軋機(jī)的主傳動設(shè)計

內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） I 目錄 摘要 1 . 一章：緒論 . 3 .國內(nèi)外連鑄技術(shù)的發(fā)展及我國與世界連鑄技術(shù)的差距 .連鑄機(jī)的類型 .鑄車間工藝及設(shè)備、綜合評述鋼包回轉(zhuǎn)臺 .連鑄工藝流程 .連鑄生產(chǎn)設(shè)備 17 18 18 18 19 20 20 第二章：初步確定方案 .知條件 20 計題目 . 技術(shù)參數(shù)及性能 .案的總體布置形式 21 轉(zhuǎn)臺具體部件設(shè)計方案的確定 . 鋼包旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方式 . 鎖緊方式 . 鋼包蓋的升降裝置 . 長水口機(jī)械手動作方式 . 鋼包升降驅(qū)動方案 .三章：回轉(zhuǎn)功率的計算及電動機(jī)的選取 .包回轉(zhuǎn)功率的計算 25 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 基本數(shù)據(jù)的計算 . 情況 I 的回轉(zhuǎn)功率計算 27 況 回轉(zhuǎn)功率計算 . 情況 回轉(zhuǎn)功率計算 動機(jī)和氣動馬達(dá)的選擇 31 動機(jī)的選擇 . 馬達(dá)的選擇 .速器的設(shè)計 32 定減速器的結(jié)構(gòu) . 各級減速傳比的確定 . 各級減速齒輪動基本參數(shù)的確定 .四章：回轉(zhuǎn)臺主要構(gòu)件分析 .回轉(zhuǎn)臂進(jìn)行分析 38 柱回轉(zhuǎn)支承 38 向滾柱的分析 . 軸向滾柱的分析 .腳螺栓設(shè)計與計算 42 第五章：銷齒傳動的設(shè)計與計算 .輪軸轉(zhuǎn)矩的計算 45 材及許用 應(yīng)力的確定 45 齒直徑的確定 46 核齒輪彎曲強(qiáng)度 47 定尺寸 47 第六章：液壓系統(tǒng)的計算與設(shè)計 .壓系統(tǒng)主要參數(shù)計算 48 選系統(tǒng)壓力 . . 計算液壓缸的主要結(jié)構(gòu)尺寸 . 計算液壓馬達(dá)的排量 . . 計算液壓執(zhí)行元件實際工作壓力 . .蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 選取升降液壓缸 .定系統(tǒng)方案和擬定液壓原理圖 . .壓閥的 選擇 .管內(nèi)徑的選擇 52 定油箱的有效容積 52 壓系統(tǒng)性能計算 52 算回路中的壓力損失 .）沿程損失 52 2）局部壓力損 失 53 量傳感器的形式選擇與容積計算 54 升液壓缸球絞應(yīng)力計算 54 第七 章 ： 設(shè)備操作安裝與維修 .包回轉(zhuǎn)臺的操作 .些設(shè)備的安裝 . 滾柱旋轉(zhuǎn)軸承的安裝與維修 提升缸的安裝與拆卸 . 結(jié)束語 .考文獻(xiàn) .蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 1 摘 要 鋼包回轉(zhuǎn)臺是現(xiàn)代連鑄生產(chǎn)中的主要設(shè)備之一，它的作用是支撐和運(yùn)載鋼包，實現(xiàn)多爐澆注。旋轉(zhuǎn)臺上有兩個用來支撐的 U 型支撐臂，每個 U 型支撐臂的叉口上安裝有兩個受包 座，在每個受包座下裝有稱量用的稱量傳感器，用以顯示鋼水的質(zhì)量。為給鋼水保溫，旋轉(zhuǎn)臺上方的立柱還裝有鋼包加蓋裝置，它可以單獨旋轉(zhuǎn)和升降。 此次設(shè)計任務(wù)是以包鋼連鑄車間現(xiàn)有的鋼包回轉(zhuǎn)臺為例進(jìn)行設(shè)計，主要介紹了蝶式旋轉(zhuǎn)式鋼包回轉(zhuǎn)臺的設(shè)計過程，設(shè)計內(nèi)容包括： 1. 連鑄設(shè)備和技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展，以及連鑄以后的發(fā)展前景。 2. 鋼包回轉(zhuǎn)臺的結(jié)構(gòu)形式及尺寸的確定。 3. 電動機(jī)、減速器、氣動馬達(dá)、回轉(zhuǎn)軸承、稱量裝置液壓缸的選擇與計算。 4. 支撐回轉(zhuǎn)臂的設(shè)計：包括支撐臂上焊接件材料的選擇，回轉(zhuǎn)支承臂的受力分析及強(qiáng)度校核。 5. 旋轉(zhuǎn)臺地腳螺栓、加蓋裝 置的設(shè)計和計算。 設(shè)計的鋼包回轉(zhuǎn)臺在理論上可以滿足現(xiàn)場的要求，但由于現(xiàn)場經(jīng)驗的不足，旋轉(zhuǎn)臺是否真正能夠滿足要求，還有待進(jìn)一步論證。設(shè)計過程中所用的思想和方法，對連鑄鋼包旋轉(zhuǎn)臺有借鑒之處。 