連鑄大包滑動水口液壓系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計開題報告

1、安徽工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計開題報告課題名稱連鑄大包滑動水口液壓系統(tǒng)設(shè)計學(xué) 院機械工程學(xué)院專 業(yè)機械設(shè)計制造及其自動化姓 名學(xué) 號指導(dǎo)老師開題日期：2012年2月13日設(shè)計題目：連鑄大包滑動水口液壓系統(tǒng)設(shè)計一、 課題簡介大包滑動水口液壓回路控制大包滑動水口的開閉，而大包滑動水口是連鑄的關(guān)鍵設(shè)備之一。該文簡要闡述了大包滑動水口的組成及工作原理，并詳細介紹了根據(jù)工藝要求來設(shè)計的液壓回路。主要包括系統(tǒng)的設(shè)計與計算以及元件的選型，該系統(tǒng)要使滑動水口在一定負載下按給定速度打開與閉合，并能實現(xiàn)點動，以控制水口開度的大小，從而控制鋼水流下的速度，同時考慮到突然停電的情況，系統(tǒng)中設(shè)置了蓄能器，使系統(tǒng)在泵停止工作時，滑

2、動水口仍能開關(guān)兩到三次，從而防止鋼水在鋼包中冷卻凝固。關(guān)鍵詞：連鑄、活動水口、液壓系統(tǒng)、設(shè)計二、選題背景及意義在推廣氧氣轉(zhuǎn)爐煉鋼之后，鋼鐵工業(yè)飛速發(fā)展，軋鋼生產(chǎn)發(fā)展得很快, 鑄錠與煉鋼的矛盾日趨尖銳。連續(xù)鑄鋼技術(shù)的應(yīng)用, 使整個鋼鐵工業(yè)發(fā)生了革命性的轉(zhuǎn)變, 所以有人曾說過：“爐外精煉、森吉米爾軋機和連鑄是當(dāng)代鋼鐵工業(yè)中三項最重要的新技術(shù)。”大包滑動水口是連鑄的關(guān)鍵設(shè)備之一，滑動水口是安裝在鋼包底部的裝置,一千多度的鋼水,就是經(jīng)過它進入中間包或激振器內(nèi),滑動水口可以隨時開閉,起到控制鋼溫、調(diào)節(jié)鋼流的作用,保護著鋼包下面的設(shè)備和操作人員的安全。從塞棒式控制鋼流開始,逐步發(fā)展到裝在包外的滑動水口機構(gòu)

3、,從剛性機構(gòu)發(fā)展到穩(wěn)定的彈性機構(gòu),安全性大幅提高?，F(xiàn)在,國內(nèi)各大鋼廠越來越多地使用先進的滑動水口,但多數(shù)是進口的,國產(chǎn)化程度還有待提高。所謂滑動水口,就是利用安裝在鋼包底部鐵殼外面的兩塊用耐火材料制成的平板(上面的稱上滑板,下面的稱下滑板),并依靠機械的力量把兩塊板靠緊,達到近乎沒有間隙的程度。通過外部的驅(qū)動力量,移動下滑板,使上、下滑板產(chǎn)生平行位移,由于上、下滑板上都有同樣大小的注孔,且上滑板注孔連接上水口磚,直通鋼包內(nèi)鋼水,下滑板注孔連接下水口磚。當(dāng)上、下注口在移動中重合時,鋼包內(nèi)鋼水,可通過上水口磚、上滑板、下滑板、下水口磚流出,進行澆注作業(yè)。當(dāng)上、下注孔錯開時,則注口關(guān)閉,澆注作業(yè)停止

