连铸工艺与设备

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图1-1 弧形连铸工 艺流程和设备 1-钢包;2-中间包 ;3-结晶器及振动 装置;4-电子搅拌 器;5-二冷区支导 装置;6-拉矫机; 7-切割装置;8-辊 道;9-坯料
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弧形连铸工艺流程和设备
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2.2 连铸设备组成简介
主体设备主要包括:浇铸设备—钢包运载设备、钢 包回转台、中间包及中间包小车或旋转台、结晶器 及振动装置、二次冷却装置、拉矫装置、引锭链、 脱锭与引锭链存放装置;切割设备—火焰切割机与 机械剪切机(摆式剪切机、步进式剪切机等)。 辅助设备主要包括:出坯及精整设备—辊道、拉(推) 钢机、翻钢机、火焰清理机等;工艺性设备—中间 包烘烤装置、吹氖装置、脱气装置、保护渣供给与 结晶润滑装置等;自动控制与测量仪表—结晶器被 面测量与显示系统、过程控制计算机、测温、测重、 测长、测速、测压等仪表系统。
中间包滑动水口示意图
l一上固定滑板;2—活动滑板; 3一下固定滑板; 4一浸入式水口;5一滑动水口 箱体;6—结晶器; 7一连杆;8—液压缸; 9一中间包
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2.2.5 滑动水口
滑动水口的主要特点是减少了工作件与钢水的接 触面,极大地改善了用以控制钢流的耐火材料的使 用条件,因此它工作安全可靠,使用寿命长,能精 确控制钢流,有利于实现远距离操作和自动控制。 滑动水口还可实现封闭浇注,防止钢水二次氧化, 改善铸坯质量。
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2.2.2 中间包的结构特点
中间包是钢包与结晶器之间的中间贮存容器,它 有贮钢、稳流、缓冲、分流(多流连铸机)和分渣的 作用,是实现多流连浇的基础。 中间包是由钢板焊结的壳体,其内衬有隔热层; 永久层和工作层,近年来为提高中间包使用寿命, 在工作层上喷涂一层10~30mm厚的碱性耐火材料 涂层。为了钢水保温,在上部设置有中间包盖。 中间包容量一般取钢包容量的20%~40%,为了多 炉连浇,中间包容量还必须大于更换钢包期间浇注 的钢水量。中间包钢水深度为600~1000mm。 中间包形状有长方形、三角形等。
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钢包回转台
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钢包回转台
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2.2.1 钢包回转台
钢包升降有电机驱动和液压驱动两种形式,升降 行程0.6~lm,升降速度0.5~2m/min。 回转固定装置的作用是保证钢包在浇注时有准确 定位,并不致在外力冲击下产生位移。 由于偏载和回转造成巨大的倾翻力矩,通过地脚 螺栓传递到基础上,因此必须高度重视地脚螺栓的 设计。通常将地脚螺栓和锚固框架组成一个整体结 构,以抵抗强大的倾翻力矩。为使地脚螺栓在变载 荷下不致于松动,可使用预应力高强度螺栓。
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2.2.2 中间包
2) 连浇作用。在多炉连浇时,中间包存储的钢液在 换盛钢桶时起到衔接的作用。 3) 减压作用。盛钢桶内液面高度有5~6m,冲击力 很大,在浇铸过程中变化幅度也很大。中间包液面 高度比盛钢桶低,变化幅度也小得多,因此可用来 稳定钢液浇铸过程,减小钢流对结晶器凝固坯壳的 冲刷。
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2.2.1 钢包回转台
钢包回转台按转臂旋转方式不同,可分为两大类: 一类是两个转臂可各自作单独旋转,另一类是两臂 不能单独旋转。这种型式的回转台操作灵活,但结 构复杂,制造和维修困难,制造成本高。这种、型 式由于两个转臂可各自独立旋转,因而可以实现一 个转臂在一边浇注钢水的同时,另外一个转臂能够 在任何角度上接受钢包。但这种型式只有在工艺上 有特殊要求时才采用。
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2.2.1 钢包回转台
功能 钢包回转台将从精炼跨接受的钢包回转到浇注跨, 为连铸机提供钢水,实现多炉连浇,提高连铸机作 业率。 位置 位于浇铸平台的混凝土基础上。
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2.2.2 中间包
中间包是短流程炼钢中用到的一个耐火材料容器, 首先接受从钢包浇下来的钢水,然后再由中间包水 口分配到各个结晶器中去。 中间包是连铸机钢水包和结晶器之间钢水过渡的 装置,用来稳定钢流,减小钢流对坯壳的冲刷,以 利于非金属夹杂物上浮,从而提高铸坯质量。通常 认为中间包起以下作用: 1) 分流作用。对于多流连铸机,由多水口中间包对 钢液进行分流。
