鋼鐵冶金——連鑄機(jī)主要參數(shù)的確定

1、連鑄機(jī)主要參數(shù)確定連鑄機(jī)主要參數(shù)確定江西理工大學(xué)江西理工大學(xué) 影響連鑄機(jī)產(chǎn)量的主要因素有：澆注速度、連影響連鑄機(jī)產(chǎn)量的主要因素有：澆注速度、連澆爐數(shù)、流數(shù)、斷面尺寸、作業(yè)率等。澆爐數(shù)、流數(shù)、斷面尺寸、作業(yè)率等。 設(shè)備和鑄坯斷面一定時，連鑄機(jī)產(chǎn)量主要決定設(shè)備和鑄坯斷面一定時，連鑄機(jī)產(chǎn)量主要決定于作業(yè)率和拉速。于作業(yè)率和拉速。 一包鋼水允許的最長澆注時間可用經(jīng)驗公式計一包鋼水允許的最長澆注時間可用經(jīng)驗公式計算：算：lg0.20.3GTf其中：其中：G G：鋼包容量（：鋼包容量（t t） f f: : 鑄坯質(zhì)量系數(shù)；其值為鑄坯質(zhì)量系數(shù)；其值為10-15 10-15 。1.1.連鑄機(jī)的生產(chǎn)能力連鑄機(jī)的

2、生產(chǎn)能力澆鑄能力澆鑄能力Q Q： 指每分鐘注入結(jié)晶器內(nèi)的鋼水重量指每分鐘注入結(jié)晶器內(nèi)的鋼水重量gQ n F v 式中：式中：n: n: 鑄機(jī)流數(shù)鑄機(jī)流數(shù) F F：鑄坯斷面積；：鑄坯斷面積；m m2 2 v vg g：拉坯速度；：拉坯速度；m/minm/min ：鑄坯比重；普碳鋼：鑄坯比重；普碳鋼7.8t/m7.8t/m3 32 2）連鑄機(jī)的作業(yè)率）連鑄機(jī)的作業(yè)率為提高作業(yè)率，必須采用多爐連澆。為提高作業(yè)率，必須采用多爐連澆。按年澆注時間計算作業(yè)率按年澆注時間計算作業(yè)率01100%AA式中：式中：A A0 0: : 年澆注時間；年澆注時間；h h A A1 1：年日歷時間；：年日歷時間；8760

3、h8760h 3 3）連鑄機(jī)的年產(chǎn)量）連鑄機(jī)的年產(chǎn)量YaYa：a18760vG N FYT式中：式中：G: G: 一包鋼水的重量；一包鋼水的重量；t t N N：平均連澆爐數(shù)（一個澆注周期的爐數(shù)）：平均連澆爐數(shù)（一個澆注周期的爐數(shù)） F Fv v：鑄坯收得率；可取：鑄坯收得率；可取95-96%95-96% ：連鑄機(jī)作業(yè)率；可?。哼B鑄機(jī)作業(yè)率；可取70-80%70-80% T T1 1：澆鑄周期的時間：澆鑄周期的時間2.2.連澆爐數(shù)：連澆爐數(shù)：一般設(shè)計采用連澆爐數(shù)為一般設(shè)計采用連澆爐數(shù)為3-43-4爐。爐。3.3.澆注時間澆注時間 ： SGB Dv N 式中：式中：G: G: 平均每爐產(chǎn)鋼量；平

4、均每爐產(chǎn)鋼量；t t B B、D D：鑄坯寬度、厚度；：鑄坯寬度、厚度； ：鑄坯密度；：鑄坯密度； v v：拉坯速度；：拉坯速度；m/minm/min N N：流數(shù)：流數(shù)S4 4：連鑄機(jī)流數(shù)：連鑄機(jī)流數(shù) n n ： 為了把一包鋼水在規(guī)定時間內(nèi)澆完，有時需為了把一包鋼水在規(guī)定時間內(nèi)澆完，有時需同時澆幾根鋼坯，鋼坯的根數(shù)即鑄機(jī)的流數(shù)。同時澆幾根鋼坯，鋼坯的根數(shù)即鑄機(jī)的流數(shù)。GnT S v 式中：式中：G: G: 鋼包容量；鋼包容量；t t T T：鋼包允許的澆注時間；：鋼包允許的澆注時間；min min S S：鑄坯斷面積；：鑄坯斷面積； m m2 2 v v：拉坯速度；：拉坯速度；m/minm/

