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1、连铸机主要参数确定,2010年,8-4 弧形铸机主要参数的计算与确定,一：连铸机的生产能力,影响连铸机产量的主要因素有：浇注速度、连 浇炉数、流数、断面尺寸、作业率等。 设备和铸坯断面一定时，连铸机产量主要决定 于作业率和拉速。,一包钢水允许的最长浇注时间可用经验公式计算：,其中：G：钢包容量（t） f: 铸坯质量系数；其值为10-15 。,1.连铸机的生产能力,浇铸能力Q： 指每分钟注入结晶器内的钢水重量,式中：n: 铸机流数 F：铸坯断面积；m2 vg：拉坯速度；m/min ：铸坯比重；普碳钢7.8t/m3,2）连铸机的作业率,为提高作业率，必须采用多炉连浇。,按年浇注时间计算作业率,式中
2、：A0: 年浇注时间；h A1：年日历时间；8760h,3）连铸机的年产量Ya：,式中：G: 一包钢水的重量；t N：平均连浇炉数（一个浇注周期的炉数） Fv：铸坯收得率；可取95-96% ：连铸机作业率；可取70-80% T1：浇铸周期的时间,2.连浇炉数：,一般设计采用连浇炉数为3-4炉。,3.浇注时间 ：,式中：G: 平均每炉产钢量；t B、D：铸坯宽度、厚度； ：铸坯密度； v：拉坯速度；m/min N：流数,4：连铸机流数 n ：,为了把一包钢水在规定时间内浇完，有时需 同时浇几根钢坯，钢坯的根数即铸机的流数。,式中：G: 钢包容量；t T：钢包允许的浇注时间；min S：铸坯断面积
3、； m2 v：拉坯速度；m/min ：铸坯比重；t/m3,二：弧形铸机参数计算,1.铸坯断面,主要设计参数有：,铸坯断面、冶金长度、拉坯速度、 铸机弧形半径、连铸机流数等。,是铸机机械设备设计的主要依据，是决定设备性能和尺寸的基本因素。,铸坯断面尺寸规格是确定连铸机机型和功能的设计依 据，铸坯断面尺寸受冶炼设备的容量、轧机组成、轧材 产品规格和产品质量等因素的制约。,铸机已生产的铸坯形状和尺寸范围：,小方坯：7070160160,大方坯：200200 450450,矩形坯：100150 400560,板坯：150600 3002640,圆坯：80 450,2.冶金长度,冶金长度：从结晶器液面到
4、铸坯全部凝固为止， 铸坯中线距离称为冶金长度。,1）冷凝公式,坯壳厚度与冷却强度和冷凝时间有关，由实验可得：,式中：坯壳厚度； mm k：冷凝系数；mm/min0.5 t：冷凝时间；min,2）冶金长度：,当 时，铸坯全部凝固。（H为铸坯厚度）,若：拉坯速度为v，全部凝固所经历的时间为：,则有：,影响冶金长度的因素有：铸坯厚度、拉坯速度、冷凝强度,3.拉坯速度,拉坯速度：连铸机每分钟拉出铸坯的长度。（m/min),结晶器出口处坯壳厚度为：,（mm）,若结晶器的有效长度为 ，拉速为 :,则：,式中： ：为结晶器有效长度。,将 带入有：,若取：,则最大拉坯速度为：,（ ：为安全坯壳厚度）,安全坯壳
5、厚度通常为：,方坯：,板坯、扁坯：,4.连铸机弧形半径,连铸机弧形半径指铸机的外弧半径。,当铸机弧形半径大时，铸机高度增加，重量增加； 当铸机弧形半径小时，铸机尺寸、重量变小，但过 小的弧形半径在矫直时由于延伸率过大而产生裂纹。 因此，铸机弧形半径大小应针对不同的铸坯断面，浇 铸的钢种等因素，选择最佳半径，其值大小可根据理 论计算来确定。,1.固相矫直时连铸机弧形半径计算,固相矫直：,在矫直区铸坯必须全部凝固，在此条件下矫 直称固相矫直。,在确定铸机弧形半径时，必须满足条件：,（1）铸坯由矫直而产生的应变不应超过许用值； （2）在矫直区必须全部凝固；,1) 由应变确定铸机半径：,则有： ； (
6、m),式中：,：固相矫直许用应变。主要取决于浇铸钢种、 铸坯温度及对铸坯表面质量多要求等。,普通碳钢、低碳钢：,将此值代入，则有：,2) 校核铸坯是否完全凝固：.,铸坯中线距离 Lc 有：,( ：结晶器有效长度),为使铸坯进入矫直区时全部凝固，必须有：,即：,2.液心矫直弧形半径的计算,1）因固相矫直不可能实现高拉速，为提高铸机生产能 力，提出带液矫直方法。,2）随着拉速的提高，连铸坯带液心通过矫直点，而两 相区界面坯壳的强度和允许应变极低，如果采用单 点矫直，势必产生内裂。因此，开发了多点矫直技 术，将总的应变分散 到每一矫直点的应变分量中去。,3）每矫直一次，铸机弧形半径大一次，直到矫直为止， 因而在矫直过程中采用多个半径：,4）矫直次数的确定,由R0矫直到R，总的应变为：,矫直次数n为：,一般取35次。,液心一点矫直,理想弯曲变形,内弧坯壳伸长 外弧坯壳缩短 中性轴线与几何中心重合，长度不变 矫直变形时内弧坯壳两相区为易裂区,矫直应变计算,经过验证带液心一点矫直可能出现裂纹/出现很大的弧形半径,液心多点矫直,模型,取任意两个矫直段分析,基本公式讨论,铸坯厚度H的影响,H Rk+1 ,即每次矫直,半径变化小,矫直次数增加 坯壳厚度的影响,进入矫直区坯壳厚度与拉坯速度有关,v 即每次矫直,半径变化小,矫直次数增加,多点顶弯与矫直计算原理相同,谢谢,