毕业设计（论文）连铸机切头切尾收集运送装置的设计.doc

目 录连铸机切头切尾收集运送装置设计摘要.IAbstract .II第一章 绪论.11.1连铸技术的发展概况.11.2 我国连铸技术发展概况31.3连铸机的机型及其特点51.4连铸的优越性81.5连铸机的工艺流程与设备91.6中间罐111.7结晶器131.8二次冷却系统151.9拉坯矫直装置161.10铸坯切割装置191.11辊道及后步工序其他设备191.12连铸操作工艺201.13浇注操作21第二章 传动方案的确定242.1 设计的已知条件242.2 传动方案的比较242.3 方案的确定25第三章 运行机构的传动原理与传动设计计算273.1收集运送装置系统的传动原理273.2收集运送装置的整体布局273.3运行阻力的计算283.4驱动电机的选择303.5钢丝绳的选择与校核313.6卷筒的选择与校核313.7 小轴的选用与校核333.8键的选用与校核343.9联轴器的选用与校核343.10轴承的选用与校核343.11主令控制器的选用343.12底座353.13张紧装置的设计35第四章 收集运输小车零部件的选择与计算364.1收集运输小车零部件的选用与校核394.1.1收集箱的设计计算394.1.1.1角钢的选择404.1.1.2钢板的选择414.1.1.3车架零部件的选择与校核444.2轨道的选择49第五章 设备的安装操作及维护505.1设备的安装505.1.1钢轨的铺设505.1.2收集运输小车的安装505.1.3卷扬机的安装505.1.4张紧装置和钢丝绳的安装505.2设备的操作515.3设备的维护515.3.1电动机的维护515.3.1.1常见故障分析515.3.2钢丝绳的维护555.3.3小车的维护55 主要参考文献56结束语57连铸机切头切尾收集运送装置的设计摘要 连铸机切头切尾收集运送装置的作用是把连铸机铸坯切割成定尺规格后产生的废料进行收集并运送，它也是连铸车间的重要组成部分。其系统的传动原理是由驱动电机传递出转矩给内部减速器，由减速器降低输出给卷筒，同时卷筒输出转矩，使缠绕在卷筒上的钢丝绳一端进行缠绕运动，另一端进行松解运动，这样钢丝绳在滑轮的导引下产生拉力拉动小车在轨道上往返直线运动，从而达到运送目的。为了设计合理，使整个设计系统运行简单、维护装配方便,设计步骤如下:1.介绍连铸技术的发展及其工艺流程，通过了解进一步对收集运送装置进行方案设计。2.进行方案的选择确定,包括设计的已知条件、方案的比较和方案的确定。3.对各运行机构的运动原理设计和力能参数的分析计算。包括收集运送装置系统的传动原理、整体布局以及运行阻力和钢丝绳、卷筒、轴、联轴器等部件的选择校核。4.对收集运输小车零部件的选择与计算，包括收集箱和轨道的选择。5.对装置合理的安装及维护进行系统分析说明，其中包括钢轨、收集运输小车、卷扬机和张紧装置的安装、操作和维护。此次所设计的连铸机切头切尾收集运送装置是参照中冶东方工程技术有限公司提供的图纸设计。设计中需要对图纸消化、吸收并适当改进，同时进行运行机构的传动原理与传动设计计算。关键词：切头切尾收集运送装置、传动卷扬机、连铸工艺、收集箱。Continuous casting machine to cutting head and the end of collecting or transporting device designAbstractContinuous casting machine cutting head cutting tail collection device into the role is to put the caster length specifications to produce waste collection and transport, it is also an important part of continuous casting workshop.Its transmission principle of the system is send by drive motor torque to