4、。由于滑板的移動是和水口連接在一起進行的,所以稱之為滑動水口。滑動水口的驅(qū)動方式可分為：人力驅(qū)動、液壓驅(qū)動、電動缸驅(qū)動、風(fēng)動缸驅(qū)動。鋼水包滑動水口液壓系統(tǒng)設(shè)計來源于某工廠的實際工程，鑒于鋼包的高溫和惡劣的工作環(huán)境以及隨著鋼包的不斷增大，使人為控制滑動水口越來越困難，從而誕生了液壓驅(qū)動的滑動水口機構(gòu)。該系統(tǒng)的誕生與應(yīng)用提高了生產(chǎn)效率，方便了工人操作，調(diào)高了鋼廠自動化水平。在實際生產(chǎn)中，滑動水口開度需經(jīng)常調(diào)整，動作比較頻繁，如果壓力不足，水口無法打開或關(guān)閉，除無法澆鑄生產(chǎn)外，更嚴重的是，在澆鑄中因事故停澆時，大包水口若不能關(guān)閉，將使中間包溢鋼而燒毀設(shè)備，甚至?xí)斐扇松韨鍪鹿拾l(fā)生。因此，設(shè)計合理可

5、靠的大包滑動水口液壓系統(tǒng)非常重要。三、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析（一）連鑄及滑動水口的發(fā)展本世紀(jì)30年代德國和原蘇聯(lián)進行過連續(xù)澆鑄的研究。1946年美、英等國第一批工業(yè)性試驗連續(xù)澆鑄裝置問世。50年代原西德、奧地利、英國、原蘇聯(lián)相繼研制成功了立式連鑄機, 并應(yīng)用于實際生產(chǎn)。60年代出現(xiàn)了弧形連鑄機, 至1960年末已有15個國家擁有連鑄設(shè)備31臺, 年產(chǎn)能力130萬t。70年代以石油危機為契機, 世界上所有產(chǎn)業(yè)都力求節(jié)能。由于連鑄既是節(jié)能, 又是擴大生產(chǎn)能力的重要措施, 日、歐美各國大量新建, 中等發(fā)達國家和發(fā)展中國家也相繼引進連鑄機。隨著鋼水處理、澆鑄工藝、設(shè)備結(jié)構(gòu)及檢測、控制技術(shù)不斷完善, 連鑄技

6、術(shù)在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展。1980年末連鑄機已普及到76個國家, 擁有各種類型連鑄機969臺, 年產(chǎn)能力猛增至3.13億t 。80年代, 新建連鑄機的勢頭不減,在歐美, 部分高爐、轉(zhuǎn)爐、軋機等生產(chǎn)設(shè)備被關(guān)閉, 而連鑄機作為鋼鐵工業(yè)現(xiàn)代化的象征卻越建越多。1990年末, 擁有連鑄機的國家和地區(qū)已達89個, 擁有各種類型連鑄機1360臺, 年生產(chǎn)能力5.58億t。在日本, 新日鐵公司的右煙、光、大分廠, 日本鋼管公司的福山廠川崎鋼鐵公司的千葉廠均實現(xiàn)了全連鑄, 連鑄技術(shù)日臻完善。目前, 用現(xiàn)有的設(shè)備已能將全世界的鋼產(chǎn)量全部實現(xiàn)連鑄，設(shè)備制造業(yè)的主要活動不再是生產(chǎn)新鑄機, 而是改造現(xiàn)有設(shè)備、提高連鑄機

7、的利用率。60年代后期在世界范圍內(nèi),由于連鑄生產(chǎn)的的發(fā)展和爐外精煉工藝的開發(fā),因而延長了鋼水在鋼包內(nèi)的停留時間,使得原有的塞棒式澆注工具無法滿足連鑄和爐外精煉的要求。同時澆注工藝也要求提供準(zhǔn)確、迅速、安全、可靠的澆注工具,因而促進了滑動水口澆注工藝的研究開發(fā)?；瑒铀跐沧⒐に?作為一項新技術(shù),是在19世紀(jì)末期,首先在美國,根據(jù)磨面的兩個磨盤移動原理開發(fā)成功,并取得了專利。但由于當(dāng)時,很難提供所需配套的高級耐火材料,因而使這項新技術(shù)未能及時推廣使用。直到20世紀(jì)60年代,隨著耐火材料制造工藝的發(fā)展,為滑動水口提供了較理想的材料,同時連鑄工藝又迫切需要,這才促成了滑動水口澆注工藝的全面發(fā)展。年代初