關(guān)鍵詞 ：鋼包旋轉(zhuǎn)臺 連鑄 支撐臂 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 2 he is of in is to a a a it is of In of of a be of of of it of 1. of in of in 2. s 3. of 4. of of s of 5. of of of in of of is in of be as 畢業(yè)論文） 3 第一章緒論 鋼技術(shù)的發(fā)展概述 內(nèi)外連鑄機(jī)術(shù)的發(fā)展及我國與世界連鑄技術(shù)的差距 把高溫鋼水連續(xù)不斷地澆鑄成具有一定斷面形狀和一定尺寸規(guī)格鑄坯的生產(chǎn)工藝過程叫做連續(xù)鑄鋼。連續(xù)鑄鋼是一項節(jié)能工藝，它具有降低能量消耗、節(jié)省工序、縮短流程、 提高金屬收得率、生產(chǎn)過程機(jī)械化和自動化程度高、鋼種擴(kuò)大、產(chǎn)品質(zhì)量高等許多傳統(tǒng)模鑄技術(shù)不可比擬的優(yōu)點。自從 20 世紀(jì) 50 年代，連續(xù)鑄鋼技術(shù)進(jìn)入工業(yè)性應(yīng)用階段后，不同類 型、不同規(guī)格的連鑄機(jī)及其成套設(shè)備應(yīng)運(yùn)而生。 20 世紀(jì) 70 年代以后，連鑄技術(shù)發(fā)展迅猛，特別是板、方坯連鑄機(jī)的發(fā)展對加速連鑄技術(shù)替代傳統(tǒng)的模鑄技術(shù)起到了決定性作用。 連鑄坯的噸數(shù)與總鑄坯 (錠 )的噸數(shù)之比叫做連鑄比，它是衡量一個國家或一個鋼鐵企業(yè)生產(chǎn)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一，也是連鑄設(shè)備、工藝、管理以及和連鑄有關(guān)的各生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)展水平的綜合體現(xiàn)。 1970 年至 1980 年，世界平均連鑄比從 展到 中國的連鑄比從 展到 至 1990 年，世界和中國的連鑄比分別發(fā)展到 ；到 2001 年，又分別發(fā)展到 2003 年，中國連鑄比達(dá)到 右，估計世界平均連鑄比 2003 年接近 90。從統(tǒng)計數(shù)字可以看出，中國的連鑄技術(shù)在近 10 多年內(nèi)得到了迅速發(fā)展。 世界連鑄技術(shù)的發(fā)展及我國存在的差距世界上有許多連鑄技術(shù)實力較強(qiáng)的公司，如西馬克 德馬格、奧鋼聯(lián)、日本 司、達(dá)涅利 (包括戴維 )公司等。以板坯連鑄機(jī)為例，西馬克 德馬格公司從 1962 年至 2001 年新設(shè)計和改造板坯連鑄機(jī)共約 370 臺；奧鋼聯(lián)從 1959 年至 2000 年新建和改造板坯連鑄機(jī)共約 181臺；日本 司截止 2001 年新建并改造板坯連鑄機(jī)共約 150 臺；達(dá)涅利的戴維公司也設(shè)計了 10 多臺連鑄機(jī)。 2001 年末，世界上共有各類投產(chǎn)的板坯連鑄機(jī)約 550 臺 800 流 (有一些是重復(fù)改造的，按估計值未計入 )。截止到 2002 年底，中國共有 551 臺 (1749 流 )連鑄機(jī)，其中板、方坯連鑄機(jī)分別為 101 臺 (130 流 )、429 臺 (1564 流 )，圓坯、異形坯連鑄機(jī)分別為 20 臺 (52 流 )、 1 臺 (3 流 )。這些統(tǒng)計中，絕大部分連鑄機(jī)是立足于中國國內(nèi)設(shè)計制造的。 我國加入 ，人才、知識、科技與經(jīng)濟(jì)的全球化趨勢越來越清晰地展內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 4 現(xiàn)出來。由于歷史及其他各方面原因，國外先進(jìn)技術(shù)和管理方式顯然具有競爭優(yōu)勢。近幾年，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快，冶金企業(yè)投放的技改資金比較大，新上項目很多，連續(xù)鑄鋼項目也較多，但連鑄機(jī)設(shè)備和技術(shù)大部分還是靠引進(jìn)。我國薄板坯連鑄連軋已經(jīng)引進(jìn)了將近 10 條生產(chǎn)線；從 2000 年開始，我國先后全部引進(jìn)或引進(jìn)核心部位設(shè)備與技術(shù)的常規(guī)板坯連鑄機(jī)共有 24臺 27流，還有繼續(xù)引進(jìn)的趨勢；中薄板坯連鑄機(jī)、異型坯連鑄機(jī)全部引進(jìn)；大方坯連鑄機(jī)也有引進(jìn)的傾向。其原因主要是我國連鑄技術(shù)與國外先進(jìn)水平還存在一定差距。以板坯連鑄機(jī)為例，主要表現(xiàn)在： 板坯連鑄機(jī)本體設(shè)備的四個關(guān)鍵設(shè)備明顯落后于國外。結(jié)晶器國外已采用緊湊式結(jié)構(gòu)，我們還是老式的帶外框架的結(jié)構(gòu)；國內(nèi)外新投產(chǎn)的板坯連鑄機(jī)幾乎全部采用液壓振動裝置，而我們還有許多新上的是機(jī)械電機(jī)振動裝置；零號扇形段國外能夠液壓遠(yuǎn)程調(diào)輥縫，而我們還是液壓墊塊式結(jié)構(gòu)；扇形段國外均能夠液壓夾緊、遠(yuǎn)程調(diào)輥縫和動態(tài)輕壓下，而我們還是墊塊式的停機(jī)調(diào)輥縫結(jié)構(gòu)。 