶器
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浸入式水口
目前连铸大都采用浸入式水口加保护渣的保护浇注。浸入式 水口的形状和尺寸直接影响结晶器内钢液流动的状况,因而也直 接关系到铸坯表面和内部质量。
VC——拉坯速度,m/min;
t——铸坯完全凝固所需要的时间,
min。
图2一l 连铸坯液相深度示意图
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铸坯厚度D与完全凝固时问t之间的关 系由下式表示:
D 2K凝 t
t

D2 4K凝2
得出液相深度与拉坯速度的关系式:
L液

D2 4K凝2
vc
液相深度与铸坯厚度、拉坯速度和冷却强度有关。铸坯越
厚,拉速越快,液相深度就越长,连铸机也越长。在一定范围
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2.3 中间包
中间包也叫做中包、中间罐。中间包是位于钢包与结晶器之间用于钢 液浇注的过渡装置,有减压、稳流、去渣、贮钢、分流和中间包冶金等重 要作用。
中间包的容量是钢包容量的20%~40%。在通常浇注条件下,钢液 在中间包内应停留8~10min,才能起到夹杂物上浮和稳定注流的作用。
图2-9 中间包各种断面形状示意图 (a)、(e)单流;(b)、(f)、(g)双流;(c)4流;(d)6流;(h)8流
(2)结构刚性要好。结晶器内壁与高温金属接触,外壁通冷却水,而它的壁厚又 很薄(仅有10~20mm),因此在它的厚度方向温度梯度极大,热应力相当可观,其 结构必须具有较大的刚度,以适应大的热应力。 (3)结晶器结构要简单,便于制造和维护。为了能快速改变铸坯尺寸或快速修理
结晶器,以提高连铸机的生产能力,现代结晶器都采用了整体吊装或在线调宽技 术。 (4)内表面耐磨性要好,以提高寿命。结晶器在高温状况下伴随有铸坯和结晶器
(3)在浇钢过程中偶遇事故时,需将中间包中钢水放掉,因此中间包车还必 须有使钢水溢流出去的功能;
(4)浇钢过程中,中间包中钢水重量应能显示,因此它应具有称量功能。
根据以上工艺对中间包的要求,在中间包结构上应设置有:行走装置、升 降装置、微调装置、长水口装卸装置、称量装置、操作台、供电供油等主体设 备,此外还应设置有行程检测、限位装置等。总之,中间包车是在恶劣条件下 工作的功能比较多、结构复杂的运载车辆。
(3) R3×4×6×12—350表示该连铸机为1机,四段 椭圆形连铸机,圆弧半径分别为3m、4m、6m和 12m,拉坯辊辊身长度为350mm。
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2.1.3 弧形连铸机的几个重要参数
1) 铸坯断面尺寸规格
目前已生产的连铸坯形状和尺寸范围如下: 小方坯:70 mm× 70 mm~200 mm×200 mm; 大方坯:200 mm×200 mm~450 mm×450mm; 矩形坯:150 mm×100 mm~400 mm×560mm;
R≥cD
式中R——连铸机圆弧半径; D——铸坯厚度; c——系数,一般中小型铸坯取30~40;大
型板坯及合金钢,取40以上。国外,普通钢种取 33~35,优质钢取42~45。
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4)液相深度
A 液相深度
液相深度L液是指铸坯从结晶器液
面开始到铸坯中心液相凝固终了的长
度,也称为液心长度。
L液=VCt 式中L液——连铸坯液相深度,m;
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C 铸机长度
铸机长度L机是从结晶液面到最后一对拉矫辊 之间的实际长度。这个长度应该是冶金长度的 1.1~1.2倍。
L机 (1.1 ~ 1.2)L冶
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弧形连铸机由主体设备和辅助设备两大部分组成。 其主体设备由以下几部分组成: (1)钢液浇注及承载设备:钢包、回转台、中间包、中间包
车; (2)成形及冷却设备:结晶器及其振动装置、二冷装置; (3)拉坯矫直设备:拉坯矫直机、引锭装置、脱引锭装置、
vc

1
BD
q
式中p---铸坯密度(非合金钢一般取p=7.8 t/m3),t/m3; B---铸坯宽度,m; D---铸坯厚度,m
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B 拉坯速度的确定
a 用铸坯断面确定拉速
vc