5、min ：鑄坯比重；：鑄坯比重；t/mt/m3 3鑄坯斷面、冶金長度、拉坯速度、鑄坯斷面、冶金長度、拉坯速度、鑄機(jī)弧形半徑、連鑄機(jī)流數(shù)等。鑄機(jī)弧形半徑、連鑄機(jī)流數(shù)等。 是鑄機(jī)機(jī)械設(shè)備設(shè)計的主要依據(jù)，是決定設(shè)是鑄機(jī)機(jī)械設(shè)備設(shè)計的主要依據(jù)，是決定設(shè)備性能和尺寸的基本因素。備性能和尺寸的基本因素。 鑄坯斷面尺寸規(guī)格是確定連鑄機(jī)機(jī)型和功能的設(shè)計依鑄坯斷面尺寸規(guī)格是確定連鑄機(jī)機(jī)型和功能的設(shè)計依據(jù)，鑄坯斷面尺寸受冶煉設(shè)備的容量、軋機(jī)組成、軋材據(jù)，鑄坯斷面尺寸受冶煉設(shè)備的容量、軋機(jī)組成、軋材產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)品質(zhì)量等因素的制約。產(chǎn)品規(guī)格和產(chǎn)品質(zhì)量等因素的制約。小方坯：小方坯：7070707016016016016

6、0大方坯：大方坯：200200200 200 450450450450矩形坯：矩形坯：100100150 150 400400560560板坯：板坯：150150600 600 30030026402640圓坯：圓坯：80 80 450450冶金長度：從結(jié)晶器液面到鑄坯全部凝固為止，冶金長度：從結(jié)晶器液面到鑄坯全部凝固為止， 鑄坯中線距離稱為冶金長度。鑄坯中線距離稱為冶金長度。坯殼厚度與冷卻強(qiáng)度和冷凝時間有關(guān)，由實驗可得：坯殼厚度與冷卻強(qiáng)度和冷凝時間有關(guān)，由實驗可得：kt式中：式中：坯殼厚度；：坯殼厚度； mm mm k k：冷凝系數(shù)；：冷凝系數(shù)；mm/minmm/min0.50.5 t t：

7、冷凝時間；：冷凝時間；minmineL當(dāng)當(dāng) 時，鑄坯全部凝固。（時，鑄坯全部凝固。（H為鑄坯厚度為鑄坯厚度）若：拉坯速度為若：拉坯速度為v，全部凝固所經(jīng)歷的時間為：，全部凝固所經(jīng)歷的時間為：則有：則有：影響冶金長度的因素有：鑄坯厚度、拉坯速度、冷凝強(qiáng)度影響冶金長度的因素有：鑄坯厚度、拉坯速度、冷凝強(qiáng)度2H eeLtv22eHLvk：連鑄機(jī)每分鐘拉出鑄坯的長度。（連鑄機(jī)每分鐘拉出鑄坯的長度。（m/min) 結(jié)晶器出口處坯殼厚度為：結(jié)晶器出口處坯殼厚度為：0kt（mm）若結(jié)晶器的有效長度為若結(jié)晶器的有效長度為 ，拉速為，拉速為 : 則：0/ mtlvmlv式中：式中： ：為結(jié)晶器有效長度。：為結(jié)晶

8、器有效長度。ml將將 帶入有：帶入有：2 mkvl若?。喝羧。簞t最大拉坯速度為：則最大拉坯速度為： 2maxmkvl（ ：為安全坯殼厚度）：為安全坯殼厚度）0t 安全坯殼厚度通常為：安全坯殼厚度通常為：方坯：板坯、扁坯： 10mm 15 20mm連鑄機(jī)弧形半徑指鑄機(jī)的連鑄機(jī)弧形半徑指鑄機(jī)的外弧外弧半徑。半徑。 當(dāng)鑄機(jī)弧形半徑大時，鑄機(jī)高度增加，重量增加；當(dāng)鑄機(jī)弧形半徑大時，鑄機(jī)高度增加，重量增加；當(dāng)鑄機(jī)弧形半徑小時，鑄機(jī)尺寸、重量變小，但過當(dāng)鑄機(jī)弧形半徑小時，鑄機(jī)尺寸、重量變小，但過小的弧形半徑在矯直時由于延伸率過大而產(chǎn)生裂紋。小的弧形半徑在矯直時由于延伸率過大而產(chǎn)生裂紋。因此，鑄機(jī)弧形半徑大