除以上四大設(shè)備與國外相比存在一定差距外，配套設(shè)備中許多小的地方也存在不同程度的差距。 液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)也在某些方面存在差距。 連鑄生 產(chǎn)應(yīng)用軟件差距最大。 國內(nèi)技術(shù)資源不能有效整合。 就連鑄技術(shù)本身的發(fā)展，國內(nèi)專家有以下看法： 新材料是鋼鐵工業(yè)的永遠(yuǎn)追求進(jìn)入 21 世紀(jì)后，以高新技術(shù)為先導(dǎo)的 “產(chǎn)業(yè)革命 ”在材料領(lǐng)域出現(xiàn)了一些令人矚目的新現(xiàn)象，神奇的納米材料可能孕育著社會經(jīng)濟(jì)的巨大變革，新材料是高新技術(shù)的基礎(chǔ)。在材料工業(yè)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中，盡管有色金屬及合金、陶瓷材料、塑料、復(fù)合材料的發(fā)展在一定程度上取代了鋼材，但鋼鐵工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)、軍事方面的支柱地位仍然是不可動搖的，鋼材仍然被公認(rèn)為是 21 世紀(jì)一種主要的建筑與工程材料。 21 世紀(jì)，全球經(jīng)濟(jì) 將持續(xù)增長，對鋼材的需求量也將繼續(xù)增長。增長的同時，鋼鐵工業(yè)必須從 “產(chǎn)量型 ”向 “品種型 ”、“質(zhì)量型 ”轉(zhuǎn)變，如開發(fā)生產(chǎn)低合金高強(qiáng)度鋼、優(yōu)質(zhì)合金鋼、超級合金等新鋼種。生產(chǎn)具有高潔凈、高均勻性、超細(xì)晶粒的新一代鋼鐵材料會成為有實力的鋼鐵企業(yè)追求的目標(biāo)，誰掌握了這些生產(chǎn)技術(shù)，誰的產(chǎn)品就會有更多的市場占有率。連內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 5 續(xù)鑄鋼是鋼鐵工業(yè)生產(chǎn)中的一個重要工藝環(huán)節(jié)，目前連續(xù)鑄鋼已經(jīng)能夠澆鑄絕大多數(shù)鋼種，新材料的試制與開發(fā)對連鑄工藝和設(shè)備將會提出更高的要求。產(chǎn)品質(zhì)量是連續(xù)鑄鋼的命脈隨著經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展，連鑄產(chǎn)品的質(zhì)量將成為市場競爭的焦點之一?？蛻粢呀?jīng)不滿足 “合格產(chǎn)品 ”這一理念，誰的產(chǎn)品質(zhì)量更高、更好，誰就能在競爭中立于不敗之地。例如汽車用深沖鋼板，鋼中 C+P+S+O+N+H總和不大于 作為連續(xù)鑄鋼，就是要提高無缺陷坯的比率，在連鑄工藝、設(shè)備和生產(chǎn)操作等多方面下功夫。 連鑄產(chǎn)品合格率不僅僅取決于連鑄機(jī)本身，由于連鑄工藝的特殊性，需要進(jìn)行澆鑄的鋼種往往對鋼水的成分、夾渣、氣體含量、溫度有一定的要求。因此，連鑄前工序的爐外精煉技術(shù)從 20 世紀(jì) 80 年代受到連鑄工藝的重視之后，在 90年代已成為必不可少的手 段 。 如 超 鐵 素 體 不 銹 鋼 00求C+N油氣管線用鋼 N S軸承鋼 O如此之高甚至更高的質(zhì)量要求必須依靠爐外精煉技術(shù)來實現(xiàn)。新建的板坯連鑄機(jī)一般根據(jù)所生產(chǎn)的鋼種都考慮了完善的爐外精煉措施，而老連鑄機(jī)的改造將會把爐外精煉作為首要的改造因素，以便給連鑄機(jī)提供合格的鋼水。爐外精煉可提高生產(chǎn)率、降低能耗、提高連鑄坯和鋼材質(zhì)量、提高成材率、降低廢品率等。對不同鋼種、不同規(guī)模、不同軋材配備不同的爐外精煉技術(shù)必將得到更多的重視。 連鑄技術(shù)發(fā)展應(yīng)關(guān)注的問題近終形和傳統(tǒng)斷面的板坯連鑄機(jī)各有千秋很多人把薄板坯、中厚板坯連鑄機(jī)也稱作近終形板坯連鑄機(jī)。目前近終形板坯連鑄連軋工藝還有較大的發(fā)展空間，但這類連鑄連軋工藝的發(fā)展重點還是擴(kuò)大產(chǎn)品品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量。過去曾有人認(rèn)為，近終形連鑄連軋工藝的出現(xiàn)將大量地取代傳統(tǒng)斷面的板坯連鑄機(jī)和熱連軋機(jī)。然而，由于鋼種、產(chǎn)品用途、產(chǎn)品質(zhì)量的實際情況，傳統(tǒng)斷面的板坯連鑄機(jī)不但不會被近終形連鑄連軋工藝大量代替，而且還會繼續(xù)向前發(fā)展。連鑄機(jī)的高效化改造今后若干年，新增連鑄機(jī)的勢頭將會明顯減弱，正在生產(chǎn)的連鑄機(jī)的高 效化改造會越來越多。不論是新建連鑄機(jī)，還是老連鑄機(jī)的改造，人們不會單一地追求高拉速、高產(chǎn)量，而綜合經(jīng)濟(jì)效益、投入與產(chǎn)出的水平將成為連鑄機(jī)高效化的基本準(zhǔn)則。 連鑄坯熱裝熱送熱裝熱送能夠最大限度地降低能耗，提高金屬收得率，縮短從鋼水到成材的生產(chǎn)周期時間。