唐山科技職業技術學院（成）畢業設計（論文）第1頁共30頁摘要本設計論述了方坯連鑄在國內外的發展現狀及趨勢。設計中詳細地計算和選擇了連鑄機的工藝設備參數、生產工藝流程以及車間工藝布置。為提高連鑄機生產率和提高產品質量，在設計中采用了一些新技術、新工藝和先進的設備。設計中選用弧形結晶器弧形連鑄機、鋼包回轉臺、大容量和深熔池的中間包，以及結晶器四連桿式振動、水噴嘴冷卻、五輥拉矯裝置等先進技術。本次設計題目為年產300萬噸鋼方連鑄車間的設計，為更好地實現熱送熱裝工藝，更有利于高溫鑄坯的快速輸送和提高生產率，設計的兩臺八機八流的現代化方坯連鑄機在車間內為橫向布置，連鑄機長度為27.5m,端面尺寸為165165mm，定尺長度為1200mm。所鑄的鋼種包括普碳鋼、優碳鋼、低合金鋼、硅鋼等關鍵詞：方坯連鑄機、熱裝熱送、工藝參數、橫向布置、高效連鑄唐山科技職業技術學院（成）畢業設計（論文）第2頁共29頁1概述早在十九世紀中期H.貝塞麥（H.Bessemer）就提出連續澆注液態金屬的設想。隨后還有其他人對此項技術進行過研究。但由于當時科學水平的限制，并未能用于工業生產。直到1933年，現代連鑄的奠基人S.容漢斯（S.Junghans）提出并發展了結晶器振動裝置之后，才奠定了連鑄在工業上應用的基礎。1950年容漢斯和曼內斯曼（Mannesmann）公式合作，建成世界上第一臺能澆注5t鋼水的連鑄機。60年代后，連鑄進入穩步發展時期。機型方面，70年代以來，連鑄生產技術圍繞提高連鑄生產率，改善鑄坯質量，降低連鑄坯能耗這幾個中心課題，已經有了長足的發展。80年代連鑄技術的進步，主要表現在對鑄坯質量設計和質量控制方面到一個新的水平。已逐步實現連鑄坯熱送和直接軋制，由于這一新工藝能夠大幅度地降低能耗，縮短生產周期，因而已成為目前連鑄發展的主要方向。中國是世界上開發和應用連鑄技術較早的國家之一。上世紀50年代就進行過連續鑄鋼方面的試驗研究。進入20世紀80年代末和90年代以來，寶山鋼鐵公司和鞍鋼鋼鐵公司分別在1989年和1990年投產了從日本引進的大型雙流板坯連鑄機。改革開放以來，國家對發展連鑄技術一直予以高度重視，大力發展連鑄生產和建設成為我國鋼鐵技術發展中的重要政策。唐山科技職業技術學院（成）畢業設計（論文）第3頁共29頁2主要設計原則和規劃2.1連鑄機型的選擇和特點2.1.1連鑄機設計原則（1）充分利用新廠房的總體設計選擇連鑄機機型。（2）連鑄機要實現高效化，能連續穩定的生產合格鑄坯。（3）連鑄機裝備水平按先進、實用、可靠、經濟的原則考慮。（4）連鑄機主要設備要能整體更換，離線檢修。（5）采用的工藝、技術、設備做到投產后的一定時間內，工藝流程、裝備水平和主要技術經濟指標保持同類機組的先進水平。2.1.2連鑄機機型的選擇原則（1）滿足鋼種和端面規格的要求；（2）滿足鑄坯質量的要求；（3）節省投資和環保2.1.3連鑄機機型的確定本設計采用的是弧形結晶器弧形連鑄機、五輥矯直裝置、水噴霧冷卻、鑄坯斷面尺寸165mm165mm方坯。2.2連鑄車間生產規模2.2.1鋼水供應條件轉爐：（1）氧氣頂底復吹轉爐2座（2）平均出鋼量130噸（3）最大出鋼量140噸（4）平均冶煉周期35分鐘LF精煉爐2座2.2.2生產規模兩臺八機八流方坯連鑄機生產規模為年產合格連鑄坯300萬噸。唐山科技職業技術學院（成）畢業設計（論文）第4頁共29頁3連鑄車間的平面布置3.1主要工藝參數的確定3.1.1拉速的確定連鑄機的拉速的確定主要取決于以下幾個原則：選取連鑄機的拉速必須在所澆鋼種的允許范圍之內，確保產品質量。