internal gear reducer, the reducer to reduce output to drum, drum at the same time the output torque, to make the winding wire rope on the drum end winding movement, on the other side to release the movement, this wire rope on the pulley pull pull the car on the track under the guidance of linear motion back and forth, so as to achieve purpose.In order to design reasonable, make whole design system simple operation, convenient maintenance assembly, design steps are as follows:1. Introduce the development of continuous casting technology and technological process, through further to design the collection device.2. The scheme choice, including design of the known conditions, scheme comparison and determination of the scheme.3. The movement principle of the design of the running mechanism and force analysis and calculation parameters.Collecting device, transmission principle, the overall layout of the system and running resistance, drum and wire rope, choice of shaft, shaft coupling and other parts of the check.4. To collect transport car parts selection and calculation, including the selection of boxes and orbit.5. Installation and maintenance of equipment reasonable system analysis, including rail, collection transportation trolley, hoist and tensioning device installation, operation and maintenance.The continuous casting machine designed by cutting head cutting tail collecting device is provided reference, China metallurgical engineering technology co., LTD. East drawing design.Need to drawings in the design of digestion, absorption and appropriate improvement, simultaneously running mechanism of the transmission principle and design calculation.  Keywords: cutting head cutting tail collecting device, a drive hoist, continuous casting technology, and boxes.