對于傳統(tǒng)板坯連鑄機(jī)，在總體設(shè)計時，熱裝熱送內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 6 將成為首要考慮的工藝過程。爐機(jī)匹配爐機(jī)匹配是連續(xù)鑄鋼提高生產(chǎn)效率必須考慮的重要因素，在連鑄機(jī)初步設(shè)計時就應(yīng)該考慮周到。液壓振動是連鑄機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)液壓振動可以在澆注過程中調(diào)整振幅、頻率、波形偏斜率 (結(jié)晶器上升、下降 時間及速度 )，以取得最佳的負(fù)滑動時間和保護(hù)渣流動效果。液壓振動在 20 世紀(jì) 90 年代中后期已得到迅速推廣，在傳統(tǒng)板坯連鑄機(jī)上大有替代機(jī)械振動之趨勢。輕壓下技術(shù)各有側(cè)重靜態(tài)輕壓下技術(shù)將根據(jù)鋼種會被普遍采用，動態(tài)輕壓下技術(shù)會越來越多地接受生產(chǎn)實踐的考驗。對于生產(chǎn)率高的板坯連鑄機(jī)，為了減小維修工作量，縮短停機(jī)時間，遠(yuǎn)程快速調(diào)輥縫技術(shù)成為大型板坯連鑄機(jī)必不可少的設(shè)備之一。在澆鑄過程中，大壓下量壓下的鑄軋技術(shù)有可能被人們重新看好。 冷卻系統(tǒng)有待發(fā)展針對不同連鑄機(jī)、不同鋼種及其它具體情況對板坯凝固傳熱及冷卻規(guī)律的研究，將會 繼續(xù)深入下去。這種研究主要體現(xiàn)在結(jié)晶器一次冷卻和輥子導(dǎo)向區(qū)域的二次冷卻方面，對有些鋼種來說還包括凝固完畢的自然冷卻。二冷噴淋寬度隨板坯寬度變化的無級調(diào)節(jié)會逐漸增多，隨之而來的是大流量、寬范圍的氣水霧化噴嘴會較快推廣。 生產(chǎn)更加純凈的鋼種的要求為了生產(chǎn)更加純凈的鋼種，保護(hù)澆注、中間罐冶金、中間罐保護(hù)渣、結(jié)晶器保護(hù)渣、浸入式水口形狀的深入研究和配套措施將成為最基本的工藝要求。電磁攪拌將會繼續(xù)使用電磁冶金技術(shù)特別是結(jié)晶器鋼流控制技術(shù)將根據(jù)鋼種和拉速的要求會逐漸多地應(yīng)用在高級鋼種的澆鑄中。對某些特殊鋼種，如 等軸晶比率要求較高的鋼種，扇形段區(qū)域的電磁攪拌還會繼續(xù)使用，甚至是某些鋼種的必要措施。另外，在大量生產(chǎn)的鋼種中，為了延長中間罐使用壽命，降低生產(chǎn)成本，浸入式水口快速更換裝置的普及步伐會加快。結(jié)晶器液面控制和漏鋼預(yù)報裝置將會得到更多的應(yīng)用為了穩(wěn)定生產(chǎn)操作并保證板坯質(zhì)量，結(jié)晶器液面檢控系統(tǒng)成為最常規(guī)的技術(shù)措施之一。結(jié)晶器漏鋼預(yù)報裝置在高效率、高拉速連鑄機(jī)上也會更多地應(yīng)用。自動開澆作為提高自動化水平的重要技術(shù)也會受到用戶的重視。 總之，連鑄機(jī)關(guān)鍵技術(shù)選用及配套使用的目的是為了提高連鑄機(jī)的裝機(jī)水平，提高連鑄 板坯質(zhì)量，提高拉速、生產(chǎn)率、金屬收得率，降低生產(chǎn)成本，最大限度地發(fā)揮連鑄機(jī)的節(jié)能特點。連鑄設(shè)備將會圍繞工藝要求在設(shè)備結(jié)構(gòu)的優(yōu)化、可靠性、維修性、可操作性、使用壽命等方面進(jìn)一步改進(jìn)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 7 另外，在連鑄工藝方面也有很多需要深入研究的技術(shù)，如包晶鋼種連鑄、減少鑄坯半宏觀偏析和宏觀偏析技術(shù)、純凈鋼的生產(chǎn)技術(shù)、不銹鋼及其它特殊鋼種的生產(chǎn)技術(shù)、高等級鋼種的中間罐冶金生產(chǎn)技術(shù)、高效高速連鑄等。 鑄機(jī)的類型 連鑄技術(shù) 從 50 年代用于工業(yè)生產(chǎn)以來，發(fā)展了很多種機(jī)型，如圖 1立式連鑄機(jī)，它是最早用于 工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)型。隨著鑄坯斷面的增大與所需鑄坯定尺長度的加長，設(shè)備高度必須相應(yīng)地加高，為了降低設(shè)備高度，發(fā)展了如圖 1示的立彎式連鑄機(jī)。在此基礎(chǔ)上，演變出帶直線段的弧形連鑄機(jī)，如圖 了進(jìn)一步降低設(shè)備 高度， 發(fā)展了如圖 1圖 1是高度最小的機(jī)型。 處于發(fā)展階段的機(jī)型還有輪式連鑄機(jī)和薄板坯連鑄機(jī)。 如果按所鑄坯型來分：則可分為板坯、大方坯及小方坯連鑄機(jī)。在習(xí)慣所稱的方坯 連鑄機(jī)中，也包括矩形坯、工字坯及圓坯在內(nèi)。鑄坯斷面或當(dāng)量斷面為160為大方坯。小于 160鑄坯，稱為小方坯。矩形坯的寬厚比大于 %3 時，稱為板坯。如果按一個機(jī)組（即共用一個盛鋼桶的幾臺連鑄機(jī)）所澆鑄坯流數(shù)來區(qū)分，則可分為單流、雙流及多流連鑄機(jī)。用于工業(yè)生產(chǎn)的小方坯連鑄機(jī)最多到 ) 流。