8、,美國首先研制成功了弗洛康(Flocon)滑動水口。之后,瑞士研制成功了英特斯特普(INTERSTOP)和梅塔肯式(METACON)滑動水口。1969年日本咼川百煉公司首先引進了瑞士的梅塔肯式滑動水口,而后開發(fā)了三菱梅塔肯式滑動水口系列。新日鐵和黑崎密業(yè)于1974年,引進了美國弗洛康式滑動水口,隨后開發(fā)了YP式系列滑動水口并在廣泛使用。我國滑動水口研制工作起步也很早。1940年,北京民間就有利用此原理制造的水車(運水工具)。而真正的研制工作是從1958年開始的,鞍鋼首先提出了外上塞棒和旋轉(zhuǎn)塞頭的設(shè)想。雖然當(dāng)時因各種原因未能成功,但實踐證明這種思路是正確的,其先進性甚至超過了現(xiàn)今的滑動水口。直到

9、1965年后全國各地都開始了滑動水口的生產(chǎn)試驗,70年代才真正在各大鋼廠正式使用?；瑒铀诠に囈言谌澜绶秶鷥?nèi)得到普及。（二）國內(nèi)的滑動水口液壓系統(tǒng)發(fā)展我國在鋼包上也基本上都安裝了滑動水口。但應(yīng)該承認,我國滑動水口和世界水平還有一定距離。不過,近幾年的發(fā)展,已與世界水平相接近,并已出口到其他國家。在國內(nèi)，滑動水口液壓系統(tǒng)發(fā)展雖然起步較晚，但經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已接近國際領(lǐng)先水平，滿足工業(yè)實際要求。如寶鋼i900板坯連鑄機是中日聯(lián)合設(shè)計制造的大型板坯機，是目前我國生產(chǎn)規(guī)模最大，自動化程度最高，工藝技術(shù)裝備最先進的連鑄機。該機滑動水口液壓伺服系統(tǒng)滿足一下要求：（1） 滑動水口有快速和慢速開閉的要求;

10、（2）當(dāng)事故斷電或其它原因要停止?jié)茶T時，緊急關(guān)閉滑動水口，切斷鋼包的鋼水流入中包;（3）大包在澆鑄位置時，要求在滿足澆鑄條件時，能打開和關(guān)閉滑動水口;（4）大包轉(zhuǎn)離澆鑄位置或在等待位置時，要確保滑動水口液壓缸要處于關(guān)閉狀態(tài)。 四、本課題的任務(wù)與基本要求、設(shè)計內(nèi)容（一）本課題的任務(wù)1.文獻檢索與綜述。連鑄的工藝及設(shè)備、滑動水口的工作原理及作用、滑動水口液壓系統(tǒng)的要求。2.滑動水口液壓系統(tǒng)工況分析，明確設(shè)計依據(jù)。3.確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)，初選液壓系統(tǒng)、計算液壓缸尺寸、計算液壓缸所需流量等。4.擬定液壓系統(tǒng)圖。5.液壓元件的選擇和專用件的設(shè)計。6.液壓系統(tǒng)性能驗算。7.液壓裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計、編制技術(shù)文

11、件。8.說明書不少于45頁、5000字英文文獻翻譯、300字中英文摘要。CAD部件設(shè)計圖不少于2張A0（其中手繪1張A1圖）。（二）本課題基本要求 1.液壓系統(tǒng)原理圖合理正確，執(zhí)行機構(gòu)能滿足實際動作需求。 2.液壓系統(tǒng)參數(shù)計算原理正確，結(jié)果合理。 3.液壓原件的選擇正確規(guī)范，控制性能較好，經(jīng)濟性較強。 4.液壓系統(tǒng)性能較好，包括壓力損失較小、系統(tǒng)效率高、液壓沖擊小和系統(tǒng)發(fā)熱量較小等。 5.專用件設(shè)計結(jié)構(gòu)性良好，安全可靠 6.零件圖符合使用和制造工藝要求。 （三）設(shè)計內(nèi)容組成 1.說明書（1）說明書內(nèi)容依次為：封面、畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，中文摘要（300字以內(nèi)）英文摘要（250實詞以內(nèi)）；目錄、正文（