第一章 绪论 1连铸技术发展的概况连续铸钢简称连铸,早在19世纪中期美国人塞勒斯(1840年)、赖尼(1843年)和英国人贝塞麦(1846年)就曾提出过连续浇注液体金属的初步设想，并用于低熔点有色金属的浇铸；但类似现代连铸设备的建议是由美国人亚瑟(1886年)相德国人戴伦(1887年)提出来的。在他们的建议中包括有水冷的上下敞口的结晶器、二次冷却段、引锭杆、夹辊和铸坯切割装置等设备，当时是用于铜和铝等有色金属的浇铸。此后又经过许多先驱者不懈地研究试验，于1933年德国人容汉斯建成一台结晶器可以振动的立式连铸机。并用其浇铸黄铜获得成功，后又用于铝合金的工业生产。结晶器振动的实现，不仅可以提高烧注速度，而且使钢液的连铸生产成为可能，因此容汉斯成为现代连铸技术的奠基人。在工业规模上实现钢的连续浇铸困难很多，与有色金属相比，钢的熔点高、导热系数小、热容大、凝固速度慢等。要解决的这些难题，都集中在结晶器技术的试验研究上。容汉斯的结晶器振动方式是结晶器下降时与拉坯速度同步，铸坯与结晶器壁间无相对运动；而英国人哈里德则提出了“负滑脱”概念。在哈里德的负滑脱振动方式中，结晶器下振速度比拉坯速度快，铸坯与结晶器壁间产生了相对运动，真正有效地防止了铸坯与结晶器壁的粘连，钢连续浇铸的关键性技术得到突破。因而在20世纪50年代连续铸钢步入了工业生产阶段。世界上第1台工业性生产连铸机于1951年在前苏联“红十月”冶金厂建成，是台立式双流板坯半连续铸钢设备，用于浇铸不锈钢，其断面为180mm×800mm。1952年第1台立弯式连铸机在英国巴路厂投产。主要用于浇铸碳素钢和低台金钢，是50mm×50mm100mm×100mm的小方坯。同年在奥地利卡芬堡钢厂建成1台双流连铸机，它是多钢种、多断面、特殊钢连铸机的典型代表。1954年在加拿大阿特拉斯钢厂投产第1台方坯和板坯兼用连铸饥，可以双流浇铸150mm×150mm的方坯，也可以单流浇铸168mm×620mm的板坯，主要生产不锈钢。进入20世纪60年代，弧形连铸机的问世，使连铸技术出现了一次飞跃。世界第一台弧形连铸机于1964年4月在奥地利百录厂诞生。同年6月由我国自行设计制造的第1台方坯和板坯兼用弧形连铸机在重钢三厂投入生产。此后不久，在前联邦德国又上马了1台宽板弧形连铸机，并开发应用了浸入式水口和保护渣技术。同年英国谢尔顿厂率先实现全连铸生产，共有4台连铸机11流，主要生产低合金钢和低碳钢，浇注断面为140mm×140mm和432mm×632mm的铸坯。也开发应用了浸入式水口和保护渣技术。1967年由美钢联工程咨询公司设计并在格里厂投产1台采用直结晶器、带液心弯曲的弧形连铸机。同一年在胡金根厂相继投产了2台超低头板坯连铸机，浇注断面为(150250)mm×(18002500)mm的铸坯，该铸机至今仍在运行。由于氧气顶吹转炉炼钢法的普及，更需要与连续铸钢相匹配，以适应快节奏生产；因而又一批弧形连铸机建成投入生产。到20世纪60年代末，世界连铸机总数己遗200多台，设备能力近5000万t。20世纪70年代，世界范围的两次能源危机促进了连铸技术的大发展，提高了连铸机的生产能力，从而改善了铸坯的质量，扩大了品种。到1980年，连铸坯的产量已经逾2亿t，相当于1970年的8倍。进入20世纪80年代以后，连铸技术日趋成熟，如出现了盛钢桶精炼、电磁搅拌、小方坯多级结晶器、钢液钙处理、结晶器液面检测和漏钢预报、粒状保护渣的使用和自动加入、中间罐冶金、结晶器在线调宽等一系列技术；连铸坯的热送和直接轧制及其相伴随无缺陷铸坯生产技术；近终型薄板薄带连铸机的开发；异型坯连铸机建成投产等，都说明这铸技术的飞速发展和深入普及。自20世纪50年代连续铸纲开始步入工业生产到60年代末，世界钢产量的连铸比仅为5.6；70年代末上升为25.8，10年中连铸比每年平均增长2个百分点；80年代连铸比每年平均增长3.65个百分点；到1997年连铸比为80.5。其增长情况如图1所示。工业发达国家的连铸比已超过90，日本的连铸比增长速度尤为突出。