如果在一臺連鑄機(jī)上，既能澆鑄板坯，又能澆鑄幾流大方坯，則稱為組合澆鑄 圖 1形板坯連鑄機(jī) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 8 1 2 3- 結(jié)晶器及其振動裝置； 4- 第一段二冷夾 輥； 5- 第二到八段二冷夾輥； 6- 拉矯輥； 7- 脫引錠桿裝置； 8 9- 引錠桿車； 10- 火焰切割機(jī) 圖 1于工業(yè)生產(chǎn)的連鑄機(jī)型式 b 立彎式； d 弧形； 1) 立式連鑄機(jī) 立式連鑄機(jī)的結(jié)晶器、二次冷卻裝置、拉坯裝置及切割鑄坯裝置等都是布置在垂直的中心 線上，如圖 1式連鑄機(jī)的優(yōu)點是鋼水在垂直的方向凝固，其所含的非金屬夾雜物，上浮時不受阻礙，容易分離出來。另一方面，鑄坯不經(jīng)過彎曲或矯直，不會產(chǎn)生因彎曲或矯直所造成的缺陷，因此它特別適用于優(yōu)質(zhì)鋼及高合金鋼的澆鑄。它的缺點是設(shè)備較高，一般是 3545此需要較高的廠房，或較深的地坑。鋼水的提升及鑄坯的運(yùn)送，都比較麻煩。近 10年來，除了少數(shù)特殊鋼廠以外，很少采用這種機(jī)型。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 9 圖 1流立式連鑄機(jī) 1- 運(yùn)坯車； 2- 中間包； 3456- 拉輥驅(qū)動裝置； 789- 運(yùn)輸鏈 2） 旋轉(zhuǎn)式連鑄機(jī) 旋轉(zhuǎn)式連鑄機(jī)也叫離心式連鑄機(jī)，也是一種立式連鑄機(jī)。其特點是結(jié)晶器、導(dǎo)輥及拉輥都和鑄坯一起圍繞其垂直中心線以一定的速度旋轉(zhuǎn)，鑄坯是在一邊旋轉(zhuǎn)一邊下行的運(yùn)動中凝固的。這種鑄機(jī)適用于澆鑄圓坯。它的優(yōu)點是由于旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力，使結(jié)晶器內(nèi)的 鋼液能與結(jié)晶器壁有較好的接觸，可以生成厚度比較均勻的坯殼，鑄坯不易產(chǎn)生內(nèi)裂。另一方面，由于離心力的作用，使鋼液面上的浮渣都集中在中心的旋渦內(nèi)，可以很容易地將它撈出。由于鑄坯在旋轉(zhuǎn)的運(yùn)動中下行，因此只要在二冷區(qū)的縱向上布置若干個噴水嘴，就可以獲得均勻的二 次冷卻效果。用這種鑄機(jī)鑄出的圓坯，不須清理即可軋制。這種鑄機(jī)的缺點是設(shè) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 10 圖 112- 中間包； 3- 結(jié)晶器； 45- 拉輥； 7- 飛鋸； 8備的驅(qū)動系 統(tǒng)比較復(fù)雜。近年來由于煉鋼及連鑄工藝的進(jìn)步，特別 是能在結(jié)晶器內(nèi)安裝電磁攪拌裝置以后，已經(jīng)能用弧形及其它型式的連鑄機(jī)澆出質(zhì)量很好的圓坯，所以旋轉(zhuǎn)式連鑄機(jī)已經(jīng)較少采用。 3） 立彎式連鑄機(jī) 立彎式連鑄機(jī)的上半部分和立式連鑄機(jī)相同，只是把凝固的鑄坯彎轉(zhuǎn) 90 ，使它向水 平方向出坯，并在水平線上切成定尺長度。為了便于出坯，這種連鑄機(jī)只能建在地平面上，或深度較淺的地溝內(nèi)，使切斷的鑄坯能用地面的輥道，或地溝內(nèi)坡度不大的輥道運(yùn)走。這種連鑄機(jī)的高度和立式連鑄機(jī)相差不多，其優(yōu)點是所切鑄坯的定尺長度不受限制。立彎式連鑄機(jī)也是在連鑄技術(shù)發(fā)展的初期出現(xiàn)的機(jī)型，適用于小方坯的連鑄。近 年來這種機(jī)型已很少采用。 4） 弧形連鑄機(jī) 弧形連鑄機(jī)的特點是它的結(jié)晶器是弧形的，其高度比立式及立彎式連鑄機(jī)都內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 11 低。其結(jié)晶器的中心線和二冷夾輥組的縱向中心線同在一個半徑的圓弧上。圓弧的長度約為一個圓的四分之一。鑄出的弧形坯在其下死點附近被矯直后，即沿水平方向前進(jìn)，然后切成定尺長度。這 是目前采用最廣泛的機(jī)型。 圖 1彎式連鑄機(jī) （ 1） 弧形板坯連鑄機(jī) 圖 1于鑄坯較寬，在受到鋼水靜壓時，其寬邊的坯殼容易鼓肚而產(chǎn)生內(nèi)裂，所以從上到下安排了密布的夾輥。由于鑄坯在二次冷卻區(qū) 內(nèi)運(yùn)行的阻力較大，所以采用了較多的拉矯輥。從圖 1還可看出，為了在檢修時快速取出或裝入二冷夾輥的扇形段，還設(shè)置了彎曲導(dǎo)軌，使各個扇形段能快速而準(zhǔn)確地就位。為了縮短澆鑄準(zhǔn)備時間，其引錠桿是從結(jié)晶器的上口裝入的。這樣就能在鑄坯還未拉出二冷區(qū)時，就開始安裝引錠桿。為此在澆鑄平臺上設(shè)有引錠桿運(yùn)送車。大型板坯連鑄機(jī)能夠澆鑄的板坯厚度 220320度為18702720坯速度 1成的寬板坯可以在線縱切成幾條寬度較小的板坯，其年產(chǎn)量在 170 萬噸以上。 （ 2）弧形大方坯連鑄機(jī) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 12 鑄坯斷面在 160上的方坯及斷面相等的矩形坯，統(tǒng)稱為大方坯。