9、小應(yīng)針對不同的鑄坯斷面，澆因此，鑄機(jī)弧形半徑大小應(yīng)針對不同的鑄坯斷面，澆鑄的鋼種等因素，選擇最佳半徑，其值大小可根據(jù)理鑄的鋼種等因素，選擇最佳半徑，其值大小可根據(jù)理論計算來確定。論計算來確定。 在矯直區(qū)鑄坯必須全部凝固，在此條件下矯在矯直區(qū)鑄坯必須全部凝固，在此條件下矯直稱固相矯直。直稱固相矯直。在確定鑄機(jī)弧形半徑時，必須滿足條件：在確定鑄機(jī)弧形半徑時，必須滿足條件：（1 1）鑄坯由矯直而產(chǎn)生的應(yīng)變不應(yīng)超過許用值；）鑄坯由矯直而產(chǎn)生的應(yīng)變不應(yīng)超過許用值；（2 2）在矯直區(qū)必須全部凝固；）在矯直區(qū)必須全部凝固；1) 1) 由應(yīng)變確定鑄機(jī)半徑：由應(yīng)變確定鑄機(jī)半徑：則有則有： ； (m) 10.5H

10、R式中：式中：固相矯直許用應(yīng)變。主要取決于澆鑄鋼種、 鑄坯溫度及對鑄坯表面質(zhì)量多要求等。 1普通碳鋼、低碳鋼：普通碳鋼、低碳鋼： 1.5 2% 將此值代入，則有：將此值代入，則有：25 33.3 RH2) 2) 校核鑄坯是否完全凝固：校核鑄坯是否完全凝固：. .鑄坯中線距離鑄坯中線距離 L Lc c 有：有： 222mclHLR( ( ：結(jié)晶器有效長度：結(jié)晶器有效長度) )ml為使鑄坯進(jìn)入矯直區(qū)時全部凝固，必須有：為使鑄坯進(jìn)入矯直區(qū)時全部凝固，必須有：ceLL即：即：22222mlHHRVk1）因固相矯直不可能實現(xiàn)高拉速，為提高鑄機(jī)生產(chǎn)能 力，提出帶液矯直方法。2）隨著拉速的提高，連鑄坯帶液心

11、通過矯直點，而兩 相區(qū)界面坯殼的強(qiáng)度和允許應(yīng)變極低，如果采用單 點矯直，勢必產(chǎn)生內(nèi)裂。因此，開發(fā)了多點矯直技 術(shù)，將總的應(yīng)變分散 到每一矯直點的應(yīng)變分量中去。3）每矯直一次，鑄機(jī)弧形半徑大一次，直到矯直為止， 因而在矯直過程中采用多個半徑：12 n12nRRR4）矯直次數(shù)的確定由由R0 0矯直到矯直到R，總的應(yīng)變，總的應(yīng)變?yōu)椋簽椋?2HR矯直次數(shù)矯直次數(shù)n為：為： 2n一般取一般取35次。次。液心一點矯直液心一點矯直理想彎曲變形理想彎曲變形 內(nèi)弧坯殼伸長內(nèi)弧坯殼伸長 外弧坯殼縮短外弧坯殼縮短 中性軸線與幾何中心重合，長度不變中性軸線與幾何中心重合，長度不變 矯直變形時內(nèi)弧坯殼兩相區(qū)為矯直變形時內(nèi)弧坯殼兩相區(qū)為易裂區(qū)易裂區(qū)矯直應(yīng)變矯直應(yīng)變計算計算0000222%100RHRHCBBARBCHRABABABBC由于由圖可知%2 . 01 . 02222202vLkHHRc則若取經(jīng)過驗證帶液心一點矯直可經(jīng)過驗證帶液心一點矯直可能出現(xiàn)裂紋能出現(xiàn)裂紋/出現(xiàn)很大的弧形出現(xiàn)很大的弧形半徑半徑液心多點矯直液心多點矯直模型模型取任意取任意兩個矯兩個矯直段分直段分析析kkkkkkkkkkkkkkkkkHRHRRRRHRCBHRBABABACB22122%100111111111121211112112112kkkkkkkkkkHRRHRRHR