1996年一些发达国家连铸比的统计：日本为96.4；欧共体(12国)为94.3，德国为95.8，法国为94.6，美国的连铸比是93.2。目前连铸技术的开发与应用己成为衡量一个国家钢铁工业发展水平的标志。2我国连续铸技术发展概况我国是连续铸钢技术发展较早的国家之一，早在20世纪50年代就已开始研究和工业试验工作。1957年当时上海钢铁公司中心试验室的吴大柯先生主持设计并建成第1台立式工业试验连铸机，浇铸75mm×180mm的小断面铸坯。由徐宝升教授主持设计的第l台双流立式连铸机于1958年在重钢三厂建成投产。接着由黑色冶金设计院设计的1台单流立式小方坯连铸机于1960年在唐山钢厂建成投产。后仍然是由徐宝升教授主持设计的第l台方坯和板坯兼用弧形连铸机于1964年6月24日在重钢三厂诞生投产，其圆弧半径为6m，浇铸板坯的最大宽度为1700mm，这是世界上最早的生产用弧形连铸机之一；鉴于这一成就，1994年徐宝升教授在世界连铸发展史一书中被列为对世界连铸技术发展做出突出贡献的13位先驱者之一。此后，由上海钢研所吴大柯先生主持设计的l台4流弧形连铸机于l965年在上钢三厂问世投产；该连铸机的圆弧半径为4.56m，浇铸断面为270mm×145mm。这也是世界最早一批弧形这铸机之一，以后一批连铸机相继问世投产。70年代我国成功地应用了浸入式水口和保护渣技术。到1978年我国自行设计制造的连铸机近20台，实际生产量约112万t，连铸比仅3.4。当时世界连铸机总数为400台左右，连铸比在20.8。改革开放以来，为了学习国外先进的技术和经验，加速我国这铸技术的发展，从70年代末一些企业引进了一批连铸技术和设备。例如1978年和1979年武钢二炼钢厂从前联邦德国引进单流板坯弧形连铸机3台；在消化国外技术基础上，围绕设备、操作、品种开发、管理等方面进行了大量的开发与完善工作，于l985年实现了全连铸生产，产量突破了设计能力。首钢二炼钢厂在l987年和1988年相继从瑞士康卡斯特引进投产了2台8流弧形小方坯连铸机，1993年产量已超过设计能力；并在消化引进技术的基础上，自行设计制造又投产了7台8流弧形小方坯连铸机，成为国内拥有连铸机机数和流数最多的生产厂家。l988年和l989年上钢三厂和太钢分别从奥地利引进浇铸不锈钢的板坯连铸机。1989年和1990年宝钢和鞍钢分别从日本引进了双流大型板坯连铸机。1996年10月武钢三炼钢厂投产1台从西班牙引进的高度现代化双流板坯连铸机。这些连铸技术设备的引进都促进了我国连铸技术的发展。据统计，到1995年底我国运转和在建的连铸机已有300多台，其中自行设计制造的占80，由国外引进的只有70台左右。目前我国在异型坯、大圆坯和大方还连铸机的设计制造方面仍有些困难；不过，我国在高效连铸技术小方坯领域已跻身世界先进行列。2004年，我国连续铸钢发展势头强劲，全国连铸比约达96.03%，比2003年提高0.63个百分点。其中中国钢协70家会员企业共产连铸坯2.25亿t，比2003年增长25.73%，连铸比97.00%，比2003年提高1.69个百分点;147个非会员企业共产连铸坯4000万t，比2003年增长25.61%，连铸比99.01%，比2003年提高0.25个百分点;全行业连铸比为97.34%，比2003年提高1.21个百分点。从国外引进的近终形薄板坯连铸连轧生产线，已在珠江、邯郸、包头等地起动实施，于1998年建成投产。马钢H型钢连铸机和H型钢轧钢机工程现在已经投产。采用国产技术的第1台高效板坯连铸机也已在攀钢投产。我国冶金业坚持不懈地推进以全连铸为方向，以连铸为中心的炼钢生产组合优化，淘汰落后工艺设备，开发高附加值品种，提高质量，加大节能降耗力度和环保技术改造，提高炼钢与轧钢热衔接协调匹配。我国连铸技术的各项指标，一定会全面地进入世界前列。图2为我国自1972年以来连铸比增长情况。图0-2 1972年以来我国连铸坯产量和连铸比的增长1-钢总产量；2-连铸比；3-连铸坯产量3连铸机的机型及其特点连铸机的分类方式很多。按结晶器是否移动可以分为两类：1）固定式结晶器：包括固定振动结晶器的各种连铸机，如立式连铸机、立弯式连铸机、弧形连铸机、椭圆形连铸机、水平式连铸机等。