圖 1 司設(shè)計的大方坯弧形連鑄機(jī)。它的半徑是 15m，能澆鑄的最 大斷面為 320間包容量 15t，中間包內(nèi)液面深度 9501000晶器長度 700 （ 3）弧形小方坯連鑄機(jī) 圖 1于小方坯在澆鑄過程中不易產(chǎn)生鼓肚，所以在二冷區(qū)可以不設(shè)夾輥，而只設(shè)少數(shù)幾個導(dǎo)向輥。小方坯弧形連鑄機(jī)一般采用管式結(jié)晶器，定徑水口。二冷裝置也采用管式支架。采用機(jī)械剪或液壓剪剪切鑄坯。 圖 1羅 可普公司發(fā)展的弧形小方坯連鑄機(jī)。它的特點是采用了剛性引錠桿，這樣就把二冷區(qū)的導(dǎo)輥減至最少程度，從而為鑄坯的均勻冷卻及處理漏鋼事故創(chuàng)造了較好的條件，設(shè)備的重量也相應(yīng)地減輕。 圖 112- 結(jié)晶器及振動裝置； 3- 引送引錠桿的夾輥； 4- 拉矯輥；4- 脫引錠裝置； 56- 引錠桿車 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 13 圖 1形小方坯連鑄機(jī) 1- 鋼包旋轉(zhuǎn)臺； 2345- 澆鑄平臺； 6$ 拉矯機(jī)； 7- 機(jī)械剪； 89- 引錠桿存放裝置； 10 11- 冷床； 12- 推鋼機(jī) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 14 圖 1可普弧形小方坯連鑄機(jī) 1- 結(jié)晶器； 23- 二冷噴水裝置； 456- 拉 矯機(jī)； 7- 引錠桿托架； 89- 剛性引錠桿 圖 1半徑弧形連鑄機(jī) 圖 1平式連鑄機(jī) 123- 結(jié)晶器； 4- 二次冷卻裝置； 56- 切坯裝置； 7- 冷床 5） 多半徑弧形連鑄機(jī) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 15 多半徑弧形連鑄機(jī)也叫橢圓形連鑄機(jī)。它的鑄坯導(dǎo)向裝置布置在大致為一個橢圓的四分之一的軌道上，如圖 1示。這種連鑄機(jī)的高度比同規(guī)格弧形連鑄機(jī)稍低，所以也叫它為低壓頭弧形連鑄機(jī)。它是在本世紀(jì) 60年代，差不多與弧形連鑄機(jī)同時發(fā)展起來的一種機(jī)型。其優(yōu)點是設(shè)備和廠房高度低。其缺點是鑄坯出結(jié)晶器后即被逐漸矯直，二冷夾輥及拉矯裝置受力較大，對設(shè)備的安裝和維修要求較高。它的另一缺點是結(jié)晶器及頭段二冷夾輥半徑較小，鋼水內(nèi)的夾雜物不易上浮而向內(nèi)弧富集。 6） 帶直線段的弧形連鑄機(jī) 這種弧形連 鑄機(jī)采用了直結(jié)晶器。在結(jié)晶器下面裝了一段 25m 長的垂直二冷夾輥。這就為鋼水中非金屬夾雜物的上浮創(chuàng)造了有利條件，有利于生產(chǎn)高質(zhì)量的鑄坯。其缺點是設(shè)備高度較高，建設(shè)投資也較多。帶有液芯的鑄坯是先被彎曲成一定半徑的弧形，然后又被矯直成直線的。在彎曲及矯直的過程中，都要嚴(yán)格控制其兩相區(qū)坯殼的延伸率，不要超過規(guī)定的數(shù)值。因此對二冷夾輥的設(shè)計、制造、安裝及維修精度有較高的要求。這種連鑄機(jī)主要是用于板坯的澆鑄。 7） 水平式連鑄機(jī)（圖 1 水平連鑄機(jī)用于有色金屬的連鑄已有幾十年的歷史。用于鋼的澆鑄是近 %+ 多年來 才發(fā)展成熟的。這種連鑄機(jī)的高度最低，可以布置在地平面上。其特點是鋼水在密閉的通道中進(jìn)入結(jié)晶器，不會被氧化，有利于澆鑄高質(zhì)量的合金鋼坯。所鑄出的鋼坯，既不須彎曲，也不需矯直，有利于澆鑄對彎曲裂紋敏感的鋼種。 車間工藝及設(shè)備、綜合評述鋼包回轉(zhuǎn)臺 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 16 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 17 1）澆注設(shè)備 澆鑄設(shè)備包括盛鋼桶的支承和運(yùn)載設(shè)備和中間包及其運(yùn)載設(shè)備。盛鋼桶在習(xí)慣上也叫做鋼水包或鋼包。 2） 結(jié)晶器及振動機(jī)構(gòu) 結(jié)晶器是連續(xù)鑄鋼機(jī)的心臟。鋼水在結(jié)晶器中初步凝結(jié)成鑄坯的外形，生成一定厚度的坯殼，并被連續(xù)地從結(jié)晶器下口抽拉出去，進(jìn)入二次冷卻區(qū)。在結(jié)晶器內(nèi)凝成的坯殼，其兩相區(qū)表面呈現(xiàn)凹凸不平形狀，但要求其相對的兩邊大致相同，以免在機(jī)械應(yīng)力及熱應(yīng)力的 綜合作用下產(chǎn)生明顯的扭曲變形，或被拉破。一個良好的結(jié)晶器應(yīng)具有如下性能： （ 1） 有較好的導(dǎo)熱性能； （ 2） 有較高的結(jié)構(gòu)剛度，且便于加工制造，易于拆裝和調(diào)整； （ 3） 有較好的耐磨性及較高的熱疲勞性； （ 4） 重量要輕，以便在振動時有較小的慣性力。 