车间主体设备的设计(9)

铸坯断面尺寸以其冷态时的尺寸表示、称之为铸坯断面的公称尺寸。 铸坯断面的形状和尺寸主要根据铸坯的用途来确定。在选择铸坯断面时应遵循以下原则：不同钢种需要不同的压缩比；根据轧材品种规格选择，一般来讲，板材选择板坯，线材选择方坯，管材选择圆坯；连铸机生产能力必须与炼钢能力相匹配。在本设计中典型钢种的铸坯厚度定为230mm、宽度定为1200～1930mm，铸坯定尺长度为8～11m。 4.1.3 理论拉速与工作拉速的确定

理论拉速:实际上，连铸机的最大拉速取决于铸坯出结晶器时不致发生变形或拉漏所需的最小坯壳厚度。 ν

理论

L结0.8===1.73m/min 22（17/25）（?/?结）V理论——理论拉速m/min

L结——结晶器的有效长度mm，取为800mm

σ——结晶器下口处不发生漏钢时允许的最小铸坯厚度mm,取为17mm η结——铸坯在结晶器内凝固系数mm/min，取为25mm/min 工作拉速:是指连铸机生产操作中能顺利浇铸，保证铸坯质量相对稳定的平均拉速。在实际生产中，为改善铸坯质量，使用的工作拉速应小于最大理论拉速。 V拉≤V理论；则V拉=1.5m/min 4.1.4 冶金长度的计算

铸机的冶金长度是指以最大拉速浇铸某一断面的铸坯从结晶器的钢液面到钢液完全凝固时的长度。

冶金长度=最大拉速×铸坯完全凝固的时间

L结D2 L冶金=?（）

(?/K结)22K综 =1.73×(2302)=33.85m 2?26L结——结晶器的有效长度mm，取为800mm

σ——结晶器下口处不发生漏钢时允许的最小铸坯厚度mm,取为17mm

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K结——铸坯在结晶器内凝固系数mm/min，取为25mm/min D——铸坯的厚度mm

K综——铸机的综合凝固系数mm/min，取为26mm/min 4.1.5 连铸机圆弧（外弧）半径的计算R

连铸机的圆弧半径主要是指铸坯弯曲时的外弧半径，其计算方法有四种。 ○

1按铸坯完全凝固矫直时所允许的表面延伸率计算 R?D/2[?]=0.23/(2×1.6%)=7.2m D——铸坯的厚度mm

[?]——允许的延伸率，低合金钢[?]=1.5%～2%

图2铸坯矫直的后的延伸 （a）矫电前(b)矫直后 ○

2按进入拉矫机第一对辊子时铸坯温度≥900℃，计算R R?2t900V拉/?

R≥[(13.5?0.01?1173)2?(5D?0.2)?2]×1.5×2/3.14=4.75m 式中t900——铸坯温度达到900度所需的时间，min

V拉—拉坯速度m/min D—铸坯的厚度mm

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3按经验式计算 ○

R=KD=45×0.23=10.35m D—铸坯的厚度mm K—系数，板坯为40～50

总上所述，综合考虑以上计算结果取铸机的圆弧半径R=10m 4.1.6 连铸机的流数的计算

一台连铸机能同时浇铸铸坯的总根数称为连铸机的流数。大板坯最多浇铸四流，常用1～2流。本台连铸机采用一个机组。由计算可得板坯连铸机为一机两流，计算如下：

n?G =250/(1.2×0.23×1.5×7.6×42)=1.89 FV拉?t =2

n——连铸机的流数 G——钢包的容量t

F——铸坯断面积m2，按要浇铸的铸坯的最小断面计算

V拉——拉坯速度

?——铸坯密度，7.6 t/m3 t——浇铸时间，min 4.2 中间包的主要设计参数

中间包设计的主要内容有：中间包形状选择、中间包内型参数（内型长宽高尺寸）、中间包容量以及钢水深度、中间包水口设计。中间包设计的目标为：要使中间包钢水流畅合理即：不存在死区，流场均匀。钢水在中间包内有合适的停留时间。钢包钢液在中间包落点产生的紊流强度不影响中间包出口处钢水流态；要有利于中间包内夹杂物的上浮；要有利于减少中间包的散热损失。 4.2.1 中间包形状的选择

中间包的形状要满足铸坯断面和流数的布置，有长方形、椭圆形、三角形、T形及v形等，如图4所示。本设计采用选船形的中间包。

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图4 中间包横断面图例

4.2.2中间包内型参数的设计

1中间包的长度= ○（流数-1）×流间距+2（中包最外侧水口中心距包衬内壁距离）

中间包的长度=（2-1）×6.6+2×0.2=7m

2中间包宽度=钢包钢液在中间包落点与中包水口最短距离+钢包钢液在中间包 ○

落点与包衬内壁距离+中包水口中心与包衬内壁距离

中间包宽度=0.6+0.3+0.3=1.2m

3中间包高度=中间包钢水深度+净空高度 ○

中间包钢水深度过深会产生漏钢事故；过浅则产生漩涡效应卷渣且钢水停留时间过短，不利于夹杂物的上浮。因此中间包钢水深度应大于产生漩涡效应的临界高度（250～300mm）。净空高度约为200mm。 中间包高度=中间包钢水深度+净空高度=1+0.2=1.2m 另外中间包壁侧锥度应控制在10%～20% 。 4.2.3中间包容量以及钢水深度

中间包容量的选择应满足钢液一定的停留时间（8～10min）和多炉连浇等要求。同时在换包时间内中间包的钢水不能低于临界高度。 中间包容量=（20%～40%）×钢包容量 中间包容量=30%×250=75t 中间包钢水深度=1m 4.2.3中间包水口设计

1水口流出钢流量的控制方式有塞棒式、滑动水口式、定径水口式。在本设计中○

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采用塞棒式+滑动水口式的组合形式。这样既可避免引流砂的利用，又提高了开浇率。

水口直径应根据最大浇铸速度来确定，要保证连铸机在最大拉速时所需的钢流量，水口全开时钢流要圆滑而密实，不产生飞溅或涡流。中间包每流的水口钢流量等于每流拉出的铸坯重量即：

?4d水22gH?液K水=F??铸坯60

d水=4F??铸坯60??液K水2gH d水=4?0.23?1.93?1.73?7.6=0.065m

3.14?6.8?0.9?60?2?9.8?1.2F——铸坯的断面积m2

?——拉坯速度m/min

H——中包内钢液深度，m

?铸坯——铸坯的密度，7.6t/m3 ?液——钢液的密度，6.8t/m3

K水——流量系数0.86～0.97

由以上计算可得中间包的水口直径为65mm。

2浸入式水口 ○

它连接中间包水口和结晶器，其作用是防止钢液的二次氧化。板坯结晶器采用双侧孔式浸入式水口。侧孔倾角为向下15°。

中间包每流水口流出钢流量=2×每个浸入式水口侧孔流量

?4K水d水22gH水=?2K侧d侧22gH侧 d侧=d水K水2K侧H水 H侧 =65?0.91=53mm ?2?0.482K水——中间包处水口的流量系数0.86～0.97

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