这些机型已成为现代化连铸机的基本机型，如图3所示。2）同步运动式结晶器的各种连铸机，如图4所示。这种机型的结晶器与铸坯同步移动，铸坯与结晶器壁间无相对运动，因而也没有相对摩擦，能够达到较高的浇注速度，适合于生产接近成品钢材尺寸的小断面或薄断面的铸坯。如双辊式连铸机、双带式连铸机、单辊式连铸机、单带式连铸机，轮带式连铸机等。这些也是正在开发中的连铸机机型。图0-3连铸机机型示意图1-立式连铸机；2-立弯式连铸机；3-直结晶器多点弯曲连铸机；4-直结晶器弧形连铸机；5-弧形连铸机；6-多半径弧形（椭圆形）连铸机；7-水平连铸机图0-4同步运动结晶器连铸机机型示意图1-双辊式连铸机；2-单辊式连铸机；3-双带式连铸机；3-单带式连铸机；5-轮带式连铸机另外，还可以按铸坯断面形状分为方坯连铸机、圆坯连铸机、板坯连铸机、异形坯连铸机、方/板坯兼用型连铸机等。按钢水的静压头可分为高头型、低头型和超低头型连铸机等。3.1立式连铸机立式连铸机是20世纪50年代至60年代初的主要机型。立式连铸机，从中间罐到切割装置等主要设备均布置在垂直中心线上，整个机身矗立在车间地平面以上。采用立式连铸机浇铸时，由于钢液在垂直结晶器和二次冷却段冷却凝固，钢液中非金属夹杂物易于上浮，铸坯四面冷却均匀，铸坯在运行过程中不受弯曲矫直应力作用，产生裂纹的可能性小。铸坯质量好，适于优质钢、合金钢和对裂纹敏感钢种的浇铸。但这种连铸机设备高、投资费用大，且设备的维护与铸坯的运输较为麻烦。例如浇铸厚度为200mm的铸坯，连铸机高度需2535m。由于连铸机高度增高，钢水静压力加大，铸坯的鼓肚变形较为突出，因而立式连铸机只适于浇铸小断面铸坯。3.2立弯式连铸机立弯式连铸机是连铸技术发展过程的过渡机型，如图0-3中2所示。立弯式连镕机是在立式连铸机基础上发展起来的，其上部与立式连铸机完全相同，不同的是待铸坯全部凝固后，用顶弯装置将铸坯顶弯90°，在水平方向切割出坯，它主要适用于小断面铸坯的浇铸。3.3弧形连铸机弧形连铸机是世界各国应用最多的一种机型。弧形连铸机的结晶器、二次冷却段夹辊、拉坯矫直机等设备均布置在同一半径的1/4圆周弧线上；铸坯在1/4圆周弧线内完全凝固，经水平切线处被一点矫直，而后切成定尺，从水平方向出坯。其结构示意图见图0-5a。弧形连铸机的机身高度基本上等于铸机的圆弧半径。所以弧形连铸机的高度比立弯式连铸机又降低了许多，仅为立式连铸机的1/3，因而基建投资费减少了。铸坯凝固过程中承受钢水静压力小，有利于提高铸坯质量；铸坯经弯曲矫直，易产生裂纹；此外，铸坯的内弧侧存在着夹杂物聚集。夹杂物分布不均匀，也影响铸坯质量。为减轻铸坯矫直时的变形应力，在弧形连铸机上采用多点矫直，如图05b所示。图0-5 弧形连铸机机型示意图a-全弧形连铸机；b-多点矫直的弧形连铸机为了改善铸坯的质量，在弧形连铸机上采用直结晶器，在结晶器下口设23m垂直线段，带液心的铸坯经多点弯曲，或逐渐弯曲进入弧形段，然后再多点矫直。垂直段可使液相穴内夹杂物充分上浮，因而铸坯夹杂物的不均匀分布有所改善，偏析减轻。3.4椭圆形连铸机椭圆形连铸机的结晶器、二次冷却段夹辊、拉坯矫直机均布置在1/4椭圆圆弧线上，椭圆形圆弧是由多个半径的圆弧线所组成，其基本持点与全弧形连铸机相同。椭圆形连铸机又进一步降低了连铸机和厂房的高度。椭圆形连铸机又分为低头和超低头连铸机。低头或超低头连铸机的机型是根据连铸机高度(H)与铸坯厚度(D)之比确定的。连铸机高度是指从结晶器液面到出坯辊道表面的垂直高度。H/D2540时、称为低头连铸机；H/D25时，则称为超低头连铸机。超低头连铸机最早是由曼内斯曼和康卡斯特连铸集团开发的。3.5水平连铸机水平连铸机的结晶器、二次冷却区、拉矫机、切割装置等设备安装在水平位置上，如图0-3中7。水平连铸机的中间罐与结晶器是紧密相连的。中间罐水口与结晶器相连处装有分离环。拉坯时，结晶器不振动，而是通过拉坯机带动铸坯做拉-反推-停不同组合的周期性运动来实现的。水平连铸机是高度最低的连铸机。其设备简单、投资省、维护方便。