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2.2.3 中间包车结构特点
4) 称量功能:浇钢过程中,中间包中钢水重量应 能显示。 根据以上工艺对中间包车的要求,在中间包车 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。
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2.2.6 中间包塞棒机构(数量8套)
功能:浇铸过程中能自动或手动控制钢液的流量。 位置:在中间包上。 塞棒控制是通过塞棒控 制机构控制塞棒上下运 动,以达到开闭水口调 节钢水流量为目的,塞 棒机构如左图所示,通 过操纵拨杆1使扇形齿轮 5转动,带动升降杆2上 下移动,从而带动横梁3 和塞杆上下运动,以达 到关闭和开启水口调节 塞棒机构 l一拨杆,2一升降杆,3—横梁; 钢水流量的目的。
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连铸工艺和设备
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2.2.1 钢包回转台(数量1台)
钢包回转台:设在连铸机浇铸位置上方用于运载钢 包过跨和支承钢包进行浇铸的设备。由底座、回转臂、 驱动装置、回转支撑、事故驱动控制系统、润滑系统 和锚固件6部分组成(回转部分、固定部分、润滑系统 和电控系统)。 回转部分由回转环、“H”型回转臂、钢包升降装置、 加保温盖装置以及回转驱动装置所组成。由于回转速 度较低(0.5~1r/min),速比大,所以回转驱动的大齿 轮广泛采用柱销齿圈,它结构简单、维修方便、造价 低廉。
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2.2.9 结晶器
在连续铸造、真空吸铸、单向结晶等铸造方法中, 使铸件成形并迅速凝固结晶的特种金属铸型。结晶 器是连铸机的核心设备之一,直接关系到连铸坯的 质量。
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2.2.10 事故保护装置
功能 收集和存放渣以及从中间包溢流出来的钢水。保护钢 包回转台,中间包车,结晶器。 位置 在浇铸平台上。 结构 溢流箱位置靠近浇铸时的中间包,收集从中间包溢流 槽中流出的钢水。两个渣箱位于中间包停放位置的下 面,收集渣和滴下来的钢液。溜槽放置在钢包事故旋 转的范围中,收集从钢包滑动水口流出的钢水。这三 个设备都由钢板焊接成,内衬耐火材料。
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2.2.13 结晶器液压振动装置(数量4套)
功能 通过振动台支撑结晶器,使结晶器沿相应于浇铸半径 的弧度作弧形振动。 位置 在结晶器外部,浇铸平台下。
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2.2.14 二冷固定扇形段 (数量4套)
功能 支撑和导向结晶器与拉矫机之间的铸坯和开浇时的引 锭杆。 位置 结晶器与拉矫机之间。 结构 二冷固定扇形段由支撑框架,热保护装置,外弧支撑 辊,内弧压辊确保各种铸坯的冷却控制。此扇形段为 固定段。
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2.2.2 中间包
4) 保护作用。通过中间包液面的覆盖剂,长水口以 及其他保护装置,减少中间包中的钢液受外界的污 染。 5) 清除杂质作用。中间包作为钢液凝固之前所经 过的最后一个耐火材料容器,对钢的质量有着重要 的影响,应该尽可能使钢中非金属夹杂物的颗粒在 处于液体状态时排除掉。 中间包烘烤上升下降wenku.baidu.com中包车右行,前后,上下
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2.2 连铸设备组成简介
连续铸钢设备必须适应高温钢水由液态变成液-固 态,又变成固态的全过程。其间进行着一系列比较 复杂的物理与化学变化。显然,连续铸钢具有连续 性强、工艺难度大和工作条件差等特点。因此生产 工艺对机械设备提出了较高的要求,主要有:设备 应具有抗高温、抗疲劳强度的性能和足够的刚度, 制造和安装精度要高,易于维修和快速更换,要有 充分的冷却和良好的润滑等。
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2.2.4 中间包及盖(数量2台)
功能 分配从钢包流出的钢水到结晶器,并且稳定 和纯净钢水。盖能减小钢水的温降。 位置 在中间包小车上。
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2.2.5 滑动水口
滑动水口是安装在钢包和中间包底部以实现调节钢 水流量的装置。下图为中间包滑动水口,它安装在中 间包底部,通过液压缸8带动活动滑板2移动,从而使 它与上下固定滑板1、3进行相对错位来实现调节钢流。