以滿足鋼種產量的要求為前提，選取的拉速考慮和冶煉設備的生產周期匹配。連鑄機拉速要考慮鑄坯斷面尺寸、弧形半徑、冶金長度和鑄機結構特性等因素。理論拉速：理論上所能達到的最大拉速。按照結晶器出口處鑄坯最小坯殼厚度計算，根據本設計的鋼種鑄坯斷面尺寸最小坯殼厚度選取為10mm。結晶器出口處最小坯殼厚度：式中：Km-結晶器內鋼液凝固系數mm/min1/2；取20；Lm-結晶器有效長度m,0.85；計算得出：Vmax3.4mmin工作拉速根據經驗為理論拉速的85，確定工作拉速為2.8mmin3.1.2冶金長度的計算：冶金長度為連鑄機的機身長度，指從結晶器鋼液面到拉矯機最后一對輥子中心線的長度。min10maxLmKmmmV唐山科技職業技術學院（成）畢業設計（論文）第5頁共29頁式中L鑄機的冶金長度，mmaxD最大的設計鑄坯厚度，mmmaxV最大的設計拉坯速度，mminK綜合凝固系數，/minmm取30計算出冶金長度L=25.71m3.1.3作業率的確定(1)日歷時間：365(d)x24=8760h(2)鑄機計劃年檢時間：一年1次，共10d(240h)(3)鑄機計劃定期檢修時間：每周1次，共8h，全年400h年計劃工作時間：8760-240-400=8120h(4)非計劃檢修時間：連鑄機：90h(5)工序干擾停工時間：轉爐及前工序：150h連鑄機：120h加熱爐：80h連軋機：80h小計：430h(6)鑄機有效作業時間：8120-90-430=7600h(7)鑄機有效作業率：7600/（24x365）x100%=86.7%3.1.4收得率的確定收得率=澆注收得率(%)精整收得率(%)2maxmax2.4DVLKm唐山科技職業技術學院（成）畢業設計（論文）第6頁共29頁=合格板坯量/鋼水量100%=294.9/300100%=98.3%式中：鋼水量為鋼包內的鋼水量。3.1.5鋼包允許的最大澆注時間maxlog0.270.2min0.3Gtf式中：maxt-鋼包最大允許澆注時間，minG-鋼包的容量，130tf-質量系數，取113.1.6連鑄機流數的確定連鑄機流數計算公式：式中G-鋼包容量，t,130t；t-鋼包澆注時間min,一般tmaxt，t取32min；F-鑄坯斷面面積2m,0.02722m；V-此斷面下的工作拉速，m/min,2.8m/min；-鑄坯密度，7.6t/3m.本設計中N取8，車間共兩臺八機八流的方坯連鑄機。3.2連鑄機生產能力的計算3.2.1連鑄機與轉爐的匹配計算本次設計要求合格鑄坯為300萬噸。則所需鋼水量：7.012GNtFv唐山科技職業技術學院（成）畢業設計（論文）第7頁共29頁300000030518810.983Qt式中：A-鋼水收得率，0.983根據轉爐車間的生產能力：設轉爐座數為n,轉爐的公稱容量為q:3651440nqQT36514400.836305188136nq可得：nq=250t,可取n為2，q為125t。其中T為轉爐的冶煉周期，36min。所以本次設計與120噸的轉爐相匹配。3.2.2連鑄機生產能力計算1)連鑄機作業率:根據前面計算，連鑄機作業率為86.7%。2)每爐鋼水量G:本設計與公稱容量為120t的轉爐相匹配，連鑄用鋼水量平均按每爐130t計算。3)鑄坯收得率A:據連鑄設計技術規格書中經濟指標可知鑄坯收得率為98.3%。4)連澆爐數