水平连铸机结晶器内钢液静压力最小，避免了铸坯的鼓肚变形，中间罐与结晶器之间是密封连接，有效地防止了钢液流动过程的二次氧化；铸坯的清洁度高，夹杂物含量少，一般仅为弧形铸坯的l/81/16。另外，铸坯无需矫直，也就不存在由于弯曲矫直而产生裂纹的可能性，铸坯质量好，适合浇铸特殊钢、高合金钢，因而受到各国的关注。我国从70年代末开始进行了大量的研究和工业试验工作。4连续铸钢的优越性与传统的模铸相比，连铸有以下几方面的优越性：1）简化了工序，缩短了流程。省去了脱模、整模、钢锭均热初轧开坯等工序。由此可节省基建投资费用约40，减少占地面积约30，劳动力节省约70。尤其是薄板连铸机出现以后，又进一步地简化了工序流程，例如传统板坯连铸，坯厚在150300mm，而薄板连铸坯的厚度为4070mm，这又省去了粗轧机组，从而减少厂房面积约40，连涛机设备重量减轻约50。大大地缩短了从钢液到薄板的生产周期，节约了能源，降低了成本。2）提高了金属收得率。采用模铸工艺，从钢水到钢坯，金属收得率为8488。而连铸工艺则为9596，金属收得率提高1014。其中板坯约在10.5，大方坯13左右，小方坯约为14。3）降低了能源消耗。在现代化工业的国家里，钢铁工业是能源消耗的大户，约占能源总消耗量的10。因此干方百计地降低能耗已是钢铁工业生存的关键。据有关资料介绍，采用连铸工艺比传统工艺可节能1/4l/2。每生产1t连铸坯，比用钢锭开坯工艺可减少能耗4001200MJ，相当节省1030kg重油燃料。连铸坯若采用热送或直接轧制工艺是开辟进一步节能的途径。铸坯热送和直接轧制不仅节能，而且缩短了生产周期。4）生产过程机械化、自动化程度高。模铸是炼钢生产中条件最落后，劳动条件最恶劣的工序。尤其对顶吹转炉炼钢来说。模铸成了提高生产率的限制性环节。采用连铸工艺后，由于设备和操作水平的提高采用全过程的计算机管理，不仅从根本上改善了劳动环境，还大大提高了劳动生产率。例如：有些厂1台连铸机只有7名操作人员，除了浇钢操作外，其余工作均由计算机承担；据资料介绍，法国有的连铸机已实现连铸平台无操作人员，而是通过电视屏幕监视和遥控生产，连铸的自动化和智能化生产已成为现实。5）提高质量，扩大品种。目前几乎所有的钢种均可以采用连铸工艺生产，像超纯净度钢、硅钢、合金钢、工具钢等约500多个钢种都可以用连铸工艺生产，而且质量很好。5连铸机的工艺流程与设备5.1连铸机的工艺流程连续铸钢的一般生产工艺流程，如图1-1所示。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人中问包，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”就称为引锭链。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链头部凝结在一起。引锭链子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。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，钢水连续地从上回注入结晶器，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，脱去引锭链。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。连续铸钢生产所用的设备，实际上是包括在连铸作业线上的一整套机械设备。5.2连铸设备组成简介连铸设备通常可分为主体设备相辅助设备两大部分。主体设备主要包括：浇铸设备钢包运载设备、中间包及中间包小车或旋转台、结晶器及振动装置、二次冷却支撑导向装置；如在弧形连铸设备中采用直结晶器时，需设顶弯装置，拉坯矫直设备拉坯机、矫直机、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。从对上述工艺流程和主要机械设备的说明可知，连续铸钢设备必须适应高温钢水由液态弧形连铸机变成液-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。6 中间罐1）中间罐的作用中间罐也叫做中间包或中包。