3） 鑄坯導(dǎo)向及拉矯裝置 鑄坯導(dǎo)向及拉矯裝置的作用是，扶持引錠桿及出自結(jié)晶器的具有薄殼的鑄坯沿著預(yù)定的軌軌道前進(jìn)，并把弧形鑄坯矯直，在開澆時把引錠桿送入結(jié)晶器下部。從結(jié)晶器下口到矯直輥這段距離，稱為二次冷卻區(qū)。二次冷卻區(qū)的作用是對帶有液芯的鑄坯噴水直接冷卻，促使其快速凝 固。對于小方坯連鑄機(jī)來說，由于鑄坯斷面較小，受鋼水靜壓力時，不容易產(chǎn)生鼓肚現(xiàn)象，而且鑄坯也容易矯直，所以小方坯連鑄機(jī)的導(dǎo)向及拉矯裝置比較簡單。對大方坯及板坯連鑄機(jī)來說，為了防止鑄坯因鋼水靜壓力使初凝的坯殼產(chǎn)生鼓肚變形，在鑄坯的導(dǎo)向裝置上須有密排的夾持輥，還要進(jìn)行多點矯直，以便減小矯直時坯殼的延伸率，防止內(nèi)部裂紋的產(chǎn)生。 4） 鑄坯切割設(shè)備 鑄坯切割設(shè)備的作用，是把前進(jìn)中的鑄坯切成所需的定尺長度。根據(jù)具體情況，可以采用火焰切割，也可采用機(jī)械剪切。采用火焰切割的優(yōu)點是：切割裝置重量較輕，切口斷面比較整齊。機(jī)械剪切 的優(yōu)點是：沒有金屬的燒損，還因剪切的速度較快，可以剪成較短的定尺。一般在板坯和大方坯連鑄機(jī)上，多采用火焰切割，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 18 在小方坯連鑄機(jī)上多采用機(jī)械剪切 。 鋼包旋轉(zhuǎn)臺有不同的運(yùn)動方式，不同的工作性能，因而有不同的結(jié)構(gòu)形式。最簡單的旋轉(zhuǎn)臺只用一個轉(zhuǎn)臂，就能作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。一般的旋轉(zhuǎn)臺除了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動之外，還能使鋼包作升降運(yùn)動。多功能的旋轉(zhuǎn)臺還有鋼包傾倒裝置，鋼包蓋升降裝置及吹氣裝置等。在鋼包旋轉(zhuǎn)臺上，一般都有連續(xù)測重裝置，大都是在承托鋼包的鞍座上設(shè)置測力傳感器來實 現(xiàn)的。 臺 這種旋轉(zhuǎn)臺有一個橫梁式直臂，鋼包支承在直臂的兩端，可同時作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，也可以同時作升降運(yùn)動，如圖 1的也設(shè)計成在橫梁式直臂的兩端裝有單獨的升降裝置和稱重裝置。 圖 1臂式鋼包旋轉(zhuǎn)臺 1- 鋼包； 23- 塔座； 4- 轉(zhuǎn)臂 個轉(zhuǎn)臂可以單獨轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)臺 這種旋轉(zhuǎn)臺有兩個轉(zhuǎn)臂，分上下兩層布置，如圖 1示。每個轉(zhuǎn)臂有各自的驅(qū)動裝置，因而能單獨旋轉(zhuǎn)，以便在任何角度都能接受鋼包 。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 19 圖 1臂分轉(zhuǎn)式旋轉(zhuǎn)臺 12- 驅(qū)動裝置； 3- 齒 輪； 4 1 這種旋轉(zhuǎn)臺的兩個轉(zhuǎn)臂可以單獨升降。每個轉(zhuǎn)臂的中部由兩個半球面軸承支承著，轉(zhuǎn)臂外端成叉形，內(nèi)端是彎曲的懸臂梁。驅(qū)動轉(zhuǎn)臂的液壓缸裝在轉(zhuǎn)塔的內(nèi)部，這就為在轉(zhuǎn)塔上部安裝其它附屬裝置如吹氣裝置或鋼包加蓋裝置等留出了余地 。 圖 1內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 20 形軌道式旋轉(zhuǎn)臺（圖 1 圖 1鋼包回轉(zhuǎn)臺：設(shè)在連鑄機(jī)澆鑄位置上方用于運(yùn)載鋼包過 跨和支承鋼包進(jìn)行澆鑄的設(shè)備。由底座、回轉(zhuǎn)臂、驅(qū)動裝置、回轉(zhuǎn)支撐、事故驅(qū)動控制系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)和錨固件 6 部分組成。 單臂鋼包回轉(zhuǎn)臺：由底座、立柱、上轉(zhuǎn)臂、上轉(zhuǎn)臂驅(qū)動裝置、下轉(zhuǎn)臂、下轉(zhuǎn)臂驅(qū)動裝置組成。 蝶形鋼包回轉(zhuǎn)臺：由底座、升降液壓缸、回轉(zhuǎn)架、鋼包支座、回轉(zhuǎn)臂、平行連桿、驅(qū)動裝置、防護(hù)板組成。 鋼包回轉(zhuǎn)臺是連鑄機(jī)的關(guān)鍵設(shè)備之一，起著連接上下兩道工序的重要作用。鋼包回轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)情況基本上包括兩側(cè)無鋼包、單側(cè)有鋼包、兩側(cè)有鋼包三種情況，而單個鋼包重量已超過 140噸。三種情況下，鋼包回轉(zhuǎn)臺受力有很大不同，但無論在何種 情況下，都要保證鋼包回轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)，定位準(zhǔn)確，起停時要盡可能減小對機(jī)械部分的沖擊，為減少中間包液面波動和溫降，要縮短旋轉(zhuǎn)時間。 