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2.2.11 二冷室
二冷室设置在浇铸平台下。二冷室用做收集铸坯冷 却过程中产生的蒸汽以便于蒸汽的排出。二冷室上有 多个开孔连接蒸汽排出系统。
2.2.12 结晶器和足辊
数量4 套 1) 功能 结晶器使钢水生成带液芯的坯壳。足辊起托住坯壳, 并按规定的半径导向坯壳。 2) 位置 插在振动台上结晶器的支承壳座中。
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) 运行功能: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; 2) 升降和微调功能: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; 3) 使钢水溢流出去的功能:在浇钢过程中偶遇事故 时,需将中间包中钢水放掉;
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2.1 连铸机的工艺流程
为防止铸坯壳被拉断漏钢和减少结晶器中的拉坯阻力, 在浇铸过程中既要对结晶器内壁润滑又要它做上下往 复振动。 铸坯被拉出结晶器后,为使其更快地散热,需进行喷 水冷却,称之为二次冷却,通过二次冷却支导装置的 铸坯逐渐凝固。这样,铸坯不断地被拉出,钢水连续 地从上面注入结晶器,便形成了连续铸坯的过程。 当铸坯通过拉坯机、矫直机(立式和水平式连铸不需 矫直)后,脱去引锭杆。完全凝固的直铸坯由切割设 备切成定尺,经运输辊道进入后步工序。
4一塞棒砖支承杆;5一扇形齿轮16一调整机构 28/74
2.2.7 事故闸板(数量8套)
功能 在塞棒控制失效情况下(有结晶器溢流的危险)截断 中间包水口。 位置 在中间包底面。
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2.2.8 钢包长水口机械手(数量2套)
功能 在钢包和中间包 之间将长水口氩 封环装在钢包滑 动水口下,防止 钢水氧化。 位置 放置在 中间包车上。
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2.2.1 钢包回转台
钢包回转台是连铸机的关键设备之一,起着连接 上下两道工序的重要作用。钢包回转台的回转情况 基本上包括两侧无钢包、单侧有钢包、两侧有钢包 三种情况,而单个钢包重量已超过140吨。三种情 况下,钢包回转台受力有很大不同,但无论在何种 情况下,都要保证钢包回转台的旋转平稳,定位准 确,起停时要尽可能减小对机械部分的冲击,为减 少中间包液面波动和温降,要缩短旋转时间。
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二流方坯连铸机中间包
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2.2.3 中间包车(数量2台)
功能 中间包车用于把中间包从预热位置运到浇注位置或 从浇注位置运到预热位置,中间包车可以升降及横 向微调对中中间包,以便使浸入式水口与结晶器对 中并插入结晶器内。 位置 在浇铸平台上。
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2.2.3 中间包车结构特点
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2.2.1 钢包回转台
在变频器的容量选择上,留有余地,即比电机功 率加大一级。同时利用变频器的S曲线加速功能, 通过调整S曲线保证加、减速曲线平滑快速,减少 对减速机的冲击,再通过PLC判断变速限位、停止 限位实现旋转过程中高、低速自动变换及到位停车, 同时满足了对旋转时间和平稳运行的要求。 旋转方式:顺时针、逆时针、旋转。
连铸工艺与设备 2. 连铸的工艺流程与设备
课程编号:01014901 课程类型:选修课

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学 分:2
开课对象:材料成型及控制工程专业本科生
先修课程:认识实习、机械设计、金属学、生产实习
2011.3.22
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2.1 连铸机的工艺流程
由炼钢炉炼出的合格钢水经炉外精炼处理后,用钢 包运送到浇铸位置注入中间包,通过中间包注入强 制水冷的铜模—结晶器内。 结晶器是无底的,在注入钢水之前。必须先装上一 个“活底”,它同时也起到引出铸锭的作用,这个 “活底”就称为引锭杆。注入结晶器的钢水在迅速 冷却凝固成形的同时,其前部与伸入结晶器底部的 引锭杆头部凝结在一起。引锭杆的尾部则夹持在拉 坯机的拉辊中,当结晶器内钢水升到要求的高度后, 开动拉坯机,以一定的速度把引锭杆(牵着铸坯)从结 晶器中拉出。
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