中间罐是位于盛钢与结晶器之间用于钢液浇注的装置，其主要作用是：1)中间罐可减少钢液静压力，使注流稳定；2)中间罐利于夹杂物土浮，净化钢液；3)在多流连铸机上，中间罐将钢液分配给每个结晶器；4)在多炉连浇时，中间罐贮存一定量的钢液，更换盛钢桶捅时不会停浇；5)根据连铸对钢质量要求，也可将部分炉外精炼手段移到中间罐内实施，即中间罐冶金。可见，中间罐有减压、稳流、去渣、贮钢、分流和中间罐冶金等重要作用。2）中间罐的构造a罐体结构中间罐的结构、形状应具有最小的散热面积，良好的保温性能。一般常用的中间罐断面形状为圆形、椭圆形、三角形、矩形和“T”字形等，如图1-7所示。图1-7 中间罐断面的各种形状示意图1-盛钢桶注流位置；2-中间罐水口位置；3-挡渣墙a、e-单流；b、f、g-双流；c-4流；d-6流；h-8流中间罐的外壳用钢板焊成，内衬砌有耐火材料，罐的两侧有吊钩和耳轴，便于吊运；耳轴下面还有座垫，以稳定地坐在中间罐小车上。b中间罐内衬中间罐内衬也是由保温层、永久层和工作层组成。c中间罐罐盖中间罐设有罐盖一则为了保温，再则可以保护盛钢桶桶底中不致过分受烤而变形。在罐盖上开有注入孔和塞棒孔。中间罐上还设有溢流槽，当盛钢桶注流失控时，可使多余的钢液流出。为促使非金属夹杂物上浮，在中间罐内砌有挡渣墙和坝。中间罐小车中间罐小车是用来支承、运输、更换中间罐的设备。小车的结构要有利于浇注、捞渣和烧氧等操作；同时还应具有横移和升降调节装置。类型：中间罐小车有悬臂型、悬挂型、门型、半门型等。7结晶器结晶器是一个水冷的钢锭模，是连铸机非常重要的部件，称之为连铸设备的“心脏”。钢液在结晶器内冷却、初步凝固成型，且形成一定的坯壳厚度。这一过程是在坯壳与结晶器壁连续、相对运动下进行的。为此，结晶器应具有良好的导热性和刚性，不易变形；重量要小，以减少振动时的惯性力；内表面耐磨性要好，以提高使用寿命；结晶器结构要简单，以便于制造和维护。7.1结晶器的构造按结晶器的外形可分为直结晶器和弧形结晶器。直结晶器用于立式、立弯式及直弧形连铸机，而弧形结晶器用在全弧形和椭圆形连铸机上。从其结构来看，有管式结晶器和组合式结晶器；小方坯及矩形坯多采用管式结晶器，而大型方坯、矩形坯和板还多采用组合式结晶器。1）管式结晶器管式结晶器的结构如图1-9所示。其内管为冷拔异形无缝钢管，外面套有钢质外壳，铜管与钢套之间留有约7mm的缝隙通以冷却水，即冷却水缝。铜管和钢套可以制成弧形或直形。铜管的上口通过法兰用螺钉固定在钢质的外壳上，见图1-9，铜管的下口般为自由端，允许热胀冷缩；但上下口都必须密封，不能漏水。结晶器外套是圆筒形的。外套中部有底脚板，将结晶器固定在振动框架上。图1-9 管式结晶器1-冷却水入口；2-钢液；3-夹头；4-冷却水出口；5-油压缸管式结晶器结构简单，易于制造、维修，广泛应用于中小断面铸坯的浇注，最大浇注断面为180mm×180mm。另外有的管式结晶器取消水缝，直接用冷却水喷淋冷却。2）组合式结晶器组合式结晶器是内4块复合壁板组合而成。每块复合壁板都是由铜质内壁和钢质外壳组成。在与钢壳接触的铜板面上铣出许多沟槽形成中间水缝。复合壁板用双螺栓连接固定，见图1-10。冷却水从下部进入，流经水缝后从上部排出。4块壁板有各自独立的冷却水系统。4块复合壁板内壁相结合的角部，垫上厚35mm并带45°倒角的铜片，以防止铸坯角裂。现已广泛采用宽度可调的板坯结晶器。可用手动、电动或液压驱动调节结晶器的宽度。内壁铜板厚度在2050mm，磨损后可加工修复，但最薄不能小于10mm。对弧形结晶器来说，两块侧面复合板是平的，内外弧复合板做成弧形的。而直形结晶器四面壁板都是平面状的。 图1-10 组合式结晶器及连接方式1-外弧内壁；2-外弧外壁；3-调节垫块；4-侧内壁；5-侧外壁；6-双头螺栓；8-内弧内壁；9-水缝3）漏钢检测装置为了能够预报结晶器漏钢事故，在结晶器四面铜壁外通过均匀的螺栓埋入多套康铜热电偶；热电偶测到的温度数据输入计算机或在仪表上显示。热电偶的套数越多，检测也越精确。也有根据结晶器内壁与铸坯坯壳间摩擦力的大小来测定结晶器内坯壳是否有漏钢。