K
l F
式中l ——铸坯断面周长,mm;
F——铸坯断面面积, mm2; K——断面形状速度系数,m·mm/min。小方坯:K=65~ 85;大方坯(矩形坯):K=55~75;圆坯:K=45~55。
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2.4.1 结晶器的类型与构造
直结晶器:用于立式、立弯式及直弧形连铸机; 按结晶器的外形可分为
弧形结晶器:用在全弧形和椭圆形连铸机 管式结晶器:用于小方坯、圆坯及矩形坯连铸; 从其结构来分 组合式结晶器:用于大方坯、大矩形坯和板坯连铸。
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上式只适用于大、小方坯、矩形坯和圆坯。
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b 用铸坯的宽厚比确定拉坯速度
铸坯的厚度对拉坯速度影响最大,由于
板坯的宽厚比较大,所以可采用以下经验公
式确定拉速:
f vc D
式中 D----铸坯厚度,mm;
f-----系数,m·mm/min。
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C 最大拉坯速度
2
式中vm
a
x
vm a x


Km
min

Lm
——最大拉坯速度,m/min;
Lm——结晶器有效长度(结晶器长度一l00 mm),mm;
Km——结晶器内钢液凝固系数,mm/min1/2;
& min——最小坯壳厚度 mm.
计算得出的拉速为理论最大拉速,而实际生产的最大拉速 是理论的90%~95 %.
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3) 圆弧半径的确定
铸机的圆弧半径R指铸坯外弧曲率半径,单位是m。 它是确定弧形连铸机总高度的重要参数,也标志所 能浇注铸坯厚度范围。
板坯:150 mm×600 mm~300 mm× 2640mm;
圆坯:D80 mm~450 mm。 铸坯断面尺寸的确定应考虑轧机咬入能力、
工艺要求、轧件的压缩比和铸坯质量的限制。
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2) 拉坯速度(浇注速度)
A 拉坯速度
拉坯速度vc是指每分钟拉出铸坯的长度,单位是m/min, 简称拉速;浇注速度q是指每分钟每流浇注的钢水量,单位是 t/(min·流),简称注速,两者之间可以转换:
图2—13浸入式水口基本类型
(a)单孔直筒形水口;(b)侧孔向上倾斜 状水口;(c)侧孔向下倾斜呈倒Y形水口;
(d)侧孔呈水平状水口
图2-14 两种箱式浸入式水口示意图 (浇注大型板坯时使用)
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2.4 结晶器
结晶器是一个水冷的钢锭模,是连铸机的核心部件,称之为连
铸设备的心脏。
结晶器的作用:钢液在结晶器内冷却、初步凝固成型,且均
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举例
(1) 3R5.25—240表示此台连铸机为3机,弧形连 铸机,其圆弧半径为5.25m,拉坯辊辊身长度为 240mm。
(2) R10—2300表示此连铸机为1机,弧形连铸机, 其圆弧半径为10m,拉坯辊辊身长度为2300mm, 浇铸板坯的最大宽度为2300-(150~200)=(2150 ~2100) mm。即可浇铸板坯的最大宽度为2150~ 2100mm。
内,增加冷却强度,有助于缩短液相深度。
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B 冶金长度
根据最大铸坯厚度、最大拉速确定的液 相深度为冶金长度L冶,冶金长度是连铸机 的重要结构参数;决定着连铸机的生产能 力,也决定了铸机半径或高度,从而对二 次冷却区及矫直区结构乃至铸坯的质量都 会产生重要影响。
L冶

Dm2 ax
4K
2 凝
vm a x
8328引锭装置281引锭装置的作用及组成引锭杆是结晶器的活底开浇前用它堵住结晶器下口浇注开始后结晶器内的钢液与引锭杆凝结在一起通过拉矫机的牵引铸坯随引锭杆连续地从结晶器下口拉出直到铸坯通过拉矫机与引锭杆脱钩为止引锭装置完成任务铸机进入正常拉坯状态
连铸连轧新技术
第二讲 连铸机设备
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2.1 弧形连铸机的几个重要参数
匀形成具有一定厚度的坯壳。结晶器采用冷却水冷却,通常称为一次 冷却。
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对结晶器的要求:
(1)良好的导热性,能使钢液快速凝固。每l kg钢水浇注成坯并冷却到室温,放 出的热量约为131410kJ/kg,而结晶器约带走5~1 0%,即67~1 3 4kJ/kg, 若板坯尺寸为2 5 0×1 7 00mm,拉速为l m/min时,结晶器每分钟带走的热量 多达2 0万kJ。而结晶器长度又较短,一般不超过l m,在这样短的距离内要能带 走大量的热量,要求它必须具有良好的导热性能。若导热性能差,会使出结晶器 的铸坯坯壳变薄,为防止拉漏,只好降低拉速,因此结晶器具有良好的导热性是 实现高拉速的重要前提。
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