第二章初步確定方案 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 21 件 計題目 鋼包回轉(zhuǎn)臺電液比例控制系統(tǒng) 術(shù)參數(shù)及性能 結(jié)構(gòu)形式為：液壓單臂升降蝶式 ； 鋼包最大滿包重量： 1450 回轉(zhuǎn)半徑： 5500 大包提升高度： 800 回轉(zhuǎn)速度： 1.0 事故旋轉(zhuǎn)：氣動 承載能力：兩側(cè)滿包，一滿一空，一滿一無； 案的總體布置形式 圖 轉(zhuǎn)臺總體布置示意圖 轉(zhuǎn)臺具體部件設(shè)計方案的確定 包旋轉(zhuǎn)驅(qū)動方式 作驅(qū)動 工作驅(qū)動為電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，由一個電機(jī) ，撓性聯(lián)軸器 和一個氣動盤式制動器完成。在圓錐齒輪系統(tǒng)的輸出軸上安裝一個滾珠小齒輪，它與支撐環(huán)上的銷齒輪外齒相嚙合。回轉(zhuǎn)臺可正向反向旋轉(zhuǎn)，氣動盤式制動器用于停止時制動，在 電 機(jī)停止前不能使用 。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 22 圖 動布置方式 故驅(qū)動 事故驅(qū)動為氣動驅(qū)動系統(tǒng)，氣動電機(jī)通過一個氣動離合器驅(qū)動圓錐齒輪 的第二個驅(qū)動軸頭，它由一個空壓機(jī)提供所需的空氣，它通過關(guān)閉電氣系統(tǒng)實現(xiàn)功能測試。如果突然出現(xiàn)電源故障，一個自動切換釋放控制空氣到閥柜和控制盤。 緊方式 回轉(zhuǎn)臺處于澆注位和接受位時，回轉(zhuǎn)臺通過一個鎖緊裝置進(jìn)行鎖定防止轉(zhuǎn)動。該鎖緊裝置包括一個氣動鎖緊 棘爪，它固定在回轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)柱上并與安裝在回轉(zhuǎn)環(huán)上的兩個匹配元件相咬合。該裝置使齒輪箱避免在放鋼包時產(chǎn)生的沖擊，并可防止在澆注位置上的鋼包的塞棒孔由于這樣的沖擊而產(chǎn)生的運(yùn)動。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 23 圖 緊裝置 1 2 3 4包蓋的升降裝置 圖 包蓋的提升裝置 水口機(jī)械手動作方式 長水口機(jī)械手由一個多重絞合的管連接裝置組成。長水口可以保護(hù)大包滑動口和中間包的鑄流，使其不被氧化。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 24 圖 水口機(jī)械手示意圖 包升降驅(qū)動方案 鋼包升降采用液壓缸驅(qū)動形式 圖 2轉(zhuǎn)臂驅(qū)動示意圖 1 2 3 4 5鋼包升降驅(qū)動時以球絞為支點由液壓缸驅(qū)動大臂實現(xiàn)鋼包升降，由液壓系統(tǒng)控制液壓缸的行程。同時由大臂 、稱量裝置、球絞、連桿其中組成的四連桿保持鋼包的水平。防止鋼液傾翻，造成事故。 提升液壓系統(tǒng) 的供油裝置（高壓泵、再循環(huán)泵和油罐）布置在大包回轉(zhuǎn)臺下的液壓油室中。 第三章回轉(zhuǎn)功率的計算及電機(jī)等的選取 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 25 包回轉(zhuǎn)功率的計算 已知條件： 空包重：1m=50t 鋼水重： Q=90t 滿包重： G=145t 轉(zhuǎn)臂自重：2t 鋼包平均外徑：200包平均內(nèi)徑：500轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)速： =力球軸承平均直徑 ：345座中心至鋼包中心距 ：0r=5500包工作載荷狀況： I 對于一端放置滿包鋼水的鋼包，另一端不放鋼包的情況。 端放置滿包鋼水的鋼包，另一端放置空鋼包。 端都放置滿包鋼水的鋼包 本數(shù)據(jù)的計算 2 2 2110 r m Q r K g m 2 25 0 0 0 0 9 0 0 0 0 3 . 2 5 0 0 0 0 9 0 0 0 0 5 . 522 24 5 9 3 4 0 0 .K g m 包對回轉(zhuǎn)中心的慣性矩 2 2 2 210 m a m r r m r K g m 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書 （畢業(yè)論文） 26 2 2 250000 1 . 6 1 . 2 5 5 0 0 0 0 5 . 52 21615562. 5 .K g m 223 0 9 . 7 4 9 . 7 4. 2 0 . 9 0 2 2 ta mJ l b K g m式 中 轉(zhuǎn) 臂 總 長轉(zhuǎn) 臂 總 寬 根 據(jù) 轉(zhuǎn) 臂 的 幾 何 關(guān) 系 得 ：b=l=11m 則 有 ： 2 2 ta mJ l b K g m 222420 1 1 5 . 1 7125 1 7 0 5 1 . 1 5 .K g m 2 2 20 m d Q r K g m