4）多级结晶器随着连铸机拉坯速度的提高。出结晶器下口的的铸坯坯壳厚度越来越薄；为了防止铸坯变形或出现漏钢事故，采用多级结晶器技术。它还可以减少小方坯的角部裂纹和菱形变形。多级结晶器即在结晶器下口安装足辊、铜板或冷却格栅，见图1-11。图1-11 多级结晶器结构示意图a-足辊；b-冷却板；c-冷却格栅8二次冷却系统装置二次冷却系统装置又称为二次冷却段或二次冷却区，简称二冷区。8.1二次冷却的作用及装置的结构形式8.1.1二次冷却的作用1）带液心的铸还从结晶器中拉出后，需喷水或喷气水直接冷却，使铸坯快速凝固，以进入拉矫区；2）对末完全凝固的铸坯起支撑、导向作用，防止铸坯的变形；3）在上引锭杆时对引锭杆起支撑、导向作用；4）倘若是采用直结晶器的弧形连铸机，二冷区的第一段要把直坯弯成弧形坯；5）如果采用多辊拉矫机时，二冷区的部分夹辊本身又是驱动辊，起到拉坯作用；6）对于椭圆形连铸机，二冷区本身又是分段矫直区。弧形连铸机的二次冷却装置的重要性不亚于结晶器，它直接影响铸坯的质量、设备的操作和铸机作业率。8.1.2二次冷却装置的结构形式二次冷却装置的主要结构形式分为箱式及房式两大类。a箱式结构所有支撑导向部件和冷却水喷嘴系统都装在封闭的箱体内；封闭的目的是便于把喷水冷却铸坯时所产生的大量蒸汽抽掉，以免影响操作。见图1-14。箱式结构刚性较好，所占空间小，所需抽风机容量小。检修相处理事故还算方便。b房式结构房式结构的夹辊全部布置在敞开的牌坊结构的支架止，整个二冷区是由一段或若干段开式机架组成。在二冷区的四周用钢板构成封闭的房室，故称为房式结构，见图1-15。具有结构简单，观察设备和铸坯方便等一系列优点。问题是风机容量和占地面积较大。目前新设计的连铸机构采用房式结构。9 拉坯矫直装置所有的连铸机都装有拉坯机。因为铸坯的运行需要外力将其拉出。拉坯机实际上是具有驱动力的辊子，也叫拉坯辊。弧形连铸机的铸坯需矫直后水平拉出，因而早期的连铸机的拉坯辊与矫直辊装在一起，称为拉坯矫直机，也叫拉矫机。现代化板坯连铸机采用多辊拉矫机，辊列布置“扇形段化”，驱动辊已伸向弧形区和水平段，实际上拉坯传动已分散到多组辊上，所以拉矫机已不是原来的含义了，由一对拉辊变成了驱动辊列系统。弧形连铸机弧形铸坯的自重产生下滑力，但它不能克服铸坯的阻力自动运行，仍需拉坯辊拉坯，立式连铸机是垂直布置的，铸坯自重产生的下滑力很大，足以克服铸坯的运行阻力；为了平衡下滑力和控制铸坯拉出速度，也设置了拉坯辊，是用来产生制动力以平衡铸坯的下滑力。图1-15 房式结构1-铸坯；2-扇形段；3-夹辊；4-活动支点；5-固定支点；6-底座；7-液压缸对拉坯矫直装置的要求有：1)应具有足够的拉坯力，以在浇注过程个能够克服结晶器、二次冷却区、矫直辊、切割小车等一系列阻力，将铸坯顺利拉出。2)能够在较大范围内调节拉速，适应改变断面和钢种的工艺要求，快速送引锭杆的要求；拉坯系统应与结晶器振动、液面自动控制、二次冷却区配水实现计算机闭环控制。3)应具有足够矫直力，以适应可浇注的最大断面和最低温度铸坯的矫直，并保证在矫直过程中不影响铸坯质量。4)在结构上除了适应铸坯断面变化和输送引锭杆的要求外，还要考虑使末矫直的冷铸坯通过，以及多流连铸机在结构布置的特殊要求；结构要简单，安装调整要方便。小方坯和小矩形坯的涛坯厚度较薄，凝固较快，液相深度也较短，当铸坯进入矫直区已完全凝固。而对大方坯、大板坯来说，铸坯较厚，等铸坯完全凝固后再矫直，就会增加连铸机的高度和长度，团而采用带液心多点矫直。带液心铸坯矫直多采用多点连续矫直；即铸坯在矫直区内连续变形，应变力和应变率分散变小，极大地改善了铸坯受力状况，有利于提高铸坯质量。9.1小方坯铸机的拉矫装置图1-16是结构最简单的四辊拉矫装置。从图可以看出，它由工作机座和传动系统组成。工作机座是由1个钳式机架和4个辊子组成的拉矫辊系。辊1和2是拉坯辊，布置在弧形区内，拉辊1又兼作矫直辊，与矫直辊7和8一起组成一个最简单矫直辊系。下矫直辊8在铸坯的切点，也是铸机的切点。拉辊1和2是驱动辊，可以正向拉坯，也可以反向送引锭杆。矫直辊7和8也是驱动辊。拉辊2布置在液压缸3上，拉辊1与2之间的开口度可用压下螺丝11来调