12、1，1.1，1.1.1）、結(jié)論、致謝、參考文獻、附錄（附錄1：程序清單及其符號說明和使用說明。附錄2：文資料翻譯，要保留英文原文）。（2）正文1萬字以上，全部為打印稿，小四號字。2圖紙要求圖紙主要包括：泵站裝配圖、泵電機組合裝配圖、閥臺裝配圖、郵箱零件圖、支架零件圖、系統(tǒng)原理圖等。3.工作日志要求在其上寫草稿！包括老師的指導(dǎo)記錄，并要求老師檢查簽字。4. 其它外文資料（英文原文4到5頁，注意一定為復(fù)印件）的譯文不少于5000漢字，用400格稿紙譽清或計算機打印，并與原文一起裝訂成冊。報告（論文）或軟件說明書的字數(shù)在1萬字以上，含300字以內(nèi)的中文摘要及外文摘要。開題報告：包括工作任務(wù)分析、調(diào)研

13、報告、文獻綜述或現(xiàn)場實習(xí)、方案擬定與分析及實施計劃等，開題報告必須單獨裝訂。五、預(yù)計可能遇到的困難，提出解決問題的方法1.預(yù)計可能遇到的困難（1）液壓系統(tǒng)原理圖的設(shè)計 在之前的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)過基本液壓回路的原理和大型機械設(shè)備液壓系統(tǒng)的分析，但尚未涉及到液壓系統(tǒng)的設(shè)計。需要將之前所學(xué)知識整合、總結(jié)，了解液壓系統(tǒng)的設(shè)計過程。（2）原件的選型 液壓系統(tǒng)的設(shè)計涉及到液壓原件的選擇，比如液壓泵、溢流閥、換向閥的選擇問題，這是之前未接觸過的。（3）圖紙的畫法 完整液壓系統(tǒng)原理圖的畫法需要重新學(xué)習(xí)，和之前所學(xué)機械零件的原理圖和裝配圖有所區(qū)別。2解決問題的辦法以上問題都可以通過查看相關(guān)參考書、工具書，詢問指

14、導(dǎo)老師、同學(xué)得到解決。六、完成本課題所需工作條件（如工具書、PC、試驗、等）1.工具書機械設(shè)計手冊、液壓傳動系統(tǒng)、工程液壓機械等。2.軟件Word2003、pdf、AutoCAD2007等。七、設(shè)計工作量及預(yù)期進度2.13-2.28：收集資料、參觀實習(xí)、研讀資料，計劃安排2.29-3.07：方案設(shè)計3.08-3.15：設(shè)計計算3.16-4.16：圖紙設(shè)計4.17-4.30：驗算與修改5.01-5.15：說明書撰寫5.16-6.04：圖紙打印，說明書裝訂，答辯準(zhǔn)備PPT八、文獻綜述（參考文獻）1石守興.滑動水口綜述A.冶金設(shè)備，2001（10）：22-252童代義,柏峰.大包滑動水口液壓回路設(shè)計及優(yōu)化改進B.液壓與氣動，2011（3）：98-1003劉會領(lǐng)，汪勇波，李艷.鋼包滑動水口液壓系統(tǒng)的改進設(shè)計A.安徽工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2007（24）：247-2494段連棟,王峰. 滑動水口液壓系統(tǒng)改造B.液壓與氣動，2007（2）：845梅金波.連鑄中間包滑動水口液壓站的改進.浙江冶金，2002（4